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Verfahren zur Herstellung von Magneten mit Eisenleitteilen Es ist
bekannt, zwei- oder mehrpolige Magneten durch Sintern herzustellen und ferner dabei
so vorzugehen. <laß die am 'Magneten vorzusehenden Eisenleitteile, wie Polschuhe,
Verbindungsteile ti. dgl., einstöckig mit dem Magnetwerkstoff gepreßt und gesintert
werden. Nach der Sinterung stellen leide Teile einen mechanisch festen Körper dar.
Für die Preßtechnik ist es von außerordentlicher Bedeutung, möglichst einfache Körper
zu haben, die auf ihrer äußeren 'Umrandung möglichst wenig NYinkel und Einbuchtungen
einschließen, weil im anderen Falle verhiiltnisinäßig verwickelte Matrizen erforderlich
sind.
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Es ist ferner bekannt, Dauermagnetlegierungen aitf der Basis Eisen-Nickel-Aluminium,
deren Curiepunkt vergleichsweise niedrig liegt, einer sogenannten \tagnetfeld1ieltanclltiiig
zti unterwerfen, bei der den \folekularmagneten eine besondere Richtung erteilt
wird, die der späteren Gebrauchsrichtung entspricht. Die Herstellung solcher magnetisch
anisotroper Dauermagnetkärper bedingt eine Abkühlung der Magneten in einem Magnetfeld,
wobei das Magnetfeld die Körper in Richtung der Achsen durchfluten muß. Wenn nun
bei einem solchen Magneten die 'Magnetteile im Winkel zueinander angeordnet sind,
so kann das Feld mit seinen parallel gerichteten Kraftlinien die Magnetteile nicht
in der Richtung der Achsen durchfluten, und es wäre nur möglich, die gewütisclite
Durchflutung zu erzielen, indem die einzelnen Teile zwischen feldgestaltende Pole
des Elektromagneten eingespannt'würden. Da durch die \-fasse der Polschuhe keine
Abschreckwirkung auf denGesamtkörper ausgeübt werden darf, müßten Wärmeisolationsschichten
zwischengeschaltet werden.
Dadurch ergehen sich Verluste an magnetischer
l,'tiergie, so daß es praktisch nicht möglich wäre, einen Richteffekt in gewünschter
Größe zu erzielen.
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Es ist daher, abgesehen von der einfacheren Preßtechnik, auch für
die Herstellung sogenannter vorzugsgerichteter Magneten wesentlich, daß die Magnetabschnitte
von kombinierten Magneten achsparallel oder gleichgerichtet sind, damit sie bei
der Magnetfeldabkühlung in Richtung ihrer Gebrauchsachse von den Kraftlinien durchflutet
werden ks@nuen.
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l'in diese sowohl mechanisch als auch magnetisch wesentliche Achsparallelität
oder Gleichrichtung der \l@l;;iietal)SCbnltte zu erzielen, wird nach der Erfinc@ung
vorgeschlagen, die die achsparallelen undloder gleichgerichteten Nlagnetahschnitte
verbindenden hisrnabschnitte kalt oder warm zu biegen bzw. zu knicken und so die
'Magnetabschnitte in die gewünschte Winkellage zueinander zti bringen. Das l,iegeti
oder Knicken der Eisenabschnitte wird vorzugsweise an Stellen vorgenommen, die durch
Einkerben, Aussparen od. dgl. geschwächt sind. Da die \lagnetabschnitte bei ihrer
Sinterung keine Winkel zueinander bilden, ist ihre Herstellung wesentlich viere
inf:#cht.
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In den Fällen, in denen der Magnet mit einer Vorzugslage der Magnetisierung
versehen werden soll, wird diese vorgenommen, ehe im Eisenteil ein Verlüegen oder
Knicken durchgeführt wird, so daß hei iler Feldbehandlung die Magnetabschnitte achsl@arallel
und/oder gleichgerichtet sind und mithin in lZichtung ihrer Gebrauchsachse vom Feld
durchflutet werden, gleichgültig welche Winkelstellung die Magnetabschnitte in der
endgültigen Form aufweisen. Es hat sich gezeigt, daß es ohne weiteres iu<'>glich
ist, das Biegen oder Knicken im Weichrisenteil durchzuführen, wobei selbstverständlich
Schablonen, Dorne usw. angewendet werden können, und je nach der Form des '.Magneten
gelingt es auch, das liegen und Knicken ohne eine Schwächung im I#'.isenteil durchzuführen.
Andererseits stört aber die Schwächung des Eisenteils nicht, da sie sich im Gebiet
der geringsten magnetischen Belastung he-1:udet. Die Schwächung, die ein- oder mehrseitig
an-,ebracht werden kann, läßt sich unmittelbar bei der Sinterung oder nachträglich
durch spangebende Be-:.r1ieitung erzeugen.
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lm folgenden wird das Verfahren gemäß der Erfindung an Hand einiger
Ausführungsbeispiele des Verfahrens für die Herstellung besonderer Magnettypen näher
erläutert.
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Die Ahü. i bis 3 veranschaulichen in perspektivischer Darstellung
die Erzeugung eines Hufeiseninagneten, dessenSchenkel i aus dauermagnetischem Werkstofft
und dessen die beiden Schenkel i verbinilender Eisenabschnitt 2 einstöckig gesintert
sind. Die Berührungsflächen 3 zwischen den Magnetabschnitten i und dem Eisenabschnitt
2 sind schräg gelegt. Im Eisenteil befindet sich im Gebiet der neutralen "Zone eine
Einkerbung 4.
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Dieser einstöckig gesinterte i1agnetkörper läßt sich in einer einfachen
Matrizenforrn herstellen, weil die aufragenden Nlagnetahschnitte i achsparallel
sind. Sie lassen sich außerdem in einfacher Weise im Magnetfeld behandeln, weil
die Kraftlinien in Richtung der Pfeile 5 die achsparallelen Magnetabschnitte in
Achsrichtung durchfluten können. Die Behandlung ist auf diese Weise im Magnetfeld
ohne Zwischenschaltung von feldgestaltenden Leitstücken möglich, die den Abkühlungsvorgang
stören würden. Es ist indes ohne weiteres verständlich, daß eine solche Magnetfeldbehandlung
ohne Leitstücke nicht möglich wäre, wenn der :Magnet in seiner Endform nach Ahb.
2 oder 3 im Magnetfeld behandelt werden müßte.
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Wenn daher die Magnetfeldbehandlung beendet ist, wird der Magnet in
seinem Eisenteil zur endgiiltigen Gebrauchsform gebogen oder geknickt, so daß schließlich
die Magnetabschnitte i den Winkel a bilden (Ahb. 2). Die Magnetabschnitte i können
aber auch, wie aus Abb. 3 ersichtlich, zueinandergebogen werden. Sowohl im Falle
der Abb. 2 als auch im Falle der Abb. 3 kann es zweckmäßig oder erforderlich sein,
die Endflächen zu überschleifen und so den Magneten der Gebrauchsform anzupassen.
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In Abb. 4 und 5 ist die Herstellung eines Sterninagneten dargestellt.
Es ist ein zentrales Eisenteil 6 vorgesehen, an welchem vier Dauermagnetabschnitte
7 einstöckig angesintert sind, und zwar sind die mit schrägen Berührungsflächen
8 angesinterten Magnetabschnitte achsparallel hzw. gleichgerichtet. Der Körper ist
mechanisch einfach zu pressen, und hei der Magnetfeldbehandlung kann das 'Magnetfeld
die :Magnetabschnitte in Richtung der späteren Gebrauchsachsen durchfluten. Wenn
die Magnetfeldbehandlung beendet ist, werden die Abschnitte ; unter Ausnutzung der
Einkerbungen im Eisenteil 6 so gebogen, daß sie radial nach außen stehen, wie aus
Ahb.,5 ersichtlich. Ein solcher Sternmagnet läßt sich praktisch nur in der beschriebenen
Weise mit einer Vorzugsrichtung der 1Magnetisierung für die Einzelabschnitte versehen,
da feldgestaltende Leitstücke zti stark abkühlend auf den gesamten Körper wirken
würden. Zwar ist auch schon vorgeschlagen worden, solche sternförmige Körper in
einem Drehfeld zu magnetisieren oder den Körper in in einem Magnetfeld während der
Feldbehandlung umlaufen zu lassen. Es läßt sich aber bei dieser Behandlung nicht
der volle magnetische Energiewert erzielen, der der Legierung,zukommt. Bei dem Verfahre
gemäß der Erfindung dagegen wird der volle Kennwert der magnetischen Energie, der
der Legierung zukommt, erreicht.
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In Abb. 6 ist ein Steg 9 aus Eisen dargestellt, mit welchem
untereinander achsparallele Magnetabschnitte io zusammengesintert sind. Ein ,solcher
Körper ist ebenfalls einer Magnetfeldbehandlung zugänglich, wobei alsdann die Magnetabschnitte
io in Richtung der Pfeile i i durchflutet werden. Unter Ausnutzung der beidseitig
des Stegs angebrachten Schwächungen 12 läßt sich ein solcher Steg zu einem Ringmagneten
mit Innenpolen io' (Abb. 7) oder zu einem Ringmagneten finit außenliegenden Polen
io" biegen. Auch in diesem Falle läßt sich der volle Kennwert der Legierung aus
dem System heraush,Qleri, was weder mit feldgestaltenden Polen in
einem
ruhenden 'Magnetfeld noch bei umlaufender 1Zelati\-liewegung zwischen Feld und 'Magnetkörper
möglich wäre.
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Die preßteclinisclie Herstellung der für das Verialiren nach Ahle.
0i bis 8 erforderlichen Körper läßt sich vereinfachen, indem ein Körper nach Abb.
9 erzeugt wird. Dieser besteht aus zwei parallel zueinander laufenden Eisenstegen
9' und 9", zwischen denen die achsparallelen Magnetabschnitte io angeordnet sind.
Die Abschnitte io werden, wie durch die Kerbe 13 angedeutet, auseinandergeschnitten,
so tlaß durch einmaliges Pressen und Sintern zwei Kurbier gemäß A1>11.6 entstehen,
die so weiterverarbeitet werden, wie (lies in Verbindung mit den .1b1>. 6 bis 8
beschrieben ist.
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In Abb. io ist ein Streifen dargestellt, der aus miteinander abwechselnden,
gleichgerichteten Nfagnetabschnitten 1d und Eisenabschnitten 15 zusam-, niengesetzt
ist. Die Feldbehandlung findet unter Durcliflutung in lZichtung des Pfeils 16 statt.
Aus diesem Streifen wird ein Magnetkörper gebogen, der die Form der Alb. i i aufweist,
bei welchem also auf dein Innenumfang aus Eisen gebildete Pole vorliegen.
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Uie zusammenstoßenden Enden bei den zum Ring gebogenen Körlierti nach
8 und i i werden zweckmäßigerweise miteinander verbunden, z. B. (Itircli Scliweißeii.
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Wie ohne weiteres ersichtlich, lassen sich die llaßnalinien gemäß
der Erfindung nicht nur bei Körliern von den in den Abbildungen dargestellten Formen
durchführen, sie sind vielmehr ganz allgemein anwendbar, und es kommt lediglich
darauf an, ini Einzelfalle die Ausgangsform zu finden, bei der Achsparallelität
bzw. Richtungsgleichheit der Niagnet<ilisclinitte gegeben und ein Verbiegen oder
Knicken zur gewiiiiscliteti Winkelstellung möglich ist.
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In jedem Falle findet das endgültige Magnetisieren der Systeme in
der endgültigen Gebrauchsform statt, d. li. nachdem das Verbiegen oder Knicken durchgefiihrt
worden ist.