DEP0047020DA - Verfahren zum Vorzugsrichten von Magneten - Google Patents

Description

Bekanntlich gilt für jeden ferromagnetischen Werkstoff eine bestimmte Temperatur, oberhalb derer er nicht magnetisierbar ist (sogenannter Curiepunkt). Ferner ist bekannt, daß sich bei einer Magnetisierung oberhalb des sogenannten Einfrierungspunktes, wenn dieser unterhalb des Curiepunktes liegt, die Elementarmagnete in die Richtung der Kraftlinien des magnetisierenden Feldes einzustellen vermögen, während diese bei einer Magnetisierung unterhalb des Einfrierungspunktes ihre Lage nicht mehr verändern. Bei ferromagnetischen Werkstoffen, bei denen der Curiepunkt über dem Einfrierungspunkt liegt, wird die vorerwähnte Eigenschaft dazu benutzt, den Magnet bei einer oberhalb des Einfrierungspunktes, aber unterhalb des Curiepunktes liegenden Temperatur in ein magnetisches Feld zu bringen, wodurch seine Elementarmagnete sich in die Richtung der Kraftlinien einstellen, und in diesem Kraftfeld unter dem Einfrierungspunkt sich abkühlen zu lassen, wodurch dann die Elementarmagnete in der ihnen aufgezwungenen Richtung bleiben. Diese Verfahren ist als Vorzugsrichten von Magneten bekannt. Bisher hat man dieses Kraftfeld dadurch erzeugt, daß man in einem mit stromdurchflossener Wicklung versehenen ferromagnetischen Eisenkern Kraftlinien induzierte, die man über den der Vorzugsrichtung zu unterwerfenden Magneten schloss. Dieses Verfahren eignet sich aber schlecht für solche Magnete, bei denen zur Erzielung der Höchstleistung ein gekrümmter Kraftlinienverlauf erforderlich ist. Dieses Erfordernis tritt sowohl bei mehrpoligen Magneten wie auch bei gewissen zweipoligen Magneten auf.

In Fig. 1 ist ein sechspoliger Magnet dargestellt mit dem in ihm verlangten Kraftlinienverlauf.

In Fig. 2 ist ein zweipoliger Magnet dargestellt, bei dem zur Erzielung der Höchstleistung eine gleichmäßige Verteilung der Kraftlinien über seine Pole verlangt ist, was einen gekrümmten Kraftlinienverlauf, wie in Fig. 2 dargestellt, erfordert.

Fig. 3 zeigt die Form eines zweipoligen Magneten, bei dem ein durch seine Form bedingter gekrümmte Kraftlinienverlauf erforderlich ist.

Man kann zwar die Kraftlinien eines durch eine Induktionsspule mit nebeneinander liegenden Windungen erzeugten Kraftlinienfeldes in Eisenkernen sammeln und diese entsprechend der Fig. 4 so zueinander anordnen, daß an den Polen der Eisenkerne ein gekrümmtes Kraftlinienfeld, wie in Fig. 4 dargestellt, sich bildet und in diesem Kraftlinienfeld die Vorzugsrichtung des Magneten vornehmen. Dieses Verfahren führt aber nur unvollkommen zu dem gewünschten Ziele, weil schon auf dem Wege von den Stromspulen bis zum Magneten ein Teil der Kraftlinien, wie in Fig. 4 angedeutet, von einem Eisenkern zum anderen umgebogen wird und dadurch für das magnetische Feld in dem die Vorzugsrichtung stattfinden soll, verlorengehen und außerdem bei diesen Verfahren zum Vorzugsrichten sich im Magnet die Kraftlinien strecken und nur ungenügend tief in den Magnet eindringen.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß der Magnet von einem ein Kraftlinienfeld der gewünschten Krümmung erzeugenden Stromleiter unmittelbar induziert wird. Das Prinzip des Verfahrens sein an dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem sechspoligen Magnet erläutert.

Mit 1 sind Stromleiter bezeichnet, die so geformt sind, daß sie in den zwischen je 2 Polen des mit 2 bezeichneten Magneten befindlichen Krümmungsradius bis auf dessen Grund hineingeführt werden können. Werden diese Stromleiter nun von Strom durchflossen, so erzeugen sie ein um sie umlaufendes Kraftlinienfeld, das infolge der Anpassung ihrer Form an den Krümmungsradius des Magneten zur Folge hat, daß der Magnet unmittelbar von dem Stromleiter induziert und das Kraftlinienfeld in ihm selbst erzeugt wird. Infolgedessen entfällt das Bestreben der Kraftlinien, sich zu strecken, wie es der Fall ist, wenn der Magnet nur ein außerhalb von ihm erzeugtes Kraftlinienfeld schließt, und ferner die Möglichkeit, daß die Kraftlinien sich teilweise schließen, ohne durch den Magneten zu gehen. Die Kraftlinien behalten vielmehr im Magnet die gewünschte Krümmung und Dichte und dringen tiefer in den Kern des Magneten ein. Zwischen den Stromleitern 1 sind die ferromagnetischen Joche 3 angebracht, die jetzt aber nur noch die Aufgabe haben, die von den Stromleitern im Magnet unmittelbar erzeugten Kraftlinien außerhalb des Magneten zu schließen, wie in Fig. 5 veranschaulicht. Statt einer einzigen Stromschiene 1 könnte natürlich auch eine Mehrzahl von Stromschienen verwendet werden, die in gleicher Richtung vom Strom durchflossen werden und so angeordnet sind, daß sie in ihrer kraftfelderzeugenden Wirkung der Stromschiene 1 gleichwertig sind. Das das Vorzugsrichten bei einer Temperatur stattfinden muß, die oberhalb des Einfrierungspunktes des Magneten liegt und die Joche wenigstens an den Berührungsstellen mit dem Magneten etwa auf dessen Temperatur erwärmt werden, wird gemäß der Erfindung für die Joche ein Werkstoff verwendet, dessen Curiepunkt über dem Einfrierungspunkt des Magneten liegt, weil sonst die Joche nicht magnetisierbar sind und ihre kraftlinienschließende Wirkung nicht möglich ist. Damit die Kraftfelder, die sich um die Leiter 1 herum bilden, sich nicht gegenseitig aufheben, müssen die Leiter 1 natürlich in der Bildebene der Fig. 5 gesehen, abwechselnd von oben nach unten und von unten nach oben stromdurchflossen sein. Sie können infolgedessen abwechselnd oben und unten miteinander verbunden werden und hintereinander geschaltet sein, also eine geschlossene Schiene mit den in Fig. 5 dargestellten Zu- und Ableitungen bilden.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung zum Vorzugsrichten eines zweipoligen Magneten der Fig. 2. Mit 1 ist wieder der Stromleiter, mit 2 der Magnetkern und mit 3 das ferromagnetische Joch bezeichnet. Ferner ist der Kraftlinienverlauf des durch den Leiter 1 im Magnet 2 induzierten und durch das Joch 3 geschlossenen Kraftfeldes veranschaulicht. Das Kraftfeld erzeugt somit im Magnet den in Fig. 2 veranschaulichten gewünschten Kraftlinienverlauf und dementsprechend beim Vorzugsrichten eine entsprechende Richtung der Elementarmagnete.

Fig. 7 zeigt die Anwendung des Verfahrens auf das Vorzugsrichten eines gekrümmten Magneten der Fig. 3. Auch hier ist wiederum mit 1 der Stromleiter, mit 2 der Magnet und mit 3 das Joch bezeichnet und ferner der Kraftlinienverlauf des im Magneten 2 induzierten und durch das Joch 3 geschlossenen Kraftlinienfeldes dargestellt.

Die in Fig. 5-7 beispielsweise dargestellten Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen, daß es möglich ist, den Querschnitt des das Kraftlinienfeld erzeugenden Stromleiters so zu bemessen, daß er die Erwärmung durch den das Kraftfeld erzeugenden Strom für die Zeitdauer aufnehmen kann, die erforderlich ist, um den Magneten von seiner über den Curiepunkt gesteigerten Temperatur unter den Einfrierungspunkt abkühlen zu lassen. Das Verfahren und die zu seiner Durchführung geeigneten, in den Fig. 5-7 beispielsweise dargestellten Vorrichtungen sind aber auch für das Fertigmagnetisieren vorzugsgerichteter Magnete mit Vorteil anwendbar. Hierbei ist wegen der höheren Koerzitivkraft des Magneten bei niedriger Temperatur die erforderliche Stromstärke zur Erzeugung des Kraftlinienfeldes zwar größer als beim Vorzugsrichten. Da aber das Kraftlinienfeld nur für einen kurzen Augenblick erzeugt werden muß, genügt ein kurzer Stromstoß der erforderlichen Stärke, dessen erzeugte Wärme von den gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Stromleitern ohne weiteres aufgenommen und abgeleitet werden kann.

Claims (4)

1. Verfahren zum Vorzugsrichten von Magneten mit gekrümmtem Kraftlinienverlauf, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet von einem ein Kraftlinienfeld der gewünschten Krümmung erzeugenden Stromleiter unmittelbar induziert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Magnet erzeugten Kraftlinien durch ferromagnetische Joche geschlossen werden, die aus einem Werkstoff bestehen, dessen Curiepunkt über dem Einfrierungspunkt des Magneten liegt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem oder mehreren ferromagnetischen Jochen besteht, die sich mit dem Magneten auf dessen ganzer Polbreite berühren oder nahezu berühren und Aussparungen für die zwischen den Polen angeordneten Stromleiter besitzen.

4. Anwendung der Vorrichtung nach Anspruch 3 zum Fertigmagnetisieren vorzugsgerichteter Magnete.