EP3270389B1 - Magnetisierung einer hohlwelle - Google Patents

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EP3270389B1
EP3270389B1 EP16179056.3A EP16179056A EP3270389B1 EP 3270389 B1 EP3270389 B1 EP 3270389B1 EP 16179056 A EP16179056 A EP 16179056A EP 3270389 B1 EP3270389 B1 EP 3270389B1
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EP
European Patent Office
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hollow shaft
contact device
internal
pole
rod
Prior art date
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EP16179056.3A
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French (fr)
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EP3270389A1 (de
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Christian Seene
Marianne Schillay
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NCTE AG
Original Assignee
NCTE AG
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Publication date
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Priority to US16/313,529 priority patent/US11094441B2/en
Priority to CN201780043266.6A priority patent/CN109478455B/zh
Priority to PCT/EP2017/057153 priority patent/WO2018010855A1/de
Priority to JP2019523166A priority patent/JP6740473B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]
    • H01F7/0273—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F13/00—Apparatus or processes for magnetising or demagnetising
    • H01F13/003—Methods and devices for magnetising permanent magnets

Definitions

  • the invention relates to a device for magnetizing a hollow shaft and a corresponding method.
  • the document WO 97/37362 A1 describes a method of magnetizing a cylindrical body, the method comprising the steps of applying a magnetic field to the body and varying the magnetic field surrounding the body.
  • the document WO 2016/096190 A1 discloses an apparatus and method for magnetizing at least one permanent magnet, the apparatus comprising a first field guide, a second field guide.
  • a receptacle for the permanent magnet is formed, wherein the excitation magnet is movable relative to the Feldleitensen and the permanent magnet on a circular path around the permanent magnet, so that in a Magnetizing position a magnetic field of the exciter magnet magnetizes the permanent magnet.
  • one of them is non-contact magnetization of hollow shafts which are only open on one side DE 102012004105 A1 disclosed.
  • a current on the open side of the hollow shaft is switched on and executed, The introduced current magnetizes the shaft and due to an interposed magnetic shield demagnetization is prevented by the running current.
  • the three different contact points of the PCME process result in an uneven current distribution around the circumference of the shaft, since the resistance of the individual contacts under realistic conditions is not the same.
  • the non-contact magnetization of hollow shafts works especially at small inner diameters, since the shielding of the current required for magnetization must be thicker than the inner diameter of the shaft.
  • the invention has for its object to provide a device and a method by which or with which a uniform magnetization of a hollow shaft in the circumferential direction can take place, in particular a hollow shaft with a small inner diameter.
  • the device comprises an electrically conductive rod-shaped element for generating a magnetic field or a plurality of magnetic fields by means of an inner contacting device arranged on the rod-shaped element for contacting an inner contact region on an inner side of the hollow shaft; an external contactor for contacting with an outer contact portion on an outer side of the hollow shaft; and a current source for generating a current pulse through the rod-shaped member, the inner contactor and thecommunANDiervorides, as well as through the hollow shaft between the inner and the outer contact area.
  • a first pole of the power source is connected to at least one power supply contact point of the rod-shaped element or it is connectable, and a second pole of the power source is connected to the discourseromeiervorides or he is connected thereto, and an electrical polarity of the first pole is opposite to electrical polarity of the second pole.
  • the current flow (in contrast to the PCME method) is not guided in the region of the shaft to be magnetized, but the magnetizing current flows in the rod-shaped element.
  • the current flow in the shaft from the inside to the outside or vice versa only serves to close the circuit between the inner and the outer contactor.
  • the stabfömige element may in turn be a hollow bar.
  • the dismissessorvoriques may comprise an electrically conductive cylindrical element, in which at least a portion of the hollow shaft during magnetization can be arranged.
  • the current can be supplied to or removed from the contact points on the outside.
  • a wiring may be provided with which a connection to the power source can be made.
  • the inner contacting device and the technicallysorgeiervoriques can be arranged radially opposite with respect to the hollow shaft. This minimizes the current flow in the axial direction of the hollow shaft, since the current can flow directly in the radial direction of the shaft.
  • the inner contacting device and / or the outer contacting device may be annular. This provides a particularly uniform type of contacting available.
  • the inner contacting device and / or the conspiracyrobevorses a plurality of each arranged in a circle inner and outer contact elements comprise, wherein the contact elements are preferably provided with a spring bias in the direction of the hollow shaft to be magnetized.
  • the contact elements are preferably provided with a spring bias in the direction of the hollow shaft to be magnetized.
  • an equal number of inner and outer contact elements may be provided, which further leads to an equal distribution of the current flow.
  • the inner and / or outer contact elements are arranged in the circumferential direction of the hollow shaft with a uniform angular distance from each other. In this way results in a homogenization of the current flow through the shaft.
  • two power supply pads may be provided and the inner contacting device may be disposed on the rod-shaped member between the two power supply pads of the rod-shaped member, either having both power supply pads electrically connectable to the first pole of the power source, or a power supply pad is electrically connected to the first pole of the power source and the other power supply pad is electrically connected to the first pole of the power source.
  • the object according to the invention is likewise achieved by a method for magnetizing a ferromagnetic, electrically conductive hollow shaft according to claim 8.
  • the method according to the invention comprises the steps of introducing an electrically conductive rod-shaped element with a device arranged thereon mecanicheftiervorses in a cavity of the hollow shaft, preferably such that the rod-shaped element is arranged on and along an axis of the hollow shaft, and contacting the mecanicheftiervorides with an inner contact region on an inner side of the hollow shaft; Contacting an outer contactor with an outer contact portion on an outer side of the hollow shaft; and generating a current pulse through the rod-shaped element, the inner contacting device and thequaintiervorides, and through the hollow shaft between the inner and the outer contact region, wherein the hollow shaft is magnetized with the generated magnetic field of the current-carrying rod-shaped element.
  • the introduction of the electrically conductive rod-shaped element into the cavity of the hollow shaft may in particular comprise passing the rod-shaped element through the hollow shaft cavity, such that thereafter opposite end regions of the rod-shaped element are respectively arranged outside the hollow shaft.
  • the step of arranging the hollow shaft may be provided in an electrically conductive cylindrical element of the external contacting device, wherein the axis of the hollow shaft is preferably arranged on and along an axis of the cylindrical element.
  • the inner contacting device and the outer contacting device may be arranged radially opposite each other with respect to the hollow shaft.
  • the inner contacting device and / or the propositiontitleiervoriques may be annular, wherein the rings can be brought into contact with the inside or the outside of the hollow shaft.
  • the inner contacting device and / or the conspiracyrobevoriques can a plurality of each circularly arranged inner and outer contact elements include, which can be brought into contact with the inside or the outside of the hollow shaft.
  • an equal number of inner and outer contact elements may be provided, and respective inner and outer contact elements may be arranged radially opposite each other with respect to the hollow shaft.
  • the inner and / or outer contact elements can be arranged in the circumferential direction of the hollow shaft with uniform angular distance from each other.
  • the following further steps may be provided: connecting at least one power supply pad of the rod-shaped member to a first pole of a power source, connecting the external contactor to a second pole of the power source, wherein an electrical polarity of the first pole opposite to the electrical Polarity of the second pole is.
  • two opposing power contact pads of the rod-shaped member may be connected to the first pole, or one of the power contact pads may be permanently connected to the first pole, and the second current-feeding pad may be inserted after insertion of the rod-shaped member the cavity of the hollow shaft are connected to the first pole.
  • the material of the hollow shaft preferably comprises steel.
  • Fig. 1 a first embodiment of the device according to the invention is shown.
  • the device for magnetizing a ferromagnetic, electrically conductive hollow shaft 90, the device comprises an electrically conductive rod-shaped element 10 for generating a magnetic field with an inner contacting device 20 arranged thereon for contacting an inner contact region on an inner side of the hollow shaft 90; an outer contactor 30 for contacting with an outer contact portion on an outer side of the hollow shaft 90; and a current source 80 for generating a current pulse through the rod-shaped member 10, the inner contactor 20, and the outer contactor 30, as well as through the hollow shaft 90 between the inner and outer contact regions.
  • the intuitionorialiervorraum 30 includes an electrically conductive cylindrical member 35 in which the hollow shaft 90 is disposed during the magnetization. With the cylindrical element 35, the current can be supplied to or removed from the contact points on the outside.
  • the cylindrical element 35 and the rod-shaped element 10 are arranged for mounting in a base body 70 which electrically insulates the two elements.
  • the inner contactor 20 and the technically.iervorides 30 are arranged radially opposite with respect to the hollow shaft, wherein the CertainlyKeyiervorides 20 and the technicallyTypeiervorides 30 include a plurality of each circularly arranged inner contact elements 21 and outer contact elements 31, wherein the contact elements 21, 31 are provided with a spring bias in the direction of the shaft 90 to be magnetized.
  • the arrowed lines indicate the directions of the magnetic fields induced by the current-carrying rod-shaped element 10 in the hollow shaft 90.
  • Two power supply pads 11, 12 are provided, and the inner pad 20 is disposed on the rod-shaped member 10 between the two power supply pads 11, 12 of the rod-shaped member 10, with a power pad 11 permanently electrically connected to the first pole of the power source 80 is connected and the other power supply pad 12 with the first pole of the power source 80 after introduction of the hollow shaft 90 (slipping over the hollow shaft 90 via the rod 10) is electrically connected.
  • the second pole of the power source 80 is connected to the external contactor 30.
  • the electrical polarity of the first pole is opposite to the electrical polarity of the second pole.
  • a respective current flow from both power supply pads 11, 12 of the rod-shaped element 10 to the inner contacting device 20 generates two currents in the opposite direction (see arrows in the rod-shaped element 10), whereby the hollow shaft 90 is magnetized in opposite circumferential directions accordingly.
  • FIG. 2 A B two embodiments for contacting in the device according to the invention are shown in cross section. Like reference numerals designate corresponding components here as in Fig. 1 are shown.
  • the inner contact elements 21 are provided in a circle around the rod 10 and in respective contact with an inner side of the hollow shaft 90.
  • the outer contact elements 31 are each arranged radially opposite, so as to limit the flow of current through the hollow shaft, preferably in the radial direction and in particular to avoid a flow of current in the axial direction of the hollow shaft 90, which can lead to magnetic interference fields with respect to the desired magnetization.
  • the schwetrachlor 20 comprises a ring for contacting the hollow shaft from the inside and the conceptcardiervorides 30 also includes a ring for contacting the hollow shaft 90 from the outside. Both rings are arranged radially opposite one another for the same reasons.

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Magnetisieren einer Hohlwelle und ein entsprechendes Verfahren.
    • Stand der Technik
  • Das Dokument WO 97/37362 A1 beschreibt ein Verfahren zur Magnetisierung eines zylindrischen Körpers, wobei das Verfahren die Schritte des Anlegens eines magnetischen Feldes an den Körper und der Variation des Magnetfeldes umlaufend um den Körper umfasst.
  • Das Dokument WO 2016/096190 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Magnetisieren von wenigstens einem Permanentmagnet, wobei die Vorrichtung ein erstes Feldleitelement, ein zweites Feldleitelement umfasst. Dabei ist zwischen dem ersten und dem zweiten Feldleitelement wenigstens ein Erregermagnet und in dem zweiten Feldleitelement ist eine Aufnahme für den Permanentmagnet ausgebildet, wobei der Erregermagnet relativ zu den Feldleitelementen und dem Permanentmagnet auf einer kreisförmigen Bahn um den Permanentmagnet herum beweglich ist, so dass in einer Magnetisierungsposition ein Magnetfeld des Erregermagneten den Permanentmagnet magnetisiert.
  • Stand der Technik bei der Magnetisierung von kraftübertragenden Bauteilen (z.B. Wellen) zur Nutzung magnetostriktiver Messtechnik (z.B. für die Drehmomentmessung) ist einerseits die direkte elektrische Kontaktierung. Über diese Kontaktierung werden entsprechende Stromimpulse durch das Bauteil geleitet um die für die magnetostriktive Messtechnik notwendige remanente Magnetisierung zu erzeugen. Dieses Verfahren ist in EP 1774271 B1 und EP 1902287 B1 beschrieben. Dieses Verfahren ist unter der Bezeichnung "Puls Current Magnetic Encoding (PCME)" bekannt. Dabei wird eine Außenkontaktierung an zwei voneinander beabstandeten Stellen der Welle zwischen den eine Magnetisierung erfolgen soll vorgenommen und ein Strompuls in axialer Richtung der Welle erzeugt, der durch das dabei entstehende Magnetfeld die Welle in Umfangsrichtung magnetisiert.
  • Eine davon verschiedene berührungslose Magnetisierung von nur einseitig offenen Hohlwellen ist andererseits in DE 102012004105 A1 offenbart. Dabei wird ein Strom auf der offenen Seite der Hohlwelle ein- und ausgeführt, Der eingeführte Strom magnetisiert die Welle und aufgrund einer dazwischen vorgesehenen magnetischen Abschirmung wird die Entmagnetisierung durch den ausgeführten Strom verhindert.
  • Die derzeit eingesetzten Verfahren weisen jedoch die im Folgenden genannten Nachteile auf. Durch die drei unterschiedlichen Kontaktstellen des PCME Verfahrens kommt es zu einer ungleichen Stromverteilung um den Umfang der Welle, da der Widerstand der einzelnen Kontaktierungen unter realistischen Bedingungen nicht gleich ist. Die berührungslose Magnetisierung von Hohlwellen funktioniert vor allem bei kleinen Innendurchmessern nicht, da die Abschirmung des zur Magnetisierung benötigten Stromes dicker sein muss als der Innendurchmesser der Welle. Die Eindringtiefe d eines elektromagnetischen Wechselfeldes mit der Frequenz f beträgt: d = πfσ μ r μ 0 − 1 ,
    Figure imgb0001
     worin σ die elektrische Leitfähigkeit und µr die relative Permeabilität des abschirmenden Materials bezeichnen und µ 0 die Permeabilitätskonstante ist.
  • Angesichts dieser Nachteile des Stands der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit der eine Magnetisierung einer Welle durchgeführt werden kann, die einen oder mehrere der genannten Nachteile überwindet.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit der bzw. mit dem eine gleichmäßige Magnetisierung einer Hohlwelle in Umfangsrichtung erfolgen kann, insbesondere auch einer Hohlwelle mit kleinem Innendurchmesser.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Magnetisieren einer ferromagnetischen, elektrisch leitfähigen Hohlwelle nach Anspruch 1.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein elektrisch leitfähiges stabförmiges Element zum Erzeugen eines Magnetfeldes oder mehrerer Magnetfelder mittels einer an dem stabförmigen Element angeordneten Innenkontaktiervorrichtung zum Kontaktieren mit einem inneren Kontaktbereich an einer Innenseite der Hohlwelle; eine Außenkontaktiervorrichtung zum Kontaktieren mit einem äußeren Kontaktbereich an einer Außenseite der Hohlwelle; und eine Stromquelle zum Erzeugen eines Strompulses durch das stabförmige Element, die Innenkontaktiervorrichtung und die Außenkontaktiervorrichtung, sowie durch die Hohlwelle zwischen dem inneren und dem äußeren Kontaktbereich. Dabei ist ein erster Pol der Stromquelle mit wenigstens einer Stromzufuhr-Kontaktstelle des stabförmigen Elements verbunden oder er ist damit verbindbar, und ein zweiter Pol der Stromquelle ist mit der Außenkontaktiervorrichtung verbunden oder er ist damit verbindbar, und eine elektrische Polarität des ersten Pols ist entgegengesetzt zur elektrischen Polarität des zweiten Pols.
  • Erfindungsgemäß wird der Stromfluss (im Gegensatz zum PCME Verfahren) nicht in dem zu magnetisierenden Bereich der Welle geführt, sondern der magnetisierende Strom fließt im stabförmigen Element. Die führt zu einer gleichmäßigen Magnetisierung der Hohlwelle in Umfangsrichtung. Der Stromfluss in der Welle von innen nach außen bzw. umgekehrt dient dabei lediglich der Schließung des Stromkreises zwischen der inneren und der äußeren Kontaktiervorrichtung. Das stabfömige Element kann seinerseits ein Hohlstab sein.
  • Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass die Außenkontaktiervorrichtung ein elektrisch leitfähiges zylinderförmiges Element umfassen kann, in dem wenigstens ein Teil der Hohlwelle während der Magnetisierung angeordnet werden kann. Mit dem zylinderförmigen Element kann der Strom den Kontaktstellen an der Außenseite zu- bzw. abgeführt werden. Anstelle des zylinderförmigen Elements oder zusätzlich kann auch eine Verdrahtung vorgesehen sein, mit der eine Verbindung zur Stromquelle hergestellt werden kann.
  • Gemäß einer anderen Weiterbildung können die Innenkontaktiervorrichtung und die Außenkontaktiervorrichtung in Bezug auf die Hohlwelle radial gegenüberliegend angeordnet werden. Dies minimiert den Stromfluss in axialer Richtung der Hohlwelle, da der Strom unmittelbar in radialer Richtung der Welle fließen kann.
  • In einer anderen Weiterbildung können die Innenkontaktiervorrichtung und/oder die Außenkontaktiervorrichtung ringförmig ausgebildet sein. Die stellt eine besonders gleichförmige Art der Kontaktierung zur Verfügung.
  • Gemäß einer anderen Weiterbildung können die Innenkontaktiervorrichtung und/oder die Außenkontaktiervorrichtung eine Vielzahl von jeweils kreisförmig angeordneten inneren bzw. äußeren Kontaktelementen umfassen, wobei die Kontaktelemente vorzugsweise mit einer Federvorspannung in Richtung der zu magnetisierenden Hohlwelle versehen sind. Auf diese Weise kann eine Verteilung des Stromflusses durch die Hohlwelle über deren Umfang erfolgen. Insbesondere können aufgrund der Federvorspannung zum Einen Hohlwellen mit verschiedenem Durchmesser kontaktiert werden, und zum Anderen ist die Kontaktierung an sich durch ein Andrücken der Kontaktelemente an die Hohlwelle sichergestellt.
  • Dabei kann eine gleiche Anzahl von inneren und äußeren Kontaktelementen vorgesehen sein, was weiter zu einer Gleichverteilung des Stromflusses führt.
  • Vorzugsweise sind die inneren und/oder äußeren Kontaktelemente in Umfangsrichtung der Hohlwelle mit gleichmäßigem Winkelabstand voneinander angeordnet. Auf diese Weise ergibt sich eine Homogenisierung des Stromflusses durch die Welle.
  • In einer anderen Weiterbildung können zwei Stromzufuhr-Kontaktstellen vorgesehen und die Innenkontaktiervorrichtung an dem stabförmigen Element zwischen den zwei Stromzufuhr-Kontaktstellen des stabförmigen Elements angeordnet sein, wobei entweder beide Stromzufuhr-Kontaktstellen mit dem ersten Pol der Stromquelle elektrisch verbindbar sind oder wobei eine Stromzufuhr-Kontaktstelle mit dem ersten Pol der Stromquelle elektrisch verbunden ist und die andere Stromzufuhr-Kontaktstelle mit dem ersten Pol der Stromquelle elektrisch verbindbar ist. Gemäß dieser Weiterbildung erzeugt ein jeweiliger Stromfluß von beiden Stromzufuhr-Kontaktstellen des stabförmigen Elements zu der Innenkontaktiervorrichtung (oder in entgegengesetzter Richtung ausgehend von der Innenkontaktiervorrichtung zu den beiden Stromzufuhr-Kontaktstellen), also zwei Ströme in entgegengesetzter Richtung, wodurch die Hohlwelle entsprechend in entgegengesetzte Umfangsrichtungen magnetisiert wird.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zum Magnetisieren einer ferromagnetischen, elektrisch leitfähigen Hohlwelle gemäß Anspruch 8 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte: Einbringen eines elektrisch leitfähiges stabförmiges Elements mit einer daran angeordneten Innenkontaktiervorrichtung in einen Hohlraum der Hohlwelle, vorzugsweise derart, dass das stabförmige Element auf und entlang einer Achse der Hohlwelle angeordnet ist, und Kontaktieren der Innenkontaktiervorrichtung mit einem inneren Kontaktbereich an einer Innenseite der Hohlwelle; Kontaktieren einer Außenkontaktiervorrichtung mit einem äußeren Kontaktbereich an einer Außenseite der Hohlwelle; und Erzeugen eines Strompulses durch das stabförmige Element, die Innenkontaktiervorrichtung und die Außenkontaktiervorrichtung, sowie durch die Hohlwelle zwischen dem inneren und dem äußeren Kontaktbereich, wobei die Hohlwelle mit dem dabei erzeugten Magnetfeld des stromdurchflossenen stabförmigen Elements magnetisiert wird. Das Einbringen des elektrisch leitfähigen stabförmigen Elements in den Hohlraum der Hohlwelle kann insbesondere ein Durchführen des stabförmigen Elements durch den Hohlraum der Hohlwelle umfassen, derart, dass danach gegenüberliegende Endbereiche des stabförmigen Elements jeweils außerhalb der Hohlwelle angeordnet sind.
  • Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen Weiterbildungen entsprechen jenen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren Weiterbildungen, und es wird Bezug auf die obigen Ausführungen genommen.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann der Schritt des Anordnens der Hohlwelle in einem elektrisch leitfähigen zylinderförmigen Element der Außenkontaktiervorrichtung vorgesehen sein, wobei die Achse der Hohlwelle vorzugsweise auf und entlang einer Achse des zylinderförmigen Elements angeordnet wird.
  • Die Innenkontaktiervorrichtung und die Außenkontaktiervorrichtung können in Bezug auf die Hohlwelle radial gegenüberliegend angeordnet werden.
  • Die Innenkontaktiervorrichtung und/oder die Außenkontaktiervorrichtung können ringförmig ausgebildet sein, wobei die Ringe mit der Innenseite bzw. der Außenseite der Hohlwelle in Kontakt gebracht werden können.
  • Die Innenkontaktiervorrichtung und/oder die Außenkontaktiervorrichtung können eine Vielzahl von jeweils kreisförmig angeordneten inneren bzw. äußeren Kontaktelementen umfassen, die mit der Innenseite bzw. der Außenseite der Hohlwelle in Kontakt gebracht werden können.
  • Dabei kann eine gleiche Anzahl von inneren und äußeren Kontaktelementen vorgesehen sein, und jeweilige innere und äußere Kontaktelemente können in Bezug auf die Hohlwelle einander radial gegenüberliegend angeordnet werden.
  • Die inneren und/oder äußeren Kontaktelemente können in Umfangsrichtung der Hohlwelle mit gleichmäßigem Winkelabstand voneinander angeordnet sein.
  • Vor dem Erzeugen des Strompulses können die folgenden weiteren Schritte vorgesehen sein: Verbinden von wenigstens einer Stromzufuhr-Kontaktstelle des stabförmigen Elements mit einem ersten Pol einer Stromquelle, Verbinden der Außenkontaktiervorrichtung mit einem zweiten Pol der Stromquelle, wobei eine elektrische Polarität des ersten Pols entgegengesetzt zur elektrischen Polarität des zweiten Pols ist. Insbesondere können zwei in Bezug auf die Innenkontaktiervorrichtung gegenüberliegende Stromzufuhr-Kontaktstellen des stabförmigen Element mit dem ersten Pol verbunden werden bzw. eine der Stromzufuhr-Kontaktstellen kann permanet mit dem ersten Pol verbunden sein und die zweite Stromzufuhr-Kontaktstelle kann nach dem Einbringen des stabförmigen Elements in den Hohlraum der Hohlwelle mit dem ersten Pol verbunden werden.
  • Das Material der Hohlwelle umfasst bevorzugt Stahl.
  • Die genannten Weiterbildungen können einzeln eingesetzt oder wie beansprucht geeignet miteinander kombiniert werden.
  • Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen. Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
    • Fig. 1
    zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
    Fig. 2
    zeigt zwei Ausführungsform zur Kontaktierung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
    Ausführungsformen
  • In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
  • In der ersten Ausführungsform 100 der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Magnetisieren einer ferromagnetischen, elektrisch leitfähigen Hohlwelle 90, umfasst die Vorrichtung ein elektrisch leitfähiges stabförmiges Element 10 zum Erzeugen eines Magnetfeldes mit einer daran angeordneten Innenkontaktiervorrichtung 20 zum Kontaktieren mit einem inneren Kontaktbereich an einer Innenseite der Hohlwelle 90; eine Außenkontaktiervorrichtung 30 zum Kontaktieren mit einem äußeren Kontaktbereich an einer Außenseite der Hohlwelle 90; und eine Stromquelle 80 zum Erzeugen eines Strompulses durch das stabförmige Element 10, die Innenkontaktiervorrichtung 20 und die Außenkontaktiervorrichtung 30, sowie durch die Hohlwelle 90 zwischen dem inneren und dem äußeren Kontaktbereich.
  • Die Außenkontaktiervorrichtung 30 umfasst ein elektrisch leitfähiges zylinderförmiges Element 35, in der die Hohlwelle 90 während der Magnetisierung angeordnet ist. Mit dem zylinderförmigen Element 35 kann der Strom den Kontaktstellen an der Außenseite zu- bzw. abgeführt werden. Das zylinderförmige Element 35 und das stabförmige Element 10 sind zur Halterung in einem die beiden Elemente elektrisch isolierenden Grundkörper 70 angeordnet. Die Innenkontaktiervorrichtung 20 und die Außenkontaktiervorrichtung 30 sind in Bezug auf die Hohlwelle radial gegenüberliegend angeordnet, wobei die Innenkontaktiervorrichtung 20 und die Außenkontaktiervorrichtung 30 eine Vielzahl von jeweils kreisförmig angeordneten inneren Kontaktelementen 21 bzw. äußeren Kontaktelementen 31 umfassen, wobei die Kontaktelemente 21, 31 mit einer Federvorspannung in Richtung der zu magnetisierenden Welle 90 versehen sind. Die mit Pfeilen versehenen Linien geben die Richtungen der Magnetfelder an, die durch das stromdurchflossene stabförmige Element 10 in der Hohlwelle 90 induziert werden.
  • Es sind zwei Stromzufuhr-Kontaktstellen 11, 12 vorgesehen und die Innenkontaktiervorrichtung 20 ist an dem stabförmigen Element 10 zwischen den zwei Stromzufuhr-Kontaktstellen 11, 12 des stabförmigen Elements 10 angeordnet, wobei eine Stromzufuhr-Kontaktstelle 11 mit dem ersten Pol der Stromquelle 80 permanent elektrisch verbunden ist und die andere Stromzufuhr-Kontaktstelle 12 mit dem ersten Pol der Stromquelle 80 nach einem Einbringen der Hohlwelle 90 (Überstülpen der Hohlwelle 90 über den Stab 10) elektrisch verbunden wird. Der zweiter Pol der Stromquelle 80 ist mit der Außenkontaktiervorrichtung 30 verbunden. Die elektrische Polarität des ersten Pols ist entgegengesetzt zur elektrischen Polarität des zweiten Pols. Gemäß dieser Ausführungsform erzeugt ein jeweiliger Stromfluß von beiden Stromzufuhr-Kontaktstellen 11, 12 des stabförmigen Elements 10 zu der Innenkontaktiervorrichtung 20 zwei Ströme in entgegengesetzter Richtung (sieh Pfeile im stabförmigen Element 10), wodurch die Hohlwelle 90 entsprechend in entgegengesetzte Umfangsrichtungen magnetisiert wird.
  • In Fig. 2 A,B sind zwei Ausführungsform zur Kontaktierung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen hier entsprechende Komponenten wie sie in Fig. 1 dargestellt sind.
  • In der oberen Zeichnung (Fig. 2A) sind die inneren Kontaktelemente 21 kreisförmig um den Stab 10 und in jeweiligem Kontakt mit einer Innenseite der Hohlwelle 90 vorgesehen. Die äußeren Kontaktelementen 31 sind jeweils radial gegenüberliegend angeordnet, um so den Stromfluß durch die Hohlwelle bevorzugt in radialer Richtung zu begrenzen und insbesondere einen Stromfluß in axialer Richtung der Hohlwelle 90 zu vermeiden, was zu magnetischen Störfeldern in Bezug auf die erwünschte Magnetisierung führen kann.
  • In der unteren Zeichnung (Fig. 2B) umfasst die Innenkontaktiervorrichtung 20 einen Ring zum Kontaktieren der Hohlwelle von innen und die Außenkontaktiervorrichtung 30 umfasst ebenfalls einen Ring zur Kontaktierung der Hohlwelle 90 von außen. Beide Ringe sind dabei aus den gleichen Gründen radial gegenüberliegend angeordnet.
  • Die dargestellten Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft und der vollständige Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche definiert.

Claims (15)

  1. Vorrichtung (100) zum Magnetisieren einer ferromagnetischen, elektrisch leitfähigen Hohlwelle (90, 95), wobei die Vorrichtung umfasst:
    ein elektrisch leitfähiges stabförmiges Element (10) zum Erzeugen eines oder mehrerer Magnetfelder mit einer daran angeordneten Innenkontaktiervorrichtung (20) zum Kontaktieren mit einem inneren Kontaktbereich an einer Innenseite der Hohlwelle; und
    eine Außenkontaktiervorrichtung (30) zum Kontaktieren mit einem äußeren Kontaktbereich an einer Außenseite der Hohlwelle; und
    eine Stromquelle (80) zum Erzeugen eines Strompulses durch das stabförmige Element (10), die Innenkontaktiervorrichtung (20) und die Außenkontaktiervorrichtung (30), sowie durch die Hohlwelle zwischen dem inneren und dem äußeren Kontaktbereich;
    wobei ein erster Pol der Stromquelle (80) mit wenigstens einer Stromzufuhr-Kontaktstelle (11, 12) des stabförmigen Elements (10) verbunden ist oder verbindbar ist und ein zweiter Pol der Stromquelle (80) mit der Außenkontaktiervorrichtung (30) verbunden ist oder verbindbar ist, und wobei eine elektrische Polarität des ersten Pols entgegengesetzt zur elektrischen Polarität des zweiten Pols ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Außenkontaktiervorrichtung ein elektrisch leitfähiges zylinderförmiges Element (35) umfasst, in dem wenigsten ein Teil der Hohlwelle während der Magnetisierung angeordnet werden kann.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Innenkontaktiervorrichtung und die Außenkontaktiervorrichtung in Bezug auf die Hohlwelle radial gegenüberliegend angeordnet werden können.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Innenkontaktiervorrichtung und/oder die Außenkontaktiervorrichtung ringförmig ausgebildet sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Innenkontaktiervorrichtung und/oder die Außenkontaktiervorrichtung eine Vielzahl von jeweils kreisförmig angeordneten inneren bzw. äußeren Kontaktelementen (21, 31) umfasst, wobei die Kontaktelemente vorzugsweise mit einer Federvorspannung in Richtung der zu magnetisierenden Hohlwelle versehen sind, wobei vorzugsweise eine gleiche Anzahl von inneren und äußeren Kontaktelementen vorgesehen ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die inneren und/oder äußeren Kontaktelemente in Umfangsrichtung der Hohlwelle mit gleichmäßigem Winkelabstand voneinander angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zwei Stromzufuhr-Kontaktstellen (11, 12) vorgesehen sind und die Innenkontaktiervorrichtung (20) an dem stabförmigen Element (10) zwischen den zwei Stromzufuhr-Kontaktstellen (11, 12) des stabförmigen Elements angeordnet ist, wobei beide Stromzufuhr-Kontaktstellen mit dem ersten Pol der Stromquelle elektrisch verbindbar sind oder wobei eine Stromzufuhr-Kontaktstelle mit dem ersten Pol der Stromquelle elektrisch verbunden ist und die andere Stromzufuhr-Kontaktstelle mit dem ersten Pol der Stromquelle elektrisch verbindbar ist.
  8. Verfahren zum Magnetisieren einer ferromagnetischen, elektrisch leitfähigen Hohlwelle (90), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    Einbringen eines elektrisch leitfähigen stabförmigen Elements (10) mit einer daran angeordneten Innenkontaktiervorrichtung (20) in einen Hohlraum der Hohlwelle, vorzugsweise derart, dass das stabförmige Element auf und entlang einer Achse der Hohlwelle angeordnet ist, und Kontaktieren der Innenkontaktiervorrichtung mit einem inneren Kontaktbereich an einer Innenseite der Hohlwelle;
    Kontaktieren einer Außenkontaktiervorrichtung (30) mit einem äußeren Kontaktbereich an einer Außenseite der Hohlwelle; und
    Erzeugen eines Strompulses durch das stabförmige Element, die Innenkontaktiervorrichtung und die Außenkontaktiervorrichtung, sowie durch die Hohlwelle zwischen dem inneren und dem äußeren Kontaktbereich, wobei die Hohlwelle mit dem dabei erzeugten Magnetfeld des stromdurchflossenen stabförmigen Elements magnetisiert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei weiterhin der Schritt Anordnen der Hohlwelle in einem elektrisch leitfähigen zylinderförmigen Element der Außenkontaktiervorrichtung vorgesehen ist, und wobei die Achse der Hohlwelle vorzugsweise auf und entlang einer Achse des zylinderförmigen Elements angeordnet ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Innenkontaktiervorrichtung und die Außenkontaktiervorrichtung in Bezug auf die Hohlwelle radial gegenüberliegend angeordnet werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Innenkontaktiervorrichtung und/oder die Außenkontaktiervorrichtung ringförmig ausgebildet sind und mit der Innenseite bzw. der Außenseite der Hohlwelle in Kontakt gebracht werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Innenkontaktiervorrichtung und/oder die Außenkontaktiervorrichtung eine Vielzahl von jeweils kreisförmig angeordneten inneren bzw. äußeren Kontaktelementen umfasst, die mit der Innenseite bzw. der Außenseite der Hohlwelle in Kontakt gebracht werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine gleiche Anzahl von inneren und äußeren Kontaktelementen vorgesehen ist, und wobei jeweilige innere und äußere Kontaktelemente in Bezug auf die Hohlwelle einander radial gegenüberliegend angeordnet werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die inneren und/oder äußeren Kontaktelemente in Umfangsrichtung der Hohlwelle mit gleichmäßigem Winkelabstand voneinander angeordnet sind.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei vor dem Erzeugen des Strompulses die folgenden weiteren Schritte vorgesehen sind:
    Verbinden von wenigstens einer Stromzufuhr-Kontaktstelle des stabförmigen Elements mit einem ersten Pol einer Stromquelle, Verbinden der Außenkontaktiervorrichtung mit einem zweiten Pol der Stromquelle, wobei eine elektrische Polarität des ersten Pols entgegengesetzt zur elektrischen Polarität des zweiten Pols ist.
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