EP3665709A1 - Verfahren zum magnetisieren von mindestens zwei magneten unterschiedlicher magnetischer koerzitivfeldstärken - Google Patents

Verfahren zum magnetisieren von mindestens zwei magneten unterschiedlicher magnetischer koerzitivfeldstärken

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Publication number
EP3665709A1
EP3665709A1 EP18749830.8A EP18749830A EP3665709A1 EP 3665709 A1 EP3665709 A1 EP 3665709A1 EP 18749830 A EP18749830 A EP 18749830A EP 3665709 A1 EP3665709 A1 EP 3665709A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnets
magnetic field
magnetic
magnetization
field strength
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18749830.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Heinrich
Ralf Hoffmann
Christian Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP3665709A1 publication Critical patent/EP3665709A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 method for magnetizing at least two magnets of different magnetic coercive field strengths.
  • polarized electromagnetic relay which may each have a magnetic system with a coil, a magnetic core and two permanent magnets.
  • polarized electromagnetic relay is known for example from WO 2013/144232 AI.
  • the present invention has for its object to provide a method with which at least two magnets can be magnetized differently in a simple manner, quickly, flexibly and inexpensively.
  • the magnets are preferably together in one
  • Magnetizing device comprising, for example, a magnetizing coil, arranged before being magnetized according to the invention.
  • the magnets magnetized in this way can be used in particular as permanent magnets in an electromagnetic relay. It should be noted that the at least two magnets may initially be unmagnetized or arbitrarily biased before being exposed to the first magnetic field. The above technical problem is explained by the method steps of
  • a method for magnetizing at least two magnets of different magnetic coercive field strength which has the following method steps: a) Simultaneous exposure of the at least two magnets to a first im
  • Substantially homogeneous magnetic field having a predeterminable first field strength and a first magnetic field direction for completely magnetizing the magnets in the first magnetic field direction;
  • step b) Simultaneous exposure of the magnets magnetized in step a) to a second substantially homogeneous magnetic field having a predeterminable second field strength and a second, opposite to the first magnetic field direction
  • Magnetic field direction such that the at least two magnets are magnetized differently, wherein the first field strength is higher than the second field strength.
  • the at least two magnets may initially be unmagnetized or biased before being exposed to the first and then the second magnetic field.
  • the bias can be done in a predetermined manner or arbitrarily. In other words, the amount of bias can be predetermined or arbitrary.
  • the term “fully magnetizing” means that the magnets are magnetized to magnetic saturation, and before carrying out steps a) and b) it is expedient to arrange the at least two magnets in a magnetizing device, the first and second magnets being magnetized second magnetic field is provided by the magnetizing device.
  • the first and second are homogeneous
  • Magnetic field in an interior of the magnetization device in which the Mag are arranged generates.
  • the magnetizing device may comprise a magnetizing coil, one with the
  • Magnetization coil electrically connected means for generating an adjustable excitation current, in particular a pulse magnetization device, and optionally a carrier assembly for receiving and holding the magnets.
  • the predeterminable second field strength of the second magnetic field can be adjusted such that the at least two magnets are magnetized in opposite directions, the magnet having the higher coercive magnetic field in the first magnetic field direction and the lower coercive field magnet in the second magnetic field direction is magnetized.
  • Figure 1 shows a longitudinal section of a polarized electromagnetic relay
  • Figure 2 is a longitudinal section of the polarized relay arranged, the two
  • Magnets contained assembly 3a shows a perspective view of a magnetization device with a carrier assembly in which the assembly shown in FIG. 2 can be arranged,
  • FIG. 3b a plan view of the magnetization device shown in FIG. 3a,
  • Figure 3c is a perspective view of that shown in Fig. 3a
  • FIG. 4 shows the magnetization curves of the two shown in FIG. 1 and FIG.
  • FIG. 6 shows the magnetization curves shown in FIG.
  • FIG. 7 shows the magnetization curves shown in FIG.
  • FIG. 2 shows two magnets 20 and 22 with different magnetic coercive field strengths, which may be parts of an assembly 10, for example.
  • the magnets 20 and 22 may for example be unmagnetized or arbitrarily biased and each made of a ferromagnetic material.
  • the magnet 20 has a higher magnetic coercive force
  • the higher magnetic coercive force magnet 20 is an SmCo magnet
  • the lower coercive magnetic force magnet 22 may be a ferrite magnet.
  • more than two magnets can be used.
  • the assembly 10 preferably has a carrier component 50, which may have a U-shaped cross-section.
  • the carrier component 50 has two opposite wall sections 51 and 52 and a bottom section 53 connecting the two wall sections.
  • the two magnets 20 and 22 can be arranged directly next to each other, they are in the example shown between magnetic flux parts 30, 31 and 32 and thus arranged spatially separated from each other.
  • the two magnets 20 and 22 are arranged parallel to a longitudinal axis 11 of the assembly 10 extending in the x-direction and with respect to the longitudinal axis 11 one behind the other.
  • the magnetic flux part 31 forms a bearing piece for a rocker arm, not shown, while the two magnetic flux parts 30 and 32 form the poles of an electromagnet.
  • the magnetic flux parts 30, 31 and 32 and the two magnets 20 and 22 are carried by a support plate 40.
  • the magnetic flux parts 30 to 32, the magnets 20 and 22 and the support plate 40 are arranged above the bottom portion 53 between the two wall portions 51 and 52 and
  • With the support member 50 include a Coordinathahme Suite 110, in which components of a magnet system can be arranged, as shown by way of example in Fig. 1 by means of a polarized electromagnetic relay.
  • the magnetic system shown by way of example in FIG. 1 has inter alia a rocker armature 12, a ferromagnetic core 2, a coil and pole shoes 3.
  • the two magnets 20 and 22 can also be assigned to the magnet system.
  • connection pin 71 for example, as a load terminal pinshakengiert and the pin 70th is provided for electrically connecting a fixed contact of a poled electromagnetic relay shown by way of example in FIG.
  • the polarized relay shown in Fig. 1 is described in detail in WO 2013/144232 Al, the contents of which are hereby fully incorporated.
  • the two magnets 20 and 22 which have different magnetic coercive field strengths and may initially be unmagnetized or arbitrarily biased, in a predeterminable two-stage Way magnetized. For better transport, the magnets are pre-magnetized in practice.
  • the entire assembly 10 is first in a
  • Magnetizing device 80 is arranged, as shown by way of example in Figure 3a i. V. m. 3d is shown.
  • the magnetization device 80 may comprise an exemplary magnetization coil 60 shown in FIG. 3d, to which an adjustable current source (not shown) may be connected to provide the required excitation currents.
  • the current source may be part of a pulse magnetization device, which is designed to generate pulse-like currents.
  • the pulse magnetization device can be assigned to the magnetization device 80.
  • the magnetization coil 60 is preferably formed as an air-core coil having a cylindrical coil interior 62 into which the assembly 10 can be inserted and positioned, as shown in FIG. 3d.
  • the magnetizing device 80 may further include a
  • Carrier assembly 70 which includes a housing 75 having an opening 73 whose longitudinal axis extends in the z-direction. The one shown in Fig. 3d
  • Magnetizing coil 60 is arranged in the housing 75 so that the opening 73 is arranged in alignment with the coil interior 62.
  • the coil axis 61 extends in the z-direction and coincides with the longitudinal axis of the opening 73 of the
  • the carrier assembly 70 may include a mounting means or retainer 90 releasably securable to the housing 75 for holding and positioning the magnets 20 and 22 or for holding and positioning the assembly 10 within the magnetization coil 60 is formed.
  • Mounting device 90 may, as FIG. 3 shows, T-shaped and a horizontally extending portion 91 and a perpendicular thereto
  • the horizontal portion 91 has a length larger than the diameter of the opening 73 of the housing 75.
  • the mounting device 90 can be releasably screwed to the housing 75 by means of the horizontal section 91, for example. In this way, the mounting device 90 and thus the assembly 10 can be precisely positioned and fixed in the coil interior 62.
  • This mounting state is also in Figure 3a i. V. m. Fig. 3d shown, wherein in Fig. 3 a, the magnetizing coil 60 is covered by the housing 75.
  • the magnetization coil 60 arranged in the housing 75 completely encloses the inserted assembly 10 and thus the two magnets 20 and 22 in the installed state, as shown in FIG. 3d.
  • the assembly 10 is arranged within the magnetization coil 60 such that the longitudinal axis 11 of the assembly 10 is parallel to the z-direction extending longitudinal axis 61 of the magnetization coil 60 and that the two magnets 20 and 22 advantageously on the longitudinal axis of the inner space 62 of the magnetization coil 60th , So are arranged in the center of the interior 62.
  • the two magnets 20 and 22 are arranged one behind the other in the magnetization coil 60 with respect to the longitudinal axis 61.
  • the current source (not shown) can provide a first adjustable exciting current, which in the interior 62 of the
  • Magnetizing coil 60 may cause a first, substantially homogeneous magnetic field with a predeterminable field strength, which has a first, pointing in the positive z direction magnetic field direction.
  • the power source may also provide a second adjustable excitation current, which in the interior 62 of the
  • Magnetization coil 60 can cause a second, substantially homogeneous magnetic field with predeterminable field strength, which a second, in negative z Direction pointing magnetic field direction has. It should be noted at this point that the field strength of the first magnetic field is greater than the field strength of the second magnetic field. It should also be noted that the first exciting current can be, for example, 1000 to 5000 A, while the second exciting current is set to 200 A, for example.
  • the assembly 10 with the two magnets 20 and 22, which may be unmagnetized or arbitrarily biased, is arranged in the carrier assembly 80 and thus in the magnetization coil 60, as shown by way of example in FIGS. 3 a to 3 c.
  • Fig. 4 is initially considered, in the example of two different
  • Magnetization curves a) and b), also called hysteresis curves, are shown before the first magnetization of the magnets 20 and 22, wherein the magnetization curve a) belongs to the magnet 20 with higher magnetic coercive force, while the magnetization curve b) is associated with the magnet 22 with lower coercive force is.
  • a magnetization curve graphically represents the
  • FIG. 4 Dependence of the field line density B on the magnetic field strength H.
  • the magnetic field strength H is plotted in a manner known per se, and the flux density B is plotted on the y axis.
  • the two still unmagnetized or arbitrarily biased magnets 20 and 22 are shown schematically next to each other, although they, as shown in Fig. 2, may also be arranged spaced apart by the magnetic flux member 31. For the operation of the method, this is irrelevant. Now, Fig. 5 is considered.
  • a predeterminable first exciter current is fed into the magnetization coil 60 in a first direction, which in the inner space 62 of the magnetization coil 60 is a first substantially homogeneous one Magnetic field predeterminable field strength in a first magnetic field direction, for example, in the positive z-direction causes, as symbolized by the arrow pointing to the right.
  • the two magnets 20 and 22 are simultaneously exposed to the first magnetic field for complete magnetization in the first direction.
  • the magnetization state of the two magnets 20 and 22 after the first magnetization is shown in FIG. Both magnets 20 and 22 are in the positive z-direction, see Fig. 3c, fully magnetized.
  • Reference numerals 1 represent the respective flux density in the magnets.
  • Magnetizing coil 60 is fed in the interior 62 of the
  • Magnetizing coil 60 a second substantially homogeneous magnetic field of predeterminable field strength in a second, the first magnetic field direction
  • Exciting current are preferably direct currents, which flow through the magnetization coil 60 in a pulse-like manner for an adjustable time.
  • the field strength of the second magnetic field is lower than the field strength of the first magnetic field.
  • the field strength of the second magnetic field is selected such that the magnet 22 with smaller
  • Magnet 20 is not weakened with higher coercive force.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Magnetisieren von wenigstens zwei Magnete (20, 22) unterschiedlicher magnetischer Koerzitivfeldstärke, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: a) Gleichzeitiges Aussetzen der wenigstens zwei Magnete (20, 22) einem ersten im Wesentlichen homogenen Magnetfeld mit einer vorbestimmbaren ersten Feldstärke und einer ersten Magnetfeldrichtung zum vollständigen Magnetisieren der Magneten in der ersten Magnetfeldrichtung; b) Gleichzeitiges Aussetzen der in Schritt a) magnetisierten Magnete (20, 22) einem zweiten im Wesentlichen homogenen Magnetfeld mit einer vorbestimmbaren zweiten Feldstärke und einer zweiten, der ersten Magnetfeldrichtung entgegengesetzten Magnetfeldrichtung derart, dass die wenigstens zwei Magnete (20, 22) unterschiedlich magnetisiert werden.

Description

Verfahren zum Magnetisieren von mindestens zwei Magneten unterschiedlicher magnetischer Koerzitivfeldstärken
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Magnetisieren von mindestens zwei Magneten unterschiedlicher magnetischer Koerzitivfeldstärken.
Bekannt sind gepolte elektromagnetische Relais, welche jeweils ein Magnetsystem mit einer Spule, einem magnetischen Kern und zwei Permanentmagneten aufweisen können. Ein derart gepoltes elektromagnetisches Relais ist beispielsweise aus der WO 2013/144232 AI bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit welchem zumindest zwei Magnete in einfacher Weise, schnell, flexibel und kostengünstig unterschiedlich magnetisiert werden können.
Ein Kerngedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, zumindest zwei Magnete unterschiedlicher magnetischer Koerzitivfeldstärke gleichzeitig einem ersten
Magnetfeld und anschließend gleichzeitig einem zweiten Magnetfeld, die
entgegengesetzte Magnetfeldrichtungen besitzen, derart auszusetzen, dass die beiden Magnete am Ende des Magnetisierungsverfahrens unterschiedliche Magnetisierungen aufweisen. Hierzu werden die Magnete vorzugsweise gemeinsam in einer
Magnetisierungseinrichtung, die zum Beispiel eine Magnetisierungsspule umfasst, angeordnet, bevor sie erfindungsgemäß magnetisiert werden.
Die derart magnetisierten Magnete sind insbesondere als Permanentmagnete in einem elektromagnetischen Relais einsetzbar. Angemerkt sei, dass die zumindest zwei Magnete zunächst unmagnetisiert oder beliebig vormagnetisiert sein können, bevor sie dem ersten Magnetfeld ausgesetzt werden. Das oben genannte technische Problem wird durch die Verfahrensschritte des
Anspruchs 1 gelöst.
Demnach ist ein Verfahren zum Magnetisieren von mindestens zwei Magnete unterschiedlicher magnetischer Koerzitivfeldstärke vorgesehen, welches folgende Verfahrensschritte aufweist: a) Gleichzeitiges Aussetzen der mindestens zwei Magnete einem ersten im
Wesentlichen homogenen Magnetfeld mit einer vorbestimmbaren ersten Feldstärke und einer ersten Magnetfeldrichtung zum vollständigen Magnetisieren der Magnete in der ersten Magnetfeldrichtung;
b) Gleichzeitiges Aussetzen der in Schritt a) magnetisierten Magnete einem zweiten im Wesentlichen homogenen Magnetfeld mit einer vorbestimmbaren zweiten Feldstärke und einer zweiten, der ersten Magnetfeldrichtung entgegengesetzten
Magnetfeldrichtung derart, dass die mindestens zwei Magnete unterschiedlich magnetisiert werden, wobei die erste Feldstärke höher als die zweite Feldstärke ist.
Werden genau zwei Magnete auf diese Weise magnetisiert, können sie eine Baugruppe mit Dreipolmagnet-Eigenschaft betrachtet werden.
Angemerkt sei, dass die wenigstens zwei Magnete zunächst unmagnetisiert oder vormagnetisiert sein können, bevor sie dem ersten und anschließend dem zweiten Magnetfeld ausgesetzt werden. Die Vormagnetisierung kann in einer vorbestimmten Weise oder beliebig erfolgen. Mit anderen Worten: Die Höhe der Vormagnetisierung kann vorbestimmt sein oder beliebig gewählt werden.
Unter dem Begriff„vollständig Magnetisieren" ist zu verstehen, dass die Magnete bis zur magnetischen Sättigung magnetisiert werden. Zweckmäßigerweise können vor Ausführung der Schritte a) und b) die wenigstens zwei Magnete in einer Magnetisierungseinrichtung angeordnet werden, wobei das erste und zweite Magnetfeld von der Magnetisierungseinrichtung bereitgestellt wird.
Vorzugsweise werden das erste und zweite homogene
Magnetfeld in einem Innenraum der Magnetisierungseinrichtung, in dem die Mag angeordnet werden, erzeugt.
Die Magnetisierungseinrichtung kann eine Magnetisierungsspule, eine mit der
Magnetisierungsspule elektrisch verbundene Einrichtung zum Erzeugen eines einstellbaren Erregerstroms, insbesondere ein Impulsmagnetisierungsgerät, und gegebenenfalls eine Trägerbaugruppe zur Aufnahme und zum Halten der Magnete aufweisen.
Bezüglich der ersten und zweiten Magnetfeldrichtung werden die Magnete
hintereinander angeordnet, so dass die Magneten axial bzw. in Feldrichtung
magnetisiert werden.
In vorteilhafter Weise kann in Schritt b) die vorbestimmbare zweite Feldstärke des zweiten Magnetfelds derart eingestellt werden, dass die wenigstens zwei Magnete in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert werden, wobei der Magnet mit der höheren magnetischen Koerzitivfeldstärke in der ersten Magnetfeldrichtung und der Magnet mit der niedrigeren Koerzitivfeldstärke in der zweiten Magnetfeldrichtung magnetisiert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt eines gepolten elektromagnetischen Relais mit
erfindungsgemäß unterschiedlich magnetisierten Magneten,
Figur 2 einen Längsschnitt der im gepolten Relais angeordneten, die beiden
Magnete enthaltenen Baugruppe, Figur 3a eine perspektivische Ansicht einer Magnetisierungseinrichtung mit einer Trägerbaugruppe, in der die in Figur 2 gezeigte Baugruppe angeordnet werden kann, Figur 3b eine Draufsicht auf die in Fig. 3a gezeigte Magnetisierungseinrichtung,
Figur 3c eine perspektivische Ansicht der in Fig. 3a gezeigten
Montageeinrichtung, welche in der Trägerbaugruppe eingesetzt ist, Figur 3 d eine in der Trägerbaugruppe enthaltene Magnetisierungsspule,
Figur 4 die Magnetisierungskurven der beiden in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten
Magnete mit unterschiedlichen Koerzitivfeldstärken, Figur 5 anhand der in Fig. 4 gezeigten Magnetisierungskurven die
Aufmagnetisierung der beiden Magnete mit einem ersten Magnetfeld in erster Magnetfeldrichtung,
Figur 6 anhand der in Fig. 4 gezeigten Magnetisierungskurven die
Aufmagnetisierung der beiden Magnete mit einem zweiten Magnetfeld vorbestimmter Feldstärke in einer zweiten, der ersten Magnetfeldrichtung entgegengesetzte Magnetfeldrichtung,
Figur 7 anhand der in Fig. 4 gezeigten Magnetisierungskurven den
Magnetisierungszustand der beiden Magnete nach dem Entfernen des zweiten Magnetfelds.
Fig. 2 zeigt beispielhaft zwei Magnete 20 und 22 mit unterschiedlichen magnetischen Koerzitivfeldstärken, die beispielsweise Teile einer Baugruppe 10 sein können. Die Magnete 20 und 22 können beispielsweise unmagnetisiert oder beliebig vormagnetisiert und jeweils aus einem ferromagnetischen Werkstoff hergestellt sein. Angenommen sei beispielsweise, dass der Magnet 20 eine höhere magnetische Koerzitivfeldstärke aufweist als der Magnet 22. Beispielsweise ist der Magnet 20 mit höherer magnetischer Koerzitivfeldstärke ein SmCo-Magnet, während der Magnet 22 mit niedrigerer magnetischer Koerzitivfeldstärke ein Ferrit-Magnet sein kann. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Magnete verwendet werden.
Die Baugruppe 10 weist vorzugsweise ein Trägerbauteil 50 auf, das einen U- förmigen Querschnitt aufweisen kann. Das Trägerbauteil 50 weist in diesem Fall zwei gegenüberliegende Wandabschnitte 51 und 52 und einen die beiden Wandabschnitte verbindenden Bodenabschnitt 53 auf. Obwohl die beiden Magnete 20 und 22 unmittelbar nebeneinander angeordnet sein können, sind sie im dargestellten Beispiel zwischen Magnetflussteilen 30, 31 und 32 und somit räumlich getrennt voneinander angeordnet.
Wie in Fig. 2 weiter gezeigt, sind die beiden Magnete 20 und 22 parallel zu einer in x- Richtung verlaufenden Längsachse 11 der Baugruppe 10 und bezüglich der Längsachse 11 hintereinander angeordnet.
Das Magnetflussteil 31 bildet ein Lagerstück für einen nicht dargestellten Wippanker, während die beiden Magnetflussteile 30 und 32 die Pole eines Elektromagneten bilden. Getragen werden die Magnetflussteile 30, 31 und 32 und die beiden Magneten 20 und 22 von einer Stützplatte 40. Die Magnetflussteile 30 bis 32, die Magneten 20 und 22 und die Stützplatte 40 sind oberhalb des Bodenabschnitts 53 zwischen den beiden Wandabschnitten 51 und 52 angeordnet und schließen mit dem Trägerbauteil 50 einen Aufhahmebereich 110 ein, in welchem Komponenten eines Magnetsystems angeordnet sein können, wie dies beispielhaft in Fig. 1 anhand eines gepolten elektromagnetischen Relais gezeigt ist. Das in Fig. 1 beispielhaft gezeigte Magnetsystem weist unter anderem einen Wippanker 12, einen ferromagnetischen Kern 2, eine Spule und Polschuhe 3 auf. Die beiden Magnete 20 und 22 können ebenfalls dem Magnetsystem zugeordnet werden.
Aus dem Trägerbauteil 50 ragen zwei Anschlussstifte 100 und 101 heraus, wobei der Anschlussstift 71 zum Beispiel als Lastanschlussstift füngiert und der Anschlussstift 70 zum elektrischen Verbinden mit einem Festkontakt eines in Fig. 1 beispielhaft gezeigten gepolten elektromagnetischen Relais vorgesehen ist. Das in Fig. 1 gezeigte gepolte Relais ist ausführlich in der WO 2013/144232 AI beschrieben, deren Inhalt hiermit vollständig mit aufgenommen wird.
Bevor die Baugruppe 10 mit den beiden Magneten 20 und 22 beispielsweise in das in Fig. 1 gezeigte gepolte elektromagnetische Relais eingesetzt wird, werden die beiden Magnete 20 und 22, die unterschiedliche magnetische Koerzitivfeldstärken aufweisen und zunächst unmagnetisiert oder beliebig vormagnetisiert sein können, in vorgebbarer zweistufiger Weise magnetisiert. Zum besseren Transport werden die Magnete in der Praxis vormagnetisiert.
Vorzugsweise wird die gesamte Baugruppe 10 zunächst in einer
Magnetisierungseinrichtung 80 angeordnet, wie dies beispielhaft in Figur 3a i. V. m. 3d dargestellt ist. Die Magnetisierungseinrichtung 80 kann eine beispielhafte in Fig. 3d dargestellte Magnetisierungsspule 60 aufweisen, an die eine einstellbare Stromquelle (nicht dargestellt) zum Bereitstellen der benötigten Erregerströme angeschlossen sein kann. Die Stromquelle kann Teil eines Impulsmagnetisierungsgeräts sein, welches zur Erzeugung von impulsartigen Strömen ausgebildet ist. Das Impulsmagnetisierungsgerät kann der Magnetisierungseinrichtung 80 zugeordnet werden. Die Magnetisierungsspule 60 ist vorzugsweise als Luftspule ausgebildet, die einen zylindrischen Spuleninnenraum 62 aufweist, in den die Baugruppe 10 eingeführt und positioniert werden kann, wie dies in Fig. 3d gezeigt ist. Wie in Fig. 3a gezeigt, kann die Magnetisierungseinrichtung 80 ferner eine
Trägerbaugruppe 70 aufweisen, die ein Gehäuse 75 mit einer Öffnung 73, deren Längsachse sich in z-Richtung erstreckt, enthält. Die in Fig. 3d gezeigte
Magnetisierungsspule 60 ist in dem Gehäuse 75 so angeordnet, dass die Öffnung 73 fluchtend zum Spuleninnenraum 62 angeordnet ist. Im montierten Zustand verläuft die Spulenachse 61 in z-Richtung und fällt mit der Längsachse der Öffnung 73 des
Gehäuses 75 zusammen. Die Trägerbaugruppe 70 kann eine am Gehäuse 75 lösbar befestigbare Montageeinrichtung oder Halteeinrichtung 90 aufweisen, die zum Halten und Positionieren der Magnete 20 und 22 bzw. zum Halten und Positionieren der Baugruppe 10 innerhalb der Magnetisierungsspule 60 ausgebildet ist. Die
Montageeinrichtung 90 kann, wie Fig. 3 zeigt, T-förmig ausgebildet sein und einen horizontal verlaufenden Abschnitt 91 und einen senkrecht dazu stehenden
Halteabschnitt 92 aufweisen, der im montierten Zustand sich in z-Richtung in die
Öffnung 73 bzw. den Spuleninnenraum 62 hineinerstreckt und an dem die Baugruppe 10 befestigt ist. Der horizontale Abschnitt 91 weist eine Länge auf, die größer als der Durchmesser der Öffnung 73 des Gehäuses 75 ist. Im montierten Zustand kann die Montageeinrichtung 90 mittels des horizontalen Abschnitts 91 lösbar mit dem Gehäuse 75 zum Beispiel verschraubt sein. Auf diese Weise kann die Montageeinrichtung 90 und somit die Baugruppe 10 präzise im Spuleninnenraum 62 positioniert und fixiert werden. Dieser Montagezustand ist ebenfalls in Figur 3a i. V. m. Fig. 3d gezeigt, wobei in Fig. 3 a die Magnetisierungsspule 60 durch das Gehäuse 75 verdeckt wird. Vorteilhafterweise umschließt die im Gehäuse 75 angeordnete Magnetisierungsspule 60 im montierten Zustand die eingeführte Baugruppe 10 und somit die beiden Magnete 20 und 22 vollständig, wie dies in Figur 3d gezeigt ist. Die Baugruppe 10 ist innerhalb der Magnetisierungsspule 60 derart angeordnet, dass die Längsachse 11 der Baugruppe 10 parallel zu der in z-Richtung verlaufenden Längsachse 61 der Magnetisierungsspule 60 verläuft und dass die beiden Magnete 20 und 22 vorteilhafterweise auf der Längsachse des Innenraums 62 der Magnetisierungsspule 60, also im Zentrum des Innenraums 62 angeordnet sind. Auf diese Weise werden die beiden Magnete 20 und 22 bezüglich der Längsachse 61 hintereinander in der Magnetisierungsspule 60 angeordnet. Angemerkt sei an dieser Stelle, dass die Stromquelle (nicht dargestellt) einen ersten einstellbaren Erregerstrom bereitstellen kann, der im Innenraum 62 der
Magnetisierungsspule 60 ein erstes, im Wesentlichen homogenes Magnetfeld mit vorbestimmbarer Feldstärke hervorrufen kann, welches eine erste, in positive z- Richtung weisende Magnetfeldrichtung besitzt. Die Stromquelle kann zudem einen zweiten einstellbaren Erregerstrom bereitstellen, der im Innenraum 62 der
Magnetisierungsspule 60 ein zweites, im Wesentlichen homogenes Magnetfeld mit vorbestimmbarer Feldstärke hervorrufen kann, welches eine zweite, in negativer z- Richtung weisende Magnetfeldrichtung besitzt. Angemerkt sei bereits an dieser Stelle, dass die Feldstärke des ersten Magnetfeldes größer ist als die Feldstärke des zweiten Magnetfeldes. Weiterhin sei angemerkt, dass der erste Erregerstrom beispielsweise 1000 bis 5000A betragen kann, während der zweite Erregerstrom beispielsweise auf 200A eingestellt wird.
Das Verfahren zur unterschiedlichen Magnetisierung der Magneten 20 und 22 wird nunmehr anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren 4 bis 7 näher erläutert.
Angenommen sei, dass die Baugruppe 10 mit den beiden Magneten 20 und 22, die unmagnetisiert oder beliebig vormagnetisiert sein können, in der Trägerbaugruppe 80 und somit in Magnetisierungsspule 60 angeordnet ist, wie dies die Figuren 3 a bis 3 c beispielhaft zeigen.
Betrachtet wird zunächst Fig. 4, in der beispielhaft zwei verschiedene
Magnetisierungskurven a) und b), auch Hysteresekurven genannt, vor der erstmaligen Magnetisierung der Magneten 20 und 22 gezeigt sind, wobei die Magnetisierungskurve a) zu dem Magneten 20 mit höherer magnetischer Koerzitivfeldstärke gehört, während die Magnetisierungskurve b) dem Magneten 22 mit niedrigerer Koerzitivfeldstärke zugeordnet ist. Wie bekannt ist, stellt eine Magnetisierungskurve grafisch die
Abhängigkeit der Feldliniendichte B von der magnetischen Feldstärke H dar. In Figur 4 wie auch in den Figuren 5 bis 7 sind zudem in an sich bekannter Weise jeweils auf der x-Achse die Magnetfeldstärke H und auf der y-Achse die Flussdichte B aufgetragen. Ferner sind in Fig. 4 die beiden noch unmagnetisierten oder beliebig vormagnetisierte Magnete 20 und 22 schematisch unmittelbar nebeneinander dargestellt, obwohl sie, wie in Fig. 2 gezeigt, auch durch das Magnetflussteil 31 zueinander beabstandet angeordnet sein können. Für die Funktionsweise des Verfahrens ist dies jedoch ohne Belang. Nunmehr wird Fig. 5 betrachtet. Angenommen sei, dass in die Magnetisierungsspule 60 ein vorbestimmbarer erster Erregerstrom in einer ersten Richtung eingespeist wird, der im Innenraum 62 der Magnetisierungsspule 60 ein erstes im Wesentliches homogenes Magnetfeld vorbestimmbarer Feldstärke in einer ersten Magnetfeldrichtung, beispielsweise in positiver z-Richtung hervorruft, wie dies durch den nach rechts weisenden Pfeil symbolisiert ist. Auf diese Weise werden die beiden Magnete 20 und 22 gleichzeitig dem ersten Magnetfeld zur vollständigen Magnetisierung in der ersten Richtung ausgesetzt. Der Magnetisierungszustand der beiden Magnete 20 und 22 nach der ersten Aufmagnetisierung ist in Fig. 5 dargestellt. Beide Magneten 20 und 22 sind in positiver z-Richtung, siehe Fig. 3c, voll magnetisiert. Die beiden eingekreisten
Bezugszeichen 1 repräsentieren die jeweilige Flussdichte in den Magneten.
Nunmehr werden die Figuren 6 und 7 betrachtet. Angenommen wird, dass der erste Erregerstrom abgeschaltet und ein vorbestimmbarer zweiter Erregerstrom, der kleiner als der erste Erregerstrom ist, in entgegengesetzter Richtung in die
Magnetisierungsspule 60 eingespeist wird, der im Innenraum 62 der
Magnetisierungsspule 60 ein zweites im Wesentliches homogenes Magnetfeld vorbestimmbarer Feldstärke in einer zweiten, der ersten Magnetfeldrichtung
entgegengesetzten Magnetfeldrichtung, beispielsweise in negativer z-Richtung hervorruft, wie dies durch den nach links weisenden Pfeil in Fig. 6 symbolisiert ist. Auf diese Weise werden die beiden Magnete 20 und 22 gleichzeitig dem zweiten
Magnetfeld in negativer z-Richtung derart ausgesetzt, dass die Magnete 20 und 22 jeweils eine unterschiedliche Magnetisierung aufweisen. Der erste und zweite
Erregerstrom sind vorzugsweise Gleichströme, die für eine einstellbare Zeit impulsartig durch die Magnetisierungsspule 60 fließen.
Man erkennt in den Figuren 5 bis 7, dass die Feldstärke des zweiten Magnetfelds niedriger als die Feldstärke des ersten Magnetfelds ist. Insbesondere wird die Feldstärke des zweiten Magnetfelds derart gewählt, dass der Magnet 22 mit kleinerer
Koerzitivfeldstärke ummagnetisiert wird, wohingegen die Magnetisierung des
Magneten 20 mit höherer Koerzitivfeldstärke nicht geschwächt wird. Der
Magnetisierungszustand der beiden Magnete 20 und 22 nach der zweiten
Aufmagnetisierung ist in Fig. 6 bzw. Fig. 7 durch die beiden eingekreisten
Bezugszeichen 2 gekennzeichnet. Die unterschiedlichen Magnetisierungsstufen in den Punkten 2 werden dadurch erreicht, dass das interne Magnetfeld des Magneten 20 mit höherer magnetischer Koerzitivfeldstärke noch keinen Fluss in entgegengesetzter Richtung, d.i. die Feldrichtung des zweiten Magnetfelds (-z-Richtung gemäß Fig. 3c), zulässt, welcher zur Schwächung des Magneten 20 führen könnte. Hingegen ist die interne magnetische Feldstärke des Magneten 22 mit niedrigerer magnetischer
Koerzitivfeldstärke geringer als die des ersten Magneten, so dass ein magnetischer Fluss in dem Magneten 22 in entgegengesetzter Richtung, d.h. in -z-Richtung hervorgerufen wird, der den Magneten 22 schwächt und schließlich bei der gewählten Feldstärke des zweiten Magnetfelds auch dauerhaft umpolt. Der Magnetisierungszustand der beiden Magnete 20 und 22 nach dem Abschalten des zweiten Erregerstroms oder nach dem Herausnehmen der Baugruppe 10 aus der Magnetisierungsspule 60 ist in Fig. 7 durch die beiden eingekreisten Bezugszeichen 3 dargestellt. Im Ergebnis ist der Magnet 20 voll in z-Richtung magnetisiert, während der Magnet 22 voll in negativer z-Richtung magnetisiert ist. Dies wird in Fig. 7 durch die beiden schematisch dargestellten Magnete 20 und 22 und dem jeweiligen eingezeichneten Nord- und Südpol illustriert.
Aus den beiden zuvor unmagnetisierten oder beliebig vormagnetisierten Magneten 20 und 22 ist nunmehr eine Baugruppe mit einer Dreipolmagnet-Eigenschaft entstanden, nämlich eine Baugruppe mit zwei außenliegenden Nordpolen und einem gemeinsamen innenliegenden Südpol.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Magnetisieren von wenigstens zwei Magneten (20, 22)
unterschiedlicher magnetischer Koerzitivfeldstärke, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:
a) Gleichzeitiges Aussetzen der wenigstens zwei Magnete (20, 22) einem ersten im Wesentlichen homogenen Magnetfeld mit einer vorbestimmbaren ersten Feldstärke und einer ersten Magnetfeldrichtung zum vollständigen
Magnetisieren der Magnete in der ersten Magnetfeldrichtung;
b) Gleichzeitiges Aussetzen der in Schritt a) magnetisierten Magnete (20, 22) einem zweiten im Wesentlichen homogenen Magnetfeld mit einer
vorbestimmbaren zweiten Feldstärke und einer zweiten, der ersten
Magnetfeldrichtung entgegengesetzten Magnetfeldrichtung derart, dass die wenigstens zwei Magnete (20, 22) unterschiedlich magnetisiert werden, wobei die erste Feldstärke höher als die zweite Feldstärke ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
vor Ausführung der Schritte a) und b) die wenigstens zwei Magnete in einer Magnetisierungseinrichtung (80) angeordnet werden, wobei das erste und zweite Magnetfeld von der Magnetisierungseinrichtung (80) bereitgestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens zwei Magnete (20, 22) bezüglich der ersten und zweiten
Magnetfeldrichtung hintereinander angeordnet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
in Schritt b) die vorbestimmbare zweite Feldstärke des zweiten Magnetfelds derart eingestellt wird, dass die wenigstens zwei Magnete (20, 22) in
entgegengesetzten Richtungen magnetisiert werden, wobei der Magnet (20) mit der höheren magnetischen Koerzitivfeldstärke in der ersten Magnetfeldrichtung und der Magnet (22) mit der niedrigeren Koerzitivfeldstärke in der zweiten Magnetfeldrichtung magnetisiert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens zwei Magnete (20, 22) vor Durchführung der Schritte a) und b) unmagnetisiert sind oder vormagnetisiert werden.
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