EP3783628A1

EP3783628A1 - Lagervorrichtung für permanentmagnete und transportverfahren

Info

Publication number: EP3783628A1
Application number: EP20190480.2A
Authority: EP
Inventors: Helmut Soltner; Norbert Dettmann; Harald GLÜCKLER
Original assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 2019-08-19
Filing date: 2020-08-11
Publication date: 2021-02-24
Also published as: DE102019212339A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung (1) für Permanentmagnete (2), in der Permanentmagnete (2) nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass es für die Permanentmagnete (2) aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelungen (3) gibt, wobei eine jede aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelung (3) zumindest eine Öffnung für ein Einsetzen eines Permanentmagneten (2) in die Ummantelung (3) und/oder für eine Entnahme eines Permanentmagneten (2) aus der Ummantelung (3) aufweist.Durch die Erfindung können Permanentmagnete (2) sicher gelagert und entnommen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung für Permanentmagnete. Eine Lagervorrichtung im Sinne der Erfindung dient der Lagerung und dem Transport von Permanentmagneten. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren für ein Transportieren von Permanentmagneten.
Lagerung wird auch als "Überbrückung von Zeit" bezeichnet. Durch eine Lagerung werden Güter, also im vorliegenden Fall Permanentmagnete, längerfristig bevorratet. Gelagerte Güter werden beispielsweise erst zu einem späteren Zeitpunkt benötigt und werden deshalb gelagert.
Im Anschluss an die Herstellung von Permanentmagneten ist es in der Regel erforderlich, diese zunächst in einer Lagervorrichtung zu lagern, um die hergestellten Permanentmagnete zu einem späteren Zeitpunkt mithilfe der Lagervorrichtung zu einem Kunden transportieren zu können. Eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung ist für diesen Einsatzzweck bestimmt und geeignet.
Permanentmagnete können durch Magnetkraft gehalten in Stangen aneinandergereiht sein. Solche Stangen können in einem Behälter gelagert werden. Der Behälter kann zusammen mit den darin befindlichen Permanentmagneten transportiert werden, um beispielsweise Permanentmagnete von einem Lieferanten zu einem Kunden zu transportieren. Sollen mehrere aneinandergereihte Stangen in einem Behälter gelagert werden, so kann ein nicht magnetisches Material zwischen die einzelnen Stangen gebracht werden, um Stangen auf Abstand zu halten. Es kann so vermieden werden, dass die Stangen unkontrolliert aufeinanderprallen, was Beschädigungen zur Folge haben könnte.
Sollen Permanentmagnete nach einem Transport wieder vereinzelt werden, so müssen magnetische Kräfte überwunden werden, die die Permanentmagnete stangenförmig zusammenhalten. Bei entsprechend großen magnetischen Kräften kann es leicht passieren, dass ein Permanentmagnet entgleitet und auf einen anderen Permanentmagneten aufprallt. Permanentmagnete können so beschädigt werden. Ein Operator kann dabei verletzt werden.
Es ist möglich, einzelne Permanentmagnete auf einem Stahlblech durch magnetische Kräfte zu halten, die dann untereinander einen Abstand aufweisen können. Eine Mehrzahl von Stahlblechen mit daran anhaftenden Permanentmagneten kann in einem Behälter untergebracht sein, um so eine Vielzahl von Permanentmagneten transportieren zu können, so zum Beispiel von einem Lieferanten zu einem Kunden. Nachteilhaft wird dafür aber ein großes Volumen benötigt. Wird ein Permanentmagnet entnommen, so kann dieser ebenfalls entgleiten, dann mit einem anderen Permanentmagneten kollidieren und so beschädigt werden.
Es gibt Vorrichtungen mit darin eingesetzten Permanentmagneten. So ist aus der Druckschrift WO 2017/063811 A1 ein Induktionsofen mit darin eingesetzten Permanentmagneten bekannt. Die Permanentmagnete sind zylinderförmig und mehrschichtig angeordnet.
Aus der Druckschrift WO 2018/204832 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, um Permanentmagnet - Anordnungen herzustellen. Ein Permanentmagnet - Anordnung umfasst eine Vielzahl von Permanentmagneten, die hintereinander und nebeneinander angeordnet sind. Eine solche Anordnung kann dazu dienen, um von einem Lieferanten an einen Kunden versendet zu werden. Der Zweck der aus der WO 2018/204832 A1 bekannten Vorrichtung besteht also darin, Permanentmagnet - Anordnungen herzustellen. Um dies leisten zu können, umfasst die aus der WO 2018/204832 A1 bekannte Vorrichtung eine Vielzahl von Einrichtungen wie Kartuschen, ein Konvergenzgerät und eine Halterung nebst einer Halterungsform für Permanentmagnet - Anordnungen.
Aus der Druckschrift US 2007/0182517 A1 ist eine hybride magnetische Struktur mit einer nichtmagnetischen Basis und wenigstens zwei Blöcken aus Permanentmagnetmaterial bekannt.
Die Druckschrift US 2009/0293238 A1 offenbart eine Vorrichtung, um zwei Objekte mittels Magnetkraft aneinander zu koppeln.
Durch die Erfindung soll eine Lagervorrichtung für Permanentmagnete verbessert werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Lagervorrichtung mit darin enthaltenen Permanentmagneten gelöst, die die Merkmale des ersten Anspruchs umfasst. Der Nebenanspruch betrifft eine Lagervorrichtung für die Lagerung von Permanentmagneten. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Die Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren mit den Merkmalen eines weiteren Nebenanspruchs gelöst.
Die zur Lösung der Aufgabe vorgesehene Lagervorrichtung enthält Permanentmagnete, die nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sind. Die Lagervorrichtung weist für die Permanentmagnete aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelungen auf. Eine jede Ummantelung umfasst zumindest eine Öffnung, die es ermöglicht, einen Permanentmagneten in die Ummantelung einzusetzen und/oder einen eingesetzten Permanentmagneten aus seiner Ummantelung zu entnehmen.
Durch die aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelung werden magnetische Flusslinien eines Permanentmagneten von einem magnetischen Pol zum magnetischen Gegenpol geführt. Dadurch wird erreicht, dass nur wenig Magnetfluss nach außen dringt. Problematische Wechselwirkungen zwischen Permanentmagneten können auf diese Weise gering gehalten werden. Auch kann ein Permanentmagnet aus der Lagervorrichtung entnommen werden, ohne dass auf diesen starke Anziehungskräfte durch Permanentmagnete ausgeübt werden, die sich noch in der Lagervorrichtung befinden.
Eine Ummantelung im Sinne der vorliegenden Erfindung verläuft um einen eingesetzten Permanentmagneten herum. Eine Ummantelung im Sinne der vorliegenden Erfindung reicht derart von einem Pol zu einem anderen Pol eines eingesetzten Permanentmagneten, dass durch die Ummantelung magnetische Flusslinien eines Permanentmagneten von einem magnetischen Pol zum magnetischen Gegenpol geführt werden.
Durch die erfindungsgemäße Lagervorrichtung können Permanentmagnete sicher gelagert werden. Es sind daher keine Transportschäden zu befürchten, wenn die Lagervorrichtung mit den darin gelagerten Permanentmagneten transportiert wird wie zum Beispiel von einem Lieferanten zu einem Kunden. Permanentmagnete können vergleichsweise gefahrlos einzeln entnommen werden. Es ist außerdem eine hohe Packungsdichte möglich, also ein geringes Transportvolumen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Form des Querschnitts der Ummantelung und die Form der daran angrenzenden äußeren Kontur des darin eingesetzten Permanentmagneten gleich. Ist also beispielsweise die äußere Kontur eines eingesetzten Permanentmagneten, die an die Ummantelung angrenzt, kreisrund, so ist dann die Form des Querschnitts ebenfalls kreisrund. Ist beispielsweise die äußere Kontur eines eingesetzten Permanentmagneten, die an die Ummantelung angrenzt, quadratisch, so ist dann die Form des Querschnitts ebenfalls quadratisch.
Vorzugsweise ist die Form der genannten äußeren Kontur eines eingesetzten Permanentmagneten geringfügig kleiner als die genannte Form des Querschnitts der Ummantelung. Es gibt dann ein geringes Spiel zwischen einem eingesetzten Permanentmagneten und seiner Ummantelung. Hierdurch kann ein Permanentmagnet in eine Ummantelung eingesetzt sowie entnommen werden, ohne hohe Reibungskräfte überwinden zu müssen. Das geringe Spiel sichert die Lage eines eingesetzten Permanentmagneten und trägt damit zur Transportsicherheit bei. Außerdem ist dadurch eine große Packungsdichte möglich.
Ein Permanentmagnet ist vorzugsweise auch dann mit Spiel in einer Ummantelung eingesetzt, wenn die Form der genannten äußeren Kontur eines eingesetzten Permanentmagneten sich von der genannten Form des Querschnitts der Ummantelung unterscheidet. Es wird auch dann vermieden, hohe Reibungskräfte für ein Einsetzen oder eine Entnahme eines Permanentmagneten überwinden zu müssen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich ein Permanentmagnet in einem Kanal einer Ummantelung. Der Permanentmagnet kann durch den Kanal hindurchgeschoben werden. Damit ist gemeint, dass der Permanentmagnet an einer Seite des Kanals in den Kanal hineingelangen kann und an der anderen Seite des Kanals den Kanal verlassen kann. Die Ummantelung weist dann also zwei Öffnungen auf. Hierdurch werden ein Einsetzen sowie eine Entnahme eines Permanentmagneten erleichtert.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelung von einer anderen aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelung räumlich getrennt. Es gibt also einen Abstand zwischen den beiden Ummantelungen. Es kann einen Luftspalt zwischen den beiden aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelungen geben, der eine räumliche Trennung bewirkt. Es kann eine Schicht aus einem anderen Material, insbesondere einem nicht ferromagnetischen Material, zwischen den beiden aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelungen vorhanden sein, die eine räumliche Trennung bewirkt. Durch eine solche räumliche Trennung kann weiter verbessert erreicht werden, dass eine Wechselwirkung zwischen zwei eingesetzten Permanentmagneten gering ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelung von einer anderen aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelung nicht räumlich getrennt. Es gibt also keinen Luftspalt zwischen den beiden aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelungen, der eine räumliche Trennung bewirkt. Es gibt auch keine Schicht aus einem anderen Material, insbesondere einem nicht ferromagnetischen Material, zwischen den beiden aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelungen. Diese Ausgestaltung dient einer hohen Packungsdichte.
In einer Ausgestaltung der Erfindung gibt es zwischen zwei aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelungen eine Schicht, die aus einem nicht ferromagnetischen Material gebildet ist. Durch eine solche Schicht kann weiter verbessert erreicht werden, dass eine Wechselwirkung zwischen zwei eingesetzten Permanentmagneten gering ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind in zwei aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelungen, die voneinander räumlich getrennt sind, Permanentmagnete so angeordnet, dass gleiche magnetische Pole zueinander benachbart angeordnet sind. In einer Ausgestaltung der Erfindung sind in zwei aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelungen, zwischen denen sich eine aus einem nicht ferromagnetischem Material gebildete Schicht befindet, Permanentmagnete so angeordnet, dass gleiche magnetische Pole zueinander benachbart angeordnet sind. Hierdurch wird verbessert sichergestellt, dass gelagerte Permanentmagnete einen Abstand einhalten. Transportschäden lassen sich dadurch verbessert vermeiden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung bilden zwei aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelungen einen gemeinsamen Kanal, durch den ein Permanentmagnet hindurchgeschoben werden kann. Dadurch können Permanentmagnete übereinander angeordnet werden und dennoch leicht eingesetzt sowie entnommen werden. Befindet sich zwischen den beiden aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelungen eine Schicht aus einem anderen Material, so umfasst diese Schicht einen Durchgang, der dann Teil des gemeinsamen Kanals ist. Ein Permanentmagnet kann dann auf einer Seite des gemeinsamen Kanals hineingeschoben werden und kann den gemeinsamen Kanal an der anderen Seite wieder verlassen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Querschnitt eines Kanals einer Ummantelung nicht in gleicher Weise ausgerichtet wie der Querschnitt eines benachbarten Kanals einer Ummantelung. Hierdurch können Herstellungsvorteile für Vorrichtungen erzielt werden, die mit Permanentmagneten zu bestücken sind.
Die Erfindung betrifft auch eine Lagervorrichtung für Permanentmagnete, die wie zuvor beschrieben beschaffen ist, in der aber keine Permanentmagnete eingesetzt sind. Es können aber Permanentmagnete wie zuvor beschrieben eingesetzt werden.
Zur Erfindung gehört insbesondere auch eine Lagervorrichtung für Permanentmagnete, in der Permanentmagnete nebeneinander und übereinander in Ummantelungen angeordnet werden können. Die Ummantelungen sind aus ferromagnetischem Material gebildet. Eine jede aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelung weist einen Kanal auf, durch den ein Permanentmagnet hindurchgeschoben werden kann. Zumindest zwei aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelungen sind räumlich voneinander getrennt. Die Kanäle der beiden räumlich voneinander getrennten Ummantelungen bilden einen gemeinsamen Kanal, durch den ein Permanentmagnet hindurchgeschoben werden kann.
Die Erfindung betrifft außerdem ein System umfassend eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung und einen Aufnahmebehälter. Die Lagervorrichtung ist so an den Aufnahmebehälter angepasst, dass die Lagervorrichtung auf den Aufnahmebehälter aufgesetzt werden kann, um anschließend Permanentmagnete aus der Lagervorrichtung in den Aufnahmebehälter zu verschieben.
Der Aufnahmebehälter kann ein Schließmittel umfassen, welches den Aufnahmebehälter nach dem Verschieben der Permanentmagnete in den Aufnahmebehälter hinein so verschließen kann, dass die Permanentmagnete in dem Aufnahmebehälter gehalten werden, ohne dass für das Verschließen die auf dem Aufnahmebehälter aufgesetzte Lagervorrichtung entfernt werden muss.
Das Schließmittel kann zumindest einen Schieber umfassen, also ein Schließmittel, welches durch Verschieben zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung hin und her bewegt werden kann.
Das System kann ein Werkzeug mit einer Mehrzahl von Stößeln umfassen, mit dem Permanentmagnete aus der Lagervorrichtung in den Aufnahmebehälter verschoben werden können, wenn die Lagervorrichtung auf den Aufnahmebehälter aufgesetzt ist.
Das System dient der Herstellung von Vorrichtungen, die den Aufnahmebehälter umfassen.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren für ein Transportieren von Permanentmagneten, indem eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung mit den darin gelagerten Permanentmagneten in ein Kraftfahrzeug eingeladen wird. Danach fährt das Kraftfahrzeug zu einem Bestimmungsort. Nach Erreichen des Bestimmungsorts wird die Lagervorrichtung mit den darin gelagerten Permanentmagneten aus dem Kraftfahrzeug ausgeladen. Im Anschluss an das Ausladen werden Permanentmagnete aus der Lagervorrichtung entnommen. Permanentmagnete können so beispielsweise von einem Lieferanten zu einem Kunden transportiert werden. Der Kunde kann die Permanentmagnete für seine Zwecke nutzen, nachdem der Kunde die Permanentmagnete aus der Lagervorrichtung entnommen hat.
Permanentmagnete können problemlos über große Distanzen transportiert werden. Distanzen von vielen Kilometern sind möglich. Permanentmagnete können mehrere Tage oder mehrere Wochen in der Lagervorrichtung gelagert werden.
Werden eine Vielzahl von Permanentmagneten gelagert und transportiert, so erzeugen diese ein starkes Magnetfeld in ihrer Nähe, wenn keine entsprechende Abschirmung während der Lagerung bzw. des Transports vorgesehen ist. Dies kann sich beispielsweise auf Herzschrittmacher nachteilhaft auswirken. Es können außerdem zu unliebsame Kraftwirkungen während eines Transportes auftreten, u.U. mit dem Resultat von Personenschäden. Die als Transportbehälter dienende Lagervorrichtung verhindert wirksam externe Magnetfelder, die die Sicherheit beeinträchtigen könnten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Den Ausführungsbeispielen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zu entnehmen. Der Schutzbereich der Ansprüche ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.
Die Ausführungsbeispiele verdeutlichen, dass eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung so eingerichtet ist, dass Permanentmagnete durch die Lagervorrichtung über lange Zeiträume gelagert werden können. Die Ausführungsbeispiele verdeutlichen, dass eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung so eingerichtet ist, dass Permanentmagnete in die Lagervorrichtung hinein gebracht werden können. Die Ausführungsbeispiele verdeutlichen, dass eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung so eingerichtet ist, dass Permanentmagnete der Lagervorrichtung entnommen werden können. Die Ausführungsbeispiele verdeutlichen, dass eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung nicht so eingerichtet ist, dass deren Hauptzweck nicht der Lagerung dient. Eine Vorrichtung, die Einrichtungen umfasst, um einen anderen Zweck erfüllen zu können, ist daher keine Lagervorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Es zeigen:

Figur 1:: Lagervorrichtung mit übereinander angeordneten Permanentmagneten;
Figur 2a:: Lagervorrichtung aus Figur 1 ohne Permanentmagnete;
Figur 2b:: Schnitt durch die Ausführungsform der Figur 2a;
Figur 3:: Aufsicht auf die Lagervorrichtung aus Figur 1;
Figur 4:: Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Lagervorrichtung;
Figur 5:: Aufsicht auf die zweite Ausführungsform der Figur 4;
Figur 6:: Schnittdarstellung parallel zu der Aufsicht aus Figur 5;
Figur 7:: Aufsicht auf eine dritte Ausführungsform einer Lagervorrichtung;
Figur 8:: vierte Ausführungsform einer Lagervorrichtung;
Figur 9:: Beladen einer Lagervorrichtung mit Permanentmagneten;
Figur 10:: Beladen einer Lagervorrichtung mit Permanentmagneten;
Figur 11:: Beladen einer Lagervorrichtung mit Permanentmagneten;
Figur 12:: Beladen einer Trommel mit Permanentmagneten;
Figur 13:: Aufsicht auf die Lagervorrichtung aus Figur 12.

Die Figur 1 zeigt im Schnitt eine Lagervorrichtung 1 für Permanentmagnete 2, in der die Permanentmagnete 2 übereinander angeordnet sind. Für jeden Permanentmagneten 2 gibt es eine aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelung 3.
Die aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelungen 3 sind räumlich voneinander getrennt ist. Diese berühren sich daher nicht. Die räumliche Trennung wird durch Schichten 4 bewirkt, die aus einem nicht ferromagnetischen Material gebildet sind.
Die Permanentmagnete 2 sind so in der Lagervorrichtung 1 angeordnet, dass gleiche magnetische Pole zueinander benachbart angeordnet sind. Der Südpol des obersten Permanentmagneten 2 ist daher benachbart zum Südpol des darunter befindlichen Permanentmagneten 2 angeordnet. Der Südpol des untersten Permanentmagneten 2 ist benachbart zum Südpol des darüber befindlichen Permanentmagneten 2 angeordnet. Die Nordpole der beiden mittleren Permanentmagnete 2 sind zueinander benachbart angeordnet.
Durch die Ummantelungen 3 und die Schichten 4 führen Stangen 5 aus nicht ferromagnetischem Material hindurch, die an ihrem Ende mit Muttern 6 verschraubt sind, um die Ummantelungen 3 und die Schichten 4 miteinander fest zu verbinden. Es genügt, wenn ein Ende einer Stange 5 mit einer Mutter 6 verschraubt ist. Das andere Ende kann dann einen Kopf aufweisen, der fest mit der Stange 5 verbunden ist.
In der Figur 1 wird der Fall gezeigt, dass vier Permanentmagnete 2 übereinander angeordnet gelagert sind. Die Lagervorrichtung kann eine Vielzahl von weiteren Ummantelungen 3 aufweisen, die beispielsweise seitlich und/oder hinter den Ummantelungen 3 vorhanden sind. Auch kann die Zahl von übereinander angeordneten Permanentmagneten 2 mehr als vier oder weniger als vier betragen. Das ferromagnetische Material kann zumindest überwiegend aus Eisen, Nickel oder Kobalt bestehen. Das ferromagnetische Material kann eine Legierung sein, die zum Beispiel überwiegend Eisen, Nickel oder Kobalt umfasst. Vorzugsweise besteht das ferromagnetische Material aus einem Stahl, da dieses sehr stabil ist.
Das nicht ferromagnetische Material kann ein Buntmetall wie Aluminium, Kupfer, Messing, Blei, Gold, Silber oder Magnesium sein. Das nicht ferromagnetische Material kann ein Edelstahl sein. Das nicht ferromagnetische Material kann eine Legierung sein, die Aluminium, Kupfer, Messing, Blei Gold, Silber oder Magnesium umfasst. Das nicht ferromagnetische Material kann Holz, Kunststoff oder Keramik sein. Das nicht ferromagnetische Material kann ein Verbundmaterial sein, welches aus zuvor genannten nicht ferromagnetischen Materialien gebildet ist. Die ferromagnetischen und nicht ferromagnetischen Materialien können auch anders miteinander fest verbunden sein, so zum Beispiel durch Stifte oder Verkleben.
Die Dicke einer Ummantelung 3 ist vorzugsweise kleiner als die Tiefe eines angrenzenden Permanentmagneten 2. Weist der Permanentmagnet 2 beispielsweise einen Durchmesser D auf, so ist die Dicke einer angrenzenden Ummantelung 3 kleiner als der Durchmesser D. Eine größere Dicke erhöht lediglich Gewicht und Volumen, ohne in einem nennenswerten Umfang nachteilhafte Wechselwirkungen weiter reduzieren zu können.
Die Dicke einer Ummantelung 3 ist vorzugsweise größer als 1/3 der Tiefe eines angrenzenden Permanentmagneten 2. Weist der Permanentmagnet 2 beispielsweise einen Durchmesser D auf, so ist die Dicke einer angrenzenden Ummantelung 3 dann größer als 1/3 D. Eine solche Mindestdicke hat sich als zweckmäßig erwiesen, um gute Ergebnisse zu erzielen.
Die Permanentmagnete können Seltenerdmagnete sein wie zum Beispiel Neodym - Eisen - Bor - Magnete oder Samarium - Kobalt - Magnete. Die Permanentmagnete können aus Kunststoff mit permanent magnetischen Eigenschaften gebildet sein wie der Werkstoff PANiCNQ. Es kann sich um Aluminium-Nickel-Kobalt-Magnete wie zum Beispiel N45SH - Magnete handeln.
Die Figur 2a zeigt die Lagervorrichtung 1 aus Figur 1 ohne darin gelagerte Permanentmagnete 2. Die Figur 2a verdeutlicht, dass eine jede aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelung 3 einen Kanal 7 als Lager für die Permanentmagneten 2 aufweist. Ein jeder Permanentmagnet 2 kann durch einen jeden Kanal 7 hindurchgeschoben werden. Die Schichten 4 weisen mit den Kanälen 7 korrespondierende Durchgänge 8 auf, durch die die Permanentmagnete 2 ebenfalls hindurchgeschoben werden können. Es wird durch die Kanäle 7 und Durchgänge 8 ein gemeinschaftlicher Kanal gebildet. Ein jeder Permanentmagnet 2 kann daher an einer Seite hineingeschoben werden, kann durch den gemeinschaftlich gebildeten Kanal beispielsweise hindurchgeschoben werden und kann schließlich an dem anderen Ende aus der Lagervorrichtung 1 wieder herausgeschoben werden. Das Hindurchschieben kann mit einem Werkzeug geschehen, so zum Beispiel mit einem Stößel.
Die beiden endseitigen Öffnungen eines gemeinschaftlichen Kanals 7, 8 können jeweils einen Verschluss beispielsweise in Form eines Deckels aufweisen, um in der Lagervorrichtung 1 gelagerte Permanentmagnete vor nachteilhaften äußeren Einflüssen zu schützen. Es kann aber auch nur auf einer Seite ein solcher Verschluss für eine Öffnung vorgesehen sein, um einen Anschlag zu bilden, wenn ein Permanentmagnet 2 in die Lagervorrichtung 1 hineingeschoben wird. Das Beladen kann so erleichtert werden.
Die Figur 2b zeigt einen Schnitt durch die Ausführungsform der Figur 2a und zwar in Höhe einer Schicht 4. Die Figur 2b verdeutlicht, dass ein Durchgang 8 eine Öffnung in der Schicht 7 ist, die so bemessen ist, dass ein Permanentmagnet 2 durch die Öffnung hindurchgeschoben werden kann.
Die Figur 3 zeigt eine Aufsicht auf die Lagervorrichtung 1 aus Figur 1. Die Figur 3 zeigt, dass die kreisrunden Durchmesser der Kanäle 7 der Ummantelungen 3 nur geringfügig größer sind als die kreisrunden Außendurchmesser der Permanentmagnete 2. Die Form des Querschnitts einer jeden Ummantelung 3 und die Form der daran angrenzenden äußeren Kontur des darin eingesetzten Permanentmagneten 2 sind also gleich. Ein jeder Permanentmagnet 3 kann daher ohne übermäßig große Reibungsverluste in einen Kanal 7 hineingeschoben werden. Die Figur 3 zeigt, dass die Dicke der Ummantelung 3 kleiner als die Tiefe des Permanentmagneten 2 ist, aber mehr als 1/3 der Tiefe beträgt. Die Tiefe ist im Fall 3 der Durchmesser des gezeigten Permanentmagneten 2.
Die Figur 4 zeigt im Schnitt eine zweite Ausführungsform einer Lagervorrichtung 1 für Permanentmagnete 2, in der die Permanentmagnete 2 übereinander angeordnet sind. Für jeden Permanentmagneten 2 gibt es eine aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelung 3.
Die aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelungen 3 sind räumlich voneinander getrennt. Die räumliche Trennung wird durch Schichten 4 bewirkt, die aus einem nicht ferromagnetischen Material gebildet sind.
Die Permanentmagnete 2 sind so in der Lagervorrichtung 1 angeordnet, dass gleiche magnetische Pole zueinander benachbart angeordnet sind. Ein jeder Nordpol befindet sich auf der linken Seite und ein jeder Südpol befindet sich auf der rechten Seite. Die Permanentmagnete 2 sind also anders ausgerichtet im Vergleich zu der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3.
Die in der Figur 4 gezeigten Ummantelungen 3 und Schichten 4 sind durch Klebeverbindungen, also stoffschlüssig, fest miteinander verbunden.
Die Figur 5 zeigt eine Aufsicht auf die zweite Ausführungsform der Figur 4. Die Kanäle 7 und die Permanentmagnete 2 weisen in dieser Aufsicht gesehen eine gleiche langgestreckte Form so auf, dass ein jeder Permanentmagnet 2 mit geringem Spiel in einen Kanal 7 einer Ummantelung 3 eingesetzt bzw. hineingeschoben werden kann. Die Form des Querschnitts einer jeden Ummantelung 3 und die Form der daran angrenzenden äußeren Kontur des darin eingesetzten Permanentmagneten 2 sind also gleich. Die Figur 5 verdeutlicht, dass Formen der Permanentmagnete 2 frei wählbar sind.
Die Ummantelung weist im Fall der Figur 5 eine kreisrunde äußere Form auf. Diese Form kann auch anders sein und beispielsweise wie der Permanentmagnet 2 ebenfalls langgestreckt sein.
Die Figur 6 zeigt einen Schnitt parallel zu der Aufsicht aus Figur 5 und zwar auf Höhe einer Schicht 4, die aus einem nicht ferromagnetischen Material gebildet ist. Der Durchgang 8 der Schicht 4 weist die gleiche langgestreckte Form auf wie der Kanal 7 aus Figur 5, so dass der in der Figur 5 gezeigte Permanentmagnet 2 auch durch den Durchgang 8 hindurch geschoben werden kann.
In der Figur 7 wird eine Aufsicht auf eine dritte Ausführungsform einer Lagervorrichtung 1 gezeigt. Diese Ausführungsform zeigt nebeneinander angeordnete Permanentmagnete 2, die durch die Lagervorrichtung 1 gehalten sind. Die Kanäle 7 sind in Aufsicht gesehen an die Formen der Permanentmagnete 2 so angepasst, dass die Permanentmagnete 2 mit geringem Spiel in die Kanäle 7 hineingeschoben werden können. Die Figur 7 verdeutlicht, dass viele verschiedene Formen möglich sind. Die Form des Querschnitts einer jeden Ummantelung und die Form der jeweils daran angrenzenden äußeren Kontur des darin eingesetzten Permanentmagneten sind gleich. Die Formen sind so, dass die Permanentmagnete 2 drehfest entlang der Kanäle 7 verschoben werden können.
Die Figur 7 zeigt den Fall, dass eine aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelung 3 von einer anderen aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelung 3 räumlich nicht getrennt ist.
Zusätzlich zu der in der Figur 7 gezeigten Anordnung von Permanentmagneten 2 können Permanentmagnete 2 auch analog zu den Figuren 1 und 4 in der Lagervorrichtung 1 übereinander untergebracht sein.
Die Figur 8 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Lagervorrichtung 1. Diese Lagevorrichtung 1 verdeutlicht die Lagerung von insgesamt acht Permanentmagneten 2, die nebeneinander und übereinander angeordnet sind. Vier der acht Permanentmagnete 2 sind allerdings nicht sichtbar, da diese von der unteren Ummantelung 3 verdeckt sind.
Die Figur 8 zeigt den Fall, dass jeweils vier aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelungen 3 räumlich nicht getrennt sind. Die jeweils vier nicht räumlich getrennten Ummantelungen 3 sind von den anderen vier aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelungen 3 räumlich getrennt und zwar durch die Schicht 4.
Die Figur 9 verdeutlicht ein Beladen der Lagervorrichtung 1 mit Permanentmagneten 2, die übereinander angeordnet werden. In die Lagervorrichtung 1 ist bereits ein erster Permanentmagnet 2 hineingeschoben worden. Auf die Lagervorrichtung 1 ist ein Rohr 9 aufgesetzt, das aus einem nicht ferromagnetischen Material besteht. Das Rohr 9 ist so an den Querschnitt der Permanentmagnete 2 angepasst, dass die Permanentmagnete 2 durch das Rohr 9 mit geringem Spiel geführt hindurchgeschoben werden können. Ein Permanentmagnet 2 ist in das Rohr 9 eingesetzt. Mit einem Stößel 10 wird der in das Rohr 9 eingesetzte Permanentmagnet 2 nun nach unten bewegt, bis die in der Figur 10 gezeigte Stellung erreicht ist. Nacheinander kann so die Lagervorrichtung 1 mit Permanentmagneten 2 beladen werden, die übereinander angeordnet sind.
Es ist auch möglich, in das Rohr 9 sofort eine Mehrzahl von Permanentmagneten 2 einzusetzen, um diese dann insgesamt nach unten in die Lagervorrichtung 1 hinein zu bewegen. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die Permanentmagnete in einem Rohr so angeordnet sind, dass diese sich abstoßen. Aufgrund von Reluktanzkraft werden sich die Permanentmagnete 2 in der Lagervorrichtung 1 geeignet ausrichten, wie dies beispielsweise in der Figur 1 gezeigt wird.
Es können Befestigungsmittel vorhanden sein, um das Rohr 9 mit der Lagervorrichtung lösbar zu verbinden. Durch Befestigungsmittel kann die Lage des Rohres 9 relativ zur Lagervorrichtung 1 fixiert werden, um ein Beladen zu vereinfachen. Als Befestigungsmittel dienen insbesondere mechanische Befestigungsmittel.
Die Figur 11 verdeutlicht das Beladen einer Lagervorrichtung, in der Permanentmagnete 2 nebeneinander und übereinander gelagert werden können. In dem in der Figur 11 gezeigten Fall können drei Permanentmagnete 2 nebeneinander angeordnet werden. Es können vier Permanentmagnete 2 übereinander angeordnet werden. Die im Schnitt gezeigte Lagervorrichtung 1 kann also insgesamt zwölf Permanentmagnete 2 lagern. In die Lagervorrichtung 1 sind bereits drei erste Permanentmagnete 2 hineingeschoben worden. Diese befinden sich in der untersten Position in der Lagervorrichtung 1. Auf die Lagervorrichtung 1 ist ein aus drei Rohren 9 bestehendes System aufgesetzt. Die Rohre bestehen aus einem nicht ferromagnetischen Material. Ein jedes Rohr 9 ist so an den Querschnitt der Permanentmagnete 2 angepasst, dass die Permanentmagnete 2 durch ein jedes Rohr 9 mit geringem Spiel hindurchgeschoben werden können. Drei Permanentmagnete 2 sind in die drei Rohre 9 eingesetzt. Mit drei Stößeln 10 werden die in die Rohre 9 eingesetzten Permanentmagnete 2 nun nach unten bewegt, bis diese analog zur Figur 10 gezeigte Stellung erreicht ist. Nacheinander kann so die Lagervorrichtung 1 mit Permanentmagneten 2 beladen werden, die sowohl übereinander als auch nebeneinander angeordnet sind. Damit die drei Stößel 10 für ein Beladen gemeinsam heruntergedrückt werden können, sind diese beispielsweise durch eine Stange 11 miteinander verbunden.
Mithilfe von Stößeln 10 können Permanentmagnete 2 nach unten aus der Lagervorrichtung herausgeschoben werden, um diese zu entnehmen. Bei einer Lagervorrichtung, wie diese in der Figur 11 gezeigt wird, kann dies beispielsweise mit nur einem Stößel 10 geschehen, wie dieser in der Figur 10 zu sehen ist. Auf diese Weise gelingt eine sequenzielle Entnahme von Permanentmagneten 2.
Die Figur 12 zeigt im Schnitt eine zylinderförmige Lagervorrichtung 1, die vollständig mit Permanentmagneten 2 gefüllt ist. Die Permanentmagnete 2 sind nebeneinander und übereinander gelagert. Stößel 10 sind an die Oberseite auf den dort befindlichen Permanentmagneten 2 aufgesetzt. Die Stößel 10 sind durch einen Ring 12 miteinander verbunden. Die zylinderförmige Lagervorrichtung 1 ist auf einer Trommel 13 so aufgesetzt, dass die Permanentmagnete 2 in Kammern 14 der Trommel 13 hineingeschoben werden können. Durch Herunterdrücken des Rings 12 werden die Permanentmagnete 2 vollständig in die Kammern 14 der Trommel 13 verschoben. Im Anschluss daran werden Schieber 15 durch Schlitze 16 hindurchgeschoben. Die Schieber 15 sind so angeordnet, dass diese ein Herausbewegen von Permanentmagneten 2 aus der Trommel 13 verhindern. Es gibt Lücken zwischen den Schiebern 15 für die Stößel 10.
Ist die Trommel 13 so vollständig mit den Permanentmagneten 2 beladen worden, so wird die Lagervorrichtung 1 zusammen mit den Stößeln 10 entfernt. Die mit den Permanentmagneten 2 gefüllte Trommel 13 kann nun beispielsweise in einen Induktionsofen eingebaut werden.
Es können Befestigungsmittel vorhanden sein, um die Trommel 13 mit Lagervorrichtung lösbar zu verbinden, um Störungen während eines Beladens zu vermeiden.
Die Figur 13 zeigt eine Aufsicht auf die Lagervorrichtung aus der Figur 12. Die Form des Querschnitts der Ummantelung, also des Querschnitts der Kanäle 7, und die Form der daran angrenzenden äußeren Kontur des darin eingesetzten Permanentmagneten 2 sind gleich. Die Permanentmagnete 2 sind mit geringem Spiel in ihren Kanälen 7 eingesetzt. Eine Besonderheit besteht darin, dass zwar gleich geformte, im Schnitt quadratische Permanentmagnete 2 eingesetzt sind. Die im Schnitt quadratischen Kanäle sind aber entlang einer Kreisbahn zueinander verdreht und vollziehen so eine Art Rotation. Ein Kanal 7 ist also hinsichtlich seines Querschnitts nicht in gleicher Weise ausgerichtet wie ein benachbarter Kanal 7.
Wie der Druckschrift der Druckschrift WO 2017/063811 A1 zu entnehmen ist, kann es von Interesse sein, eine derartige Geometrie von Permanentmagneten in Vorrichtungen vorzusehen. Solche Geometrien können in der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung bereits berücksichtigt sein, um eine Herstellung von Vorrichtungen, wie diese beispielhaft aus der Druckschrift WO 2017/063811 A1 bekannt sind, beschleunigen zu können.

Claims

Lagervorrichtung (1) für Permanentmagnete (2), in der Permanentmagnete (2) nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass es für die Permanentmagnete (2) aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelungen (3) gibt, wobei eine jede aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelung (3) zumindest eine Öffnung für ein Einsetzen eines Permanentmagneten (2) in die Ummantelung (3) und/oder für eine Entnahme eines Permanentmagneten (2) aus der Ummantelung (3) aufweist.
Lagervorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Querschnitts der Ummantelung (3) und die Form der daran angrenzenden äußeren Kontur des darin eingesetzten Permanentmagneten (2) gleich sind, wobei die Permanentmagnete (2) mit Spiel in ihren Ummantelungen (3) eingesetzt sind.
Lagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Permanentmagnet (2) sich in einem Kanal (7) einer Ummantelung befindet, durch den der Permanentmagnet (2) hindurchgeschoben werden kann.
Lagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelung (3) von einer anderen aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelung (3) räumlich getrennt ist und/oder dass zumindest eine aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelung (3) von einer anderen aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelung (3) räumlich nicht getrennt ist.
Lagervorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in zwei aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelungen (3), die voneinander räumlich getrennt sind, Permanentmagnete (2) so angeordnet sind, dass gleiche magnetische Pole benachbart angeordnet sind.
Lagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen zwei aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelungen (3) ein nicht ferromagnetisches Material (4) befindet.
Lagervorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht (4) aus dem nicht ferromagnetischen Material gebildet ist.
Lagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelungen (3) einen gemeinsamen Kanal bilden, durch den ein Permanentmagnet (2) hindurchgeschoben werden kann.
Lagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus ferromagnetischem Material gebildeten Ummantelungen (3) aus Stahl bestehen.
Lagervorrichtung (1) für Permanentmagnete (2), dadurch gekennzeichnet, dass Permanentmagnete (2) nebeneinander und übereinander in Ummantelungen (3) angeordnet werden können, wobei die Ummantelungen (3) aus ferromagnetischem Material gebildet sind, wobei eine jede aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelung (3) einen Kanal (7) aufweist, durch den ein Permanentmagnet (2) hindurchgeschoben werden kann, wobei zumindest zwei aus ferromagnetischem Material gebildete Ummantelungen (3) räumlich voneinander getrennt sind und die Kanäle der beiden räumlich voneinander getrennten Ummantelungen (3) einen gemeinsamen Kanal bilden, durch den ein Permanentmagnet (2) hindurchgeschoben werden kann.
System umfassend eine Lagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einen Aufnahmebehälter (13), wobei die Lagervorrichtung (1) so an den Aufnahmebehälter (13) angepasst ist, dass die Lagervorrichtung (1) auf den Aufnahmebehälter (13) aufgesetzt werden kann, um anschließend Permanentmagnete (2) aus der Lagervorrichtung (1) in den Aufnahmebehälter (13) zu verschieben.
System nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebehälter ein Schließmittel (15) umfasst, welches den Aufnahmebehälter (13) nach dem Verschieben der Permanentmagnete (2) in den Aufnahmebehälter (13) hinein so verschließen kann, dass die Permanentmagnete (2) in dem Aufnahmebehälter (13) gehalten werden, ohne dass für das Verschließen die auf dem Aufnahmebehälter (13) aufgesetzte Lagervorrichtung (1) entfernt werden muss.
System nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließmittel zumindest einen Schieber (15) umfasst.
System nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Werkzeug mit einer Mehrzahl von Stößeln (10) umfasst, mit dem Permanentmagnete (2) aus der Lagervorrichtung (1) in den Aufnahmebehälter (13) verschoben werden können, wenn die Lagervorrichtung (1) auf den Aufnahmebehälter (13) aufgesetzt ist.
Verfahren für ein Transportieren von Permanentmagneten, indem eine Lagervorrichtung mit den Merkmalen nach einem der vorgehenden Ansprüche 1 bis 9 zusammen mit den darin gelagerten Permanentmagneten in ein Kraftfahrzeug eingeladen wird, das Kraftfahrzeug zu einem Bestimmungsort fährt, die Lagervorrichtung mit den darin gelagerten Permanentmagneten aus dem Kraftfahrzeug ausgeladen wird und im Anschluss an das Ausladen Permanentmagnete aus der Lagervorrichtung entnommen werden.