WO2001035427A1 - Verfahren zur herstellung und magazinierung von einzelmagnetbauteilen sowie deren montage zur herstellung von miniaturisierten magnetsystemen und solche magnetsysteme - Google Patents

Verfahren zur herstellung und magazinierung von einzelmagnetbauteilen sowie deren montage zur herstellung von miniaturisierten magnetsystemen und solche magnetsysteme Download PDF

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WO2001035427A1
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individual magnetic
magnetic components
magazine
individual
magnetic
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PCT/EP2000/011024
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Lutz Weber
Matthias Nienhaus
Stephan Kleen
Wolfgang Ehrfeld
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INSTITUT FüR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]
    • H01F7/0205—Magnetic circuits with PM in general
    • H01F7/0221—Mounting means for PM, supporting, coating, encapsulating PM
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0266—Moulding; Pressing

Definitions

  • the invention relates to the production of multi-pole magnet systems which are composed of several individual magnetic components.
  • a method for the production and magazining of at least one individual magnetic component, a magazine for at least one individual magnetic component and its magnetization, an assembly method for producing a magnet system and the resulting magnet systems, such as a magnetic ring, a magnetic strip and a magnetic scale, are specified.
  • Magnet systems of this type are used as permanent magnet components, for example in electromagnetic drives, such as permanent and hybrid drives, in magnetic displacement and angle measuring systems, in magnetic couplings and valves and in magnetosensitive sensors. In the course of miniaturization, these systems have to become smaller and smaller with the same performance or more and more powerful with the same size.
  • magnet systems are required for this, which can optimally adapt to the measuring arrangement or the functional geometry of these systems. These can be both flat two-dimensional magnetic layers and complex three-dimensional magnetic systems in their outer shape.
  • high-performance magnetic materials such as rare earth magnetic materials, in particular NdFeB, are used.
  • NdFeB magnet systems are that high magnetic control and a high B field in the magnetic circuit can be achieved even with small magnetic layer thicknesses. Furthermore, NdFeB has high magnetic hardness or low demagnetization. In addition, homogeneous magnetization of the magnetic segments is sought in order to achieve the steepest possible transition between two adjacent, oppositely polarized magnetic segments.
  • NdFeB magnet systems A disadvantage of the use of NdFeB magnet systems is that magnetic field strengths of up to over 5000 kA / m and therefore correspondingly high magnetization currents have to be used to generate the magnet segments.
  • the magnetization of these magnet systems is done in one operation by means of pulse magnetization with a short one High current pulse realized by a magnetizing coil specially adapted to the magnet system.
  • a disadvantage of this method is that due to the extremely high magnetization currents, correspondingly large line cross sections are necessary for the coils, and this is limiting for the pole spacing and thus for the integration density of the magnets. This process enables the production of magnetic systems with strip-shaped, multi-pole magnetization with pole distances of 2 or 1 mm.
  • the invention is therefore based on the object of improving a multi-pole magnet system consisting of a plurality of individual magnetic components and a method for producing these individual magnetic components and a method for mounting the individual magnetic components to such a magnetic system that any pole pitch can be produced precisely and reproducibly, a conventional one Magnetization device can be used, and magnet systems can be produced with individual magnetic components lying directly next to one another.
  • Another object of the invention is to provide magnet systems with holding or To produce joining structures in such a way that this does not increase the overall height of the magnet systems.
  • the solution according to the invention consists in that the magnet system to be manufactured is produced from a plurality of individual magnetic components, a method according to the invention according to claims 1 to 16 being used for the production and storage of at least one and preferably a plurality of individual magnetic components, as well as the entire magazine together with individual magnetic components in one magnetization device is magnetized.
  • the magazine is described by the features according to claims 17 to 28.
  • the magnetized individual magnetic components are assembled directly from the magazine into a multipole magnet system.
  • the magnet systems to be preferably formed by this procedure are described in claims 37 to 44 and claims 45 to 47.
  • Figure 1 a) a plan view and b) a section of a magnetic ring composed of several individual magnetic components.
  • Figure 2 a) a plan view and b) a section of one of several
  • Figure 3 shows another embodiment of the magnetic strip.
  • Figure 4 a) a plan view and b) a section of a magnetic scale composed of two magnetic strips according to Figure 3.
  • FIGS. 5a-d manufacture of the individual magnetic components according to FIGS. 1 to 4.
  • FIG. 7 a a top view and b) a section of a magazine according to FIG. 6 consisting of a carrier and individual magnetic components.
  • FIG. 9 a a plan view and b) a section and c) a section of the section of a magazine with individual magnetic components which are magnetized in the form of annular segments and axially magnetized in the north-south pole direction.
  • FIG. 10 a) a plan view and b) a section and c) a section of the section of a magazine with individual magnetic components in the form of annular segments magnetized axially in the south-north pole direction.
  • FIG. 11 a) a plan view and b) a section of a magazine with cuboid-shaped individual magnetic components magnetized axially in the south-north pole direction.
  • FIG. 12 shows a section of a further embodiment of the magazine with cuboid-shaped individual magnetic components magnetized axially in the south-north pole direction, a magnetic surface being produced.
  • FIG. 13 shows a plan view of a section of a further embodiment of a magazine with cuboid-shaped individual magnetic components and recesses magnetized axially in the north-south pole direction.
  • FIG. 14 shows a section of a section of a further embodiment of a magazine with cuboidal individual magnetic components and recesses magnetized axially in the north-south pole direction.
  • Figure 15 assembly robot for the multiple assembly of multi-pole magnet systems.
  • FIG. 16 assembly of several magnetic rings from FIG. 1 on a mounting plate with two magazines with individual magnetic components according to FIGS. 9 and 10.
  • FIG. 17 assembly of a magazine with several magnetic rings from FIG. 1 with a magazine with individual magnetic components and recesses and a magazine with individual magnetic components according to FIG. 10.
  • FIG. 18 magazine with several magnetic rings according to FIG. 1.
  • Figure 19 Assembly of magnetic rings according to Figure 1 on a mounting plate with a magazine with individual magnetic components.
  • FIG. 20 mounting a magnetic strip from FIG. 2 on a mounting plate made of two magazines according to FIG. 13.
  • FIG. 21 assembly of a magnetic strip from FIG. 2 with a magazine according to FIG. 11 and a magazine according to FIG. 13.
  • FIG. 22 assembly of a magnetic scale from FIG. 4 with two magazines according to FIG. 11.
  • FIG. 1 a shows a top view and FIG. 1 b shows a section of a multi-pole magnet system 3 composed of a plurality of magnetized individual magnetic components 1, 2 in the form of a magnetic ring 4.
  • the individual magnetic components 1, 2 which are produced precisely and reproducibly in the exemplary embodiment chosen here using an injection-molding method both consist of a magnetizable and moldable permanent magnet material, such as, for example, plastic-bonded NdFeB material.
  • a magnetizable and moldable permanent magnet material such as, for example, plastic-bonded NdFeB material.
  • plastic-bonded NdFeB material enables the molding of thin-walled or flat designs of the individual magnetic components 1, 2.
  • the individual magnetic components 1, 2 have an annular segment-shaped outer shape 52 and, according to FIG. 1, are alternately and directly arranged in the magnetic ring 4.
  • the thickness of the magnetic ring 4 is approximately 300 ⁇ m. It is also conceivable to use other molding processes, such as injection molding or compression molding. Moldable SmCo, for example plastic-bound SmCo, can also be used as the magnetic material.
  • the individual magnetic components 1, 2 can also consist of magnetic materials with a low remanence induction, such as, for example, hard ferrites based on strontium or barium, or a magnetizable material with a low coercive force, such as, for example, AINiCo.
  • the individual magnetic components 1, 2 are magnetized in a conventional magnetization device according to FIG. 8 by means of pulse magnetization along their longitudinal or transverse extent.
  • the individual magnetic components 1, 2 are both axially magnetized in accordance with the enlargement of the detail in FIG. 1c, in such a way that the individual magnetic components 1 are magnetized in the north-south pole direction, whereby it is also understood below that the individual magnetic components 1 according to FIG. 1c on the one end face 5a has a north pole and on the other end face 5b a south pole.
  • the individual magnetic components 2 are oppositely polarized axially in the south-north pole direction, ie they have a south pole on the end face 5a and a north pole on the end face 5b.
  • the magnetic ring 4 composed of the individual magnetic components 1, 2 has 8 poles on both end faces 5a, 5b and thus has 4 pairs of poles.
  • the magnet ring 4 serves as a rotor disk in a DC disk motor described in the two patent applications DE 199 02 370 and DE 199 02 371. Due to the extremely flat overall height of the magnet ring 4, the disk motor only has a height of 1.4 mm with an outside diameter of 12.8 mm.
  • the torque constant of the motor is approximately 0.40 ⁇ Nm / mA. The motor can easily be used for speeds of up to 20,000 min "1 with high running quality.
  • any desired pole pitch can be produced precisely and reproducibly by the production of the individual magnetic components according to the invention, and their separate magnetization.
  • the magnetic ring 4 has no space-consuming support or holding structures. This enables the further miniaturization of systems in which the magnetic ring 4 is used, such as, for example, electromagnetic drives, in particular hybrid stepper motors and disc rotor motors, compare article "Small power packs - structurable thin magnetic layers" in the magazine F&M 107 (1999) 4, p. 24 ff. and article "Optimized magnets for hybrid stepper motors" in F&M 106 (1998) 7-8, p. 503 ff. both by Carl Hanser Verlag.
  • FIG. 2a shows a top view
  • FIG. 2b shows a section of a multi-pole magnet system 3 composed of a plurality of magnetized individual magnetic components 6, 7 in the form of a magnetic strip 8.
  • the individual magnetic components 6, 7 have a cuboid outer shape 52 and are arranged alternately and directly adjacent to one another in the magnetic strip 8.
  • the thickness of the magnetic strip 8 is approximately 300 ⁇ m.
  • the individual magnetic components 6, 7 are both axially magnetized, the individual magnetic components 6 having a north pole on the end face 9a of the magnetic strip 8 shown in FIG. 2, and the individual magnetic components 7 having a south pole.
  • the magnetic strip 8 is polarized alternately with north and south poles 19-pole both on the end face 9a and on the end face 9b.
  • This magnetic strip 8, formed from permanent magnets of alternating polarity can be used as a permanent magnet component, for example in magnetic position measuring systems, to embody the length dimension.
  • FIG. 3 shows a section of a further embodiment of the magnetic strip 8 formed from permanent magnets of alternating polarity.
  • the individual magnetic components 6, 7 are arranged adjacent to one another by a carrier 10.
  • the carrier 10 consists of a molding material 34 and in the embodiment chosen here Inc.
  • Another preferred carrier material is a thermoplastic or elastomer plastic.
  • the carrier 10 or the molding material 34 comprises the individual magnetic components 6, 7 in a form-fitting manner on their lateral surfaces 16a, b and 17a, b, and molding material 34 is arranged in each case between two adjacent individual magnetic components 6, 7.
  • the individual magnetic components 6, 7 are arranged separately from one another by the carrier material, so that magnet systems 3 with a larger pole spacing can be produced.
  • the carrier material arranged in this way also assumes a support or holding function between two individual magnetic components 6, 7 and thereby improves the mechanical stability of the magnetic strip 8, but without increasing the overall height.
  • the necessary mechanical stability of this magnetic strip 8 is further improved in that the carrier 10 is additionally designed as a form-fitting outer casing 18 of the individual magnetic components 6, 7.
  • the bezel 18 may have an annular, ribbon-like or the like outer shape.
  • FIG. 4a shows a plan view and FIG. 4b shows a section of a magnetic scale 12 composed of two magnetic strips 8a, b.
  • the magnetic strip 8a according to FIG. 4b now has individual magnetic components 7 which are magnetized only in the south-north pole direction and which are by the carrier 10 consisting of molding material 34 are arranged at a distance from one another.
  • magnetized individual magnetic components 6 are combined in the magnetic strip 8b in the north-south pole direction.
  • the magnetic scale 12 consists of the two magnetic strips 8a and 8b arranged one on top of the other, the individual magnetic components 7 being laterally offset from the individual magnetic components 6 such that the magnetic scale 12 has alternating polarity on both end faces 13a, b.
  • the magnetic scale 12 according to FIG. 4a has a south view of the south poles of the individual magnetic components 7 arranged in the magnetic stripe 8a and a north pole of the individual magnetic components 6 arranged in the magnetic stripe 8b, as shown in a top view of the end face 13a.
  • the magnetic scale 12 generates an alternating magnetic flux along the end face 13a.
  • the magnetic scale 12 can thus be coupled to a motor shaft in a rotationally symmetrical form and serve as an encoder.
  • the magnetic scale 12 can also be used in a linear adjuster to embody the length dimension and thus enable a length measurement.
  • both ends 14a, b of the magnetic scale 12 are formed by non-magnetic carrier material in the form of a step 15. These steps 15 enable the magnetic scale 12 to be grasped from the side, without the individual magnetic components 6, 7 having to be touched.
  • the two ends 14a, b of the magnetic scale 12 can also be designed as vertical ends without a step 15.
  • FIGS. 5a to 5d illustrate an injection stamping method as a preferred method for the production of the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 according to FIGS. 1 to 4.
  • FIG. 5a schematically shows the structure of an injection stamping tool 19.
  • the injection stamping tool 19 has an upper tool half 20 and a lower tool half 21, each with a closing stop 22a, b. In the open position of the injection molding tool 19 shown in FIG. 5a, the two closing stops 22a, b are separated from one another.
  • the upper tool half 20 has a mold insert 24 with a plurality of cavities 25.
  • the lower mold half 21 has a sprue channel 27 with a conically shaped sprue tip 28 and a spray nozzle 29 for injecting or filling a magnetizable material 26 into the mold insert 24, as shown in FIGS. 5a, b.
  • the spray nozzle 29 is centered on the sprue tip 28 and the mold insert 24.
  • the magnetizable material 26 is first filled into the mold insert 24 in the form of a bubble 30.
  • the lower tool half 21 moves into the upper tool half 20 until the two closing stops 22a, b lie on one another.
  • the magnetizable material 26 is pressed into the cavities 25.
  • the spray nozzle 29 penetrates into the sprue tip 28 and seals it. This enables a small-volume sprue or a defined separation of the magnetizable material 26 from the base plate 23 molded in the mold insert 24.
  • a very special idea of the invention is that the order state predetermined by the molding of the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 by the mold insert 24 is transferred to the arrangement of the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 on the base plate 23. This ensures that this state of order and thus the fixed position of different Individual magnetic components 1, 2, 6, 7 to each other for the entire further treatment of the individual magnetic components 1, 2, 6, 7, namely for the production of a magazine 40 with single magnetic components 1, 2, 6, 7, their magnetization and their assembly to form a magnet system 3, such as the magnetic ring 4 or the magnetic strip 8, is retained.
  • 5c shows a section for this purpose, and FIG.
  • 5d shows a plan view of the base plate 23 removed from the injection-molding tool 19 with a plurality of individual magnetic components 1, 2 arranged thereon in the form of annular segments.
  • the base plate 25 is in an external format of a wafer 31 with, for example, 3 4, 5, or 6 inches. This enables the use of handling and feeding technology from the semiconductor industry.
  • a further particular idea of the invention is that the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 on the base plate 23 are already arranged in groups 32 in accordance with FIG. 5d in such a way that they are directly arranged into a magnet system 3 in this group arrangement after their magazination and magnetization can be assembled.
  • FIGS. 6a and 6b show the production of a magazine 40 consisting of a support 10 and individual magnetic components 1, 2, 6, 7.
  • FIG. 6a shows a reaction casting process as a preferred method for the production of the magazine 40 using individual magnetic components 1, 2, 6, 7 shown in Figures 1 to 4.
  • the base plate 23 with individual magnetic components 1, 2 arranged thereon is first enclosed laterally with a protrusion in a tundish 33.
  • the individual magnetic components 1, 2 are cast in from above with the reaction casting resin 34 which forms and solidifies the carrier 10. This ensures that the order state defined by the mold insert and transferred to the base plate 23 and the fixed position of the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 in the magazine 40 relative to one another is maintained.
  • the base plate 23 with the individual magnetic components 1, 2 cast thereon is taken out of the tundish 33 and arranged on a vacuum holding plate 35 according to FIG. 6b in order to remove the excess 36 of the resin 34 over the individual magnetic components 1, 2 and remove the base plate 23 by chamfering.
  • the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 and the magazine 40 can also be produced using a two-component injection molding process.
  • an injection molding tool is preferably used, as already shown in FIGS 4 of patent application DE 199 26 181 has been described.
  • this makes it possible that the order in which the magazine 40 and the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 are produced can be freely selected depending on the configuration of the individual magnetic components and the magazine.
  • the magazine 40 and then the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 can also be produced, for example, in two directly successive molding processes.
  • both the base plate 23 used in the reaction casting process and the necessary mechanical aftertreatment according to FIG. 6b for producing the magazine 40 can be dispensed with.
  • FIG. 7a shows a top view
  • FIG. 7b shows a section of the magazine 40 thus produced with a plurality of individual magnetic components 1, 2.
  • the individual magnetic components 1, 2 are positively encompassed by the molding material 34 on their entire lateral surfaces 37, i.e. molding material 34 is also arranged between two adjacent individual magnetic components 1, 2.
  • This embodiment realizes a magazine 40 which is flat in accordance with the overall height of the individual magnetic components 1, 2 and has a plurality of individual magnetic components 1, 2, 6, 7 made of plastic-bonded NdFeB material.
  • FIG. 5c shows that the arrangement of the individual magnetic components 1, 2 in groups 32 is also retained in the magazine 40.
  • FIG. 8 shows a conventional magnetization device 38 with large magnetization coils 39, as is used for the magnetization of all the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 combined in the magazine 40 according to FIG. 7.
  • the particular advantage of this magnetization according to the invention is that all the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 combined in the magazine 40 can be magnetized together with a coil with a predetermined polarization, regardless of the design of the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 Furthermore, by dimensioning the magnetizing coils 39 accordingly, only the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 arranged in a region of the magazine 40, such as half of the magazine 40, are magnetized in the same direction.
  • FIG. 8a shows an axial magnetization of all the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 in the magazine 40, so that the individual magnetic components are polarized in opposite directions on both end faces.
  • FIG. 8b shows a diametrical magnetization of all the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 in the magazine 40, so that the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 can thereby be polarized in opposite directions on opposite side surfaces.
  • the particular advantage of this magnetization according to the invention of the individual magnetic components 1, 2, 6, 7, which correspond to the magnet segments in the magnet system 3 to be formed, compared to magnetizing a complete magnet system 3, such as the magnet ring 4 in FIG. 1, is that the Individual magnetic components 1, 2, 6, 7 can be completely magnetized. This in particular prevents a drop in the magnetic field in the edge regions of the individual magnetic components 1, 2, 6, 7. This also ensures that the magnetic field drop in adjacent magnet segments in the magnet system 3 is determined only by the assembly of the oppositely magnetized individual magnetic components 1 and 2 or 6 and 7. Furthermore, a further miniaturization of the magnet systems 3, 4, 8, 12 to be formed with the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 is made possible, since even the smallest individual magnetic components 1, 2, 6, 7 produced by molding can be completely magnetized.
  • FIGS. 9 to 13 show different embodiments of the magazine 40 with individual magnetic components 40 combined therein, which correspond to the magnet segments in the magnet system 3 to be formed.
  • FIG. 9a shows a plan view and FIG. 9b shows a detail and FIG. 9c shows a section of this detail of a magazine 40 with a plurality of individual magnetic components 1 which are magnetized in the plan view axially in the north-south pole direction.
  • FIG. 10 repeats the illustration of FIG. 9, a magazine 40 now being shown with a plurality of individual magnetic components 2 that are magnetized in the form of a top view and axially magnetized in the south-north pole direction.
  • FIGS. 9c and 10c show the axial magnetization of the individual magnetic components 1, 2 arranged in the group 32.
  • FIG. 11 a shows a plan view
  • FIG. 11 b shows a section of a magazine 40 with parallelepiped-shaped individual magnetic components 7 magnetized axially in the south-north pole direction.
  • the individual magnetic components 7 are arranged at a distance from one another in the magazine 40 such that between two adjacent individual magnetic components 7 the Carrier 10 or molding material 34 is arranged.
  • 10 individual magnetic components 7 are arranged parallel to one another in a magnetic strip 8a according to FIG. 4b.
  • the magazine 40 has around a magnetic strip 8a in each case a border 18 ' made of magnetizable material 26 and arranged rectangularly around the individual magnetic components 7.
  • This arrangement of the enclosure 18 ' enables the magnetic strip 8a as a whole, that is to say with all 10 individual magnetic components 7, to be detached from the magazine 40.
  • the casing 18 ' made of magnetizable material 26 is usually detached from the magnetic strip 8a, so that the individual magnetic components 7 are then combined by a casing 18 made of molding material 34.
  • the molding material 34 comprises the individual magnetic components 7 in the exemplary embodiment chosen here in a form-fitting manner on their lateral surfaces, so that the carrier 10 and the individual magnetic components 7 are designed with the same overall height.
  • a further embodiment, not illustrated, of the magazine 40 according to the invention with individual magnetic components 1, 2, 6, 7, is that the molding material 34 has the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 at least on parts of their outer surfaces, for example on at least parts of their end faces , as a carrier 10 comprises.
  • the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 are covered by molding material 34 for protection at least on parts of their end faces.
  • This embodiment is preferably used when magazine 40 does not take individual magnetic components 1, 2, 6, 7, but entire magnet systems 3, such as magnetic strip 8a, for producing a magnetic scale 12, for example.
  • the molding material 34 on the end face of an individual magnetic component 1, 2, 6, 7 can also be designed as a connecting means for arranging a further magnetic strip without increasing the overall height of the magnetic scale 12.
  • FIG. 12 shows a section of a section of a further embodiment of the magazine 40 with cuboidal individual magnetic components 7 which are magnetized magnetically in the south-north pole direction Differing from the illustration in FIG. 11 b, the individual magnetic components 7 and the carrier 10 are produced with different overall heights. This ensures that the carrier 10 is made in adhesive contact only with parts of the lateral surfaces 17a, b of the individual magnetic components 7. This reduced adhesive contact facilitates the release process of the magnetic strip 8a from the magazine 40. Furthermore, this embodiment of the magazine 40 also facilitates the release process when the individual magnetic components 7 are removed from the magazine 40. For the production of this embodiment of the magazine 40, a two-component injection molding process is preferably used for the production of the carrier 10 and the individual magnetic components 7.
  • multi-pole magnetic surfaces 3 from a plurality of staggered individual magnetic components 7 is made possible, as is schematically illustrated in FIG.
  • a further individual magnetic component 6 is used, for example, between two individual magnetic components 7 protruding from the carrier 10 and adjacent. This procedure is repeated until a sufficiently large checkerboard-like magnetic surface 3 consisting of north and south magnetic poles is produced.
  • FIG. 13 shows a plan view of a further embodiment of a magazine 40 with parallelepiped-shaped individual magnetic components 6 and recesses 11 magnetized axially in the north-south pole direction.
  • a section of the magazine 40 is shown here in the form of a magnetic strip 8c .
  • this magnetic strip 8c only individual magnetic components 6 are arranged adjacent to one another in such a way that a recess 11 is arranged between two individual magnetic components 6.
  • the individual magnetic components 6 are combined by the carrier 10 designed as a band-shaped surround 18.
  • FIG. 14 shows a section of a further embodiment of a magazine 40 with cuboid-shaped individual magnetic components 6 and recesses 11 magnetized axially in the north-south pole direction, only a section of the magazine 40 being shown in the form of a magnetic strip 8d.
  • molding material 34 then a recess 11 and molding material 34 are arranged in succession between two individual magnetic components 6.
  • FIGS. 15 to 21 show different embodiments of the assembly method according to the invention for producing a magnet system 3
  • at least one magazine 40 is used to manufacture the magnet system 3, and the individual magnetic components 1, 2, 6, 7, which correspond to the magnet segments in the magnet system 3 to be formed, from the magazine 40 directly into the mounting position on one Carrier 10 are positioned such that a multi-pole magnet system 3, such as the magnetic ring 4, the magnetic strip 8 or the magnetic scale 12, is created with alternating polarity on both end faces.
  • FIG. 15 shows an assembly robot 41 which is used for a particularly preferred multiple assembly of the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 from the magazine 40 for producing the magnet system 3.
  • the assembly robot 41 has an expression stamp 51 with ejection pins 51a and a support plate 42 as a support for the magazine 40 for pressing out the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 from the magazine 40 into the assembly position on the carrier 10.
  • An anvil-like holding stamp 43 is arranged in the support plate 42 directly below the printout stamp 51.
  • the armature disk of the disk rotor motor is produced from the two patent applications DE 199 02 370 and DE 199 02 371.
  • the magazine 40 according to FIG.
  • the carrier 10 in the form of the motor cover 44 of the disc rotor motor is arranged directly opposite the printout stamp 42 below the magazine 40 on a guide pin 45 of the anvil-like holding stamp 43.
  • the printout stamp 51 is lowered pneumatically in the direction of the arrow according to FIG. 15 and the entire group 32 of individual magnetic components 1 shown in the enlarged detail in FIG. 9b is pressed onto the motor cover 44 by means of the push-out pins 51a.
  • the movement of the expression stamp 51 can be synchronized with an opposite movement of the holding stamp 43 such that an expression of the individual magnetic components 1 with constant component contact is force and / or shape-guided is possible. This creates a magnetic ring 3 on the motor cover 44, in which a gap is arranged between two individual magnetic components 1.
  • the printout stamp 51 is then raised again and a magazine 40 according to FIG. 10 with individual magnetic components 2 of the support plate magnetized in the south-north pole direction 42 aligned so that the complementary to the individual magnetic components 1 arranged in groups 32 individual magnetic components 2 can be expressed directly into the remaining gaps of the magnetic ring 3 on the motor cover 44.
  • the motor cover 44 has an adhesive layer 46 for fixing the individual magnetic components 1, 2.
  • FIG. 16 illustrates and repeats the previously described assembly method from two magazines with individual magnetic components according to FIGS. 9 and 10 for producing a magnetic ring 3 from FIG. 1.
  • a preferably soft-magnetic mounting plate 47 is used as the carrier 10 for fixing the individual magnetic components 1, 2.
  • the adhesive layer 46 can be omitted.
  • FIG. 17 shows another embodiment of the assembly method for producing magnetic rings 3.
  • a magazine 40 according to FIG. 9 with individual magnetic components 2 arranged in groups 32 is used.
  • a magazine 40 with individual magnetic components 1 arranged in groups serves as carrier 10, in which, according to FIG. 13, at least one recesses 11 is arranged between two adjacent individual magnetic components 1.
  • the individual magnetic components 2 are pressed directly into the recesses 11 using the push-out pins 51a of the assembly robot 41.
  • a magazine 50 is formed which consists of solidifying molding material 34, preferably reaction resin 34a or plastic, which comprises a plurality of magnetic rings 3 consisting of individual magnetic components 1, 2, at least on parts of a lateral surface.
  • FIGS. 19a to c show the mounting of magnetic rings 3 from FIG. 1 on a soft magnetic mounting plate 47, only one magazine 40 being used.
  • this magazine 40 has individual magnetic components 1 magnetized only in the north-south pole direction on the first half of the magazine 40 marked with a marking 48 and on the second half marked with a further marking 49 only individual magnet components 2 magnetized in the south-north pole direction on.
  • the assembly robot 41 With the assembly robot 41, the individual magnetic components 1 arranged in a group 32 in the first half are first pressed out and fixed on the assembly plate 47. Subsequently, the magazine 40 is rotated through 180 °, as a comparison of FIGS. 18a and 18b shows. Then, according to FIG. 18b, in the south-north pole Expressed magnetized and arranged in a group 32 individual magnetic components 2 on the mounting plate 47. This creates several magnetic rings 3 on the mounting plate 47, as shown in FIG. 19c.
  • FIG. 20 shows the production of a magnetic strip 8 according to FIG. 2.
  • two magazines 40 according to FIG. 13, with individual magnetic components 6 arranged in magnetic strips 8c in the north-south pole direction and magnetized in magnetic strips 8c in the south-north pole direction, are magnetized 7 successively fed to the assembly robot 41.
  • the push-out pins 51a all the individual magnetic components 6 are pressed out of the associated magnetic strip 8c onto the carrier (not shown here), and if necessary fixed with an adhesive.
  • the individual magnetic components 7 are then pressed out of the associated magnetic strip 8c according to FIG. 13 onto the carrier and into these gaps. This creates the magnetic strip 8 with individual magnetic components 6, 7 lying directly against one another, as is shown in FIG. 20.
  • FIG. 21 shows that with a magnetic strip 8c according to FIG. 21b, which each has a recess 11 between two adjacent individual magnetic components 7 and an enclosure 18 in the form of the carrier 10, a multipole magnetic strip 8 according to FIG. 21c with individual magnetic components 6, 7 lying directly against one another and outer casing 18 can be made.
  • the magnetic strip 8c in the exemplary embodiment chosen here according to FIG. 21b ' has a base plate 53.
  • Individual magnetic components 6, which are arranged in a magnetic strip 8b according to FIG. 21 a are subsequently inserted onto this base plate 53 and into the recesses 11. Subsequently, the base plate 53 is removed, for example by milling, so that the multipole magnetic strip 8 shown in FIG. 21c is formed with individual magnetic components 6, 7 lying directly against one another and with an outer casing 18.
  • FIG. 22 shows the assembly of a magnetic scale 12 from FIG. 4.
  • the two magnetic strips 8a, b are arranged one on top of the other in accordance with FIG. 22 such that the individual magnetic components 7 are laterally offset from the individual magnetic components 6 in such a way that a magnetic scale 12 with alternating polarity on both end faces 13a, b is produced.
  • the magnetic strip 8 according to FIG. 3 is produced by using a magazine 40 according to FIG. 14 with individual magnetic components 6, in which molded material 34, then a recess 11 and then molded material 34 is arranged in succession between two adjacent individual magnetic components 6. Subsequently, 11 individual magnetic components 7 are pressed into these recesses.
  • a magazine 40 according to FIG. 11 with individual magnetic components 7 is used, in which the distance between two adjacent individual magnetic components 7 is adapted to the distance between the recesses 11.
  • the advantage of producing a magnet system 3 according to the invention from a plurality of individual magnetic components 1, 2, 6, 7, which are arranged in a magazine 40 with a fixed position relative to one another, is that extremely flat multi-pole magnet systems 3 according to FIGS. 1 to 4 can be produced.
  • extremely flat multi-pole magnetic rings 4 according to FIG. 1 or magnetic strips 8 according to FIG. 2 with individual magnetic components 1, 2 or 6, 7 lying directly against one another can be produced in this way.
  • the particular advantage of these magnet systems 3 is that no support or holding structures are arranged between the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 which form the magnet segments.
  • the assembly tolerance is thus only determined by the accuracy of the transfer or assembly of the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 from the magazine 40 into the magnet system 3.
  • Another general advantage of the invention is that in a magazine 40 in a variety summarized individual magnetic components 1, 2, 6, 7 can be completely magnetized together in a conventional magnetization device. In this way, losses which are caused in the multi-pole magnetization of a complete multi-pole magnet system, such as, for example, a multi-pole magnetic ring, by superimposing the coil windings of the magnetization device with the magnet segments are also avoided.
  • further flat multi-pole magnet systems such as the checkerboard-like magnetic surface 3 described by way of example in FIG. 12, can also be produced.
  • three-dimensional magnetic bodies such as the magnetic scale 12 according to FIG. 4, can also be produced according to the invention using the flat magnet systems 3 according to the invention.
  • the individual magnetic components 1, 2, 6, 7 can also be detached from an associated magazine 40 and then stacked up to form a three-dimensional magnetic body 3.

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Abstract

Zur Herstellung von mehrpoligen Magnetsystemen, die aus mehreren vorzugsweise aus Seltenerdmagnetmaterial bestehenden Einzelmagnetbauteilen zusammengesetzt sind, wird ein Verfahren zur Abformtechnischen Herstellung und Magazinierung mindestens eines Einzelmagnetbauteiles, ein Magazin (40) für mindestens ein Einzelmagnetbauteil (1, 2) und dessen konventionelle Aufmagnetisierung, ein Montageverfahren zur Herstellung eines Magnetsystems sowie die hieraus entstehenden Magnetsysteme angegeben. Durch die Erfindung können extrem flache mehrpolige Magnetsysteme beispielsweise in Form von Magnetringen (1, 2) oder Magnetstreifen mit entweder direkt aneinanderliegenden oder durch einen Formstoff beabstandet angeordneten Einzelmagnetbauteilen sowie dreidimensionale Magnetkörper, wie beispielsweise ein magnetischer Massstab, hergestellt werden. Die erfindungsgemässen Magnetsysteme weisen eine besonders hohe Integrationsdichte der Einzelmagnetbauteile und eine homogene Durchmagnetisierung der Magnetsegmente auf. Die Magnetsysteme sind als Dauermagnetkomponenten beispeilsweise in elektromagnetischen Antrieben, magnetischen Weg- und Winkelmesssystemen, in magnetischen Kupplungen und Ventilen einsetzbar.

Description

Verfahren zur Herstellung und Magazinierung von Einzelmagnetbauteilen sowie deren Montage zur Herstellung von miniaturisierten Magnetsystemen und solche Magnetsysteme
Beschreibung
Die Erfindung betrifft die Herstellung von mehrpoligen Magnetsystemen, die aus mehreren Einzelmagnetbauteilen zusammengesetzt werden. Hierzu wird ein Verfahren zur abformtechnischen Herstellung und Magazinierung mindestens eines Einzelmagnetbauteiles, ein Magazin für mindestens ein Einzelmagnetbauteil und dessen Aufmagnetisierung, ein Montageverfahren zur Herstellung eines Magnetsystems sowie die hieraus entstehenden Magnetsysteme, wie beispielsweise ein Magnetring, ein Magnetstreifen und ein magnetischer Maßstab, angegeben.
Derartige Magnetsysteme werden als Dauermagnetkomponenten beispielsweise in elektromagnetischen Antrieben, wie permanent und hybrid Antrieben, in magnetischen Weg- und Winkelmeßsystemen, in magnetischen Kupplungen und Ventilen sowie in magnetosensitiven Sensoren eingesetzt. Im Zuge der Miniaturisierung müssen diese Systeme bei ähnlicher Leistung immer kleiner oder bei gleicher Baugröße immer leistungsstärker werden. Zum einen werden hierzu Magnetsysteme benötigt, die sich der Meßanordnung oder der Funktionsgeometrie dieser Systeme optimal anpassen können. Dies können sowohl flache zweidimensionale Magnetschichten als auch in ihrer äußeren Form komplexe dreidimensionale Magnetsysteme sein. Zum anderen kommen Hochleistungsmagnetwerkstoffe wie Seltenerdmagnetmaterialien, insbesondere NdFeB, zum Einsatz. Der Vorteil von NdFeB-Magnetsystemen liegt darin, daß hierdurch schon bei geringen Magnetschichtdicken eine hohe magnetische Ansteuerung und hohes B-Feld im magnetischen Kreis erreicht werden kann. Ferner weist NdFeB eine hohe magnetische Härte bzw. eine geringe Entmagnetisierung auf. Ferner wird eine homogene Durchmagnetisierung der Magnetsegmente angestrebt, um einen möglichst steilen Übergang zwischen zwei benachbarten, entgegengesetzt polarisierten Magnetsegmenten zu erreichen.
Nachteilig bei der Verwendung von NdFeB-Magnetsystemen ist, daß für die Erzeugung der Magnetsegmente magnetische Feldstärken bis über 5000 kA/m und damit entsprechend hohe Magnetisierungsströme verwendet werden müssen. In konventionellen Magnetisierungseinrichtungen wird die Magnetisierung dieser Magnetsysteme in einem Vorgang mittels Impulsmagnetisierung mit einem kurzen Hochstromimpuls durch eine speziell an das Magnetsystem angepaßte Magnetisierspule realisiert. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß aufgrund der extrem hohen Magnetisierungsströme entsprechend große Leitungsquerschnitte für die Spulen notwendig sind, und dies limitierend für den Polabstand und damit für die Integrationsdichte der Magnete ist. Mittels diesem Verfahren ist die Herstellung von Magnetsystemen mit streifenförmiger, mehrpoliger Durchmagnetisierung mit Polabständen von 2 bzw. 1 mm möglich.
Beispielsweise wurde, wie in der Veröffentlichung „Micromachining and Microfabrication" in Proc.SPIE Vol. 3680B-65 bereits beschrieben, zur Herstellung des in den beiden deutschen Patentanmeldungen DE 199 02 370 und DE 199 02 371 beschriebenen Scheibenläufermotors und dessen Läuferscheibe ein Magnetring aus NdFeB-Magnetmaterial abformtechnisch hergestellt. Dieser wurde nachfolgend komplett in einer konventionellen Impulsmagnetisierungseinrichtung mit einer entsprechend den zu bildenden Magnetsegmenten geformten Spule mehrpolig aufmagnetisiert. Zum einen wurden hierbei Magnetfeldverluste in den Randbereichen zwischen zwei Magnetsegmenten festgestellt. Zum anderen ist die freie Ausgestaltung der Magnetfläche bereits dadurch erheblich eingeschränkt, daß in Bereichen der Spulenwicklungen nahezu keine Aufmagnetisierung stattfindet.
Ferner sind mit konventionellen Formen der Magnetisierspulen keine komplizierten Bauformen von Magnetsystemen in einem Vorgang magnetisierbar. Als Alternative werden die Magnetsegmente einzeln erzeugt, wobei Magnetisierköpfe partiell die erforderliche magnetische Feldstärke erzeugen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß es sich hierbei um ein serielles und damit zeitaufwendiges Verfahren handelt. Ferner muß zum Erreichen der notwendigen Sättigung ein Mindestabstand zwischen Magnetkopf und zu magnetisierender Fläche eingehalten werden, der limitierend für die Verkleinerung des Polabstands ist. Darüber hinaus belasten die bei der Magnetisierung auftretenden sehr hohen Kräfte die Magnetisierköpfe mechanisch derart, daß die Magnetisierköpfe mit aufwendigen Halte- und Stützstrukturen versehen werden müssen.
Um das beschriebene Problem der Magnetisierung von miniaturisierten Magnetsystemen zu vermeiden, wird in der DE 195 33 120 A1 und der dazugehörigen Veröffentlichung in der Zeitschrift Feinwerktechnik und Mikrotechnik, Mikroelektronik (FuM) 106 (1998) 4, S. 194 ff., Carl Hanser Verlag, zur Bildung eines magnetischen Positionsgebers eine Magnetscheibe bzw. ein Code-Träger und ein Verfahren zu dessen Herstellung beschrieben, wobei der Code-Träger in zwei Teile mit einer Zahnstruktur am Umfang zerlegt wird. Beide Teile werden getrennt voneinander radial magnetisiert, ein Teil mit dem magnetischen Nordpol am Außenumfang, das andere mit dem Südpol außen. Beim Zusammenfügen beider Teile ergibt sich das gewünschte magnetische Wechselfeld. Nachteilig bei dieser Vorgehensweise ist, daß zum Zusammensetzen des Code-Trägers angespritzte Fügestrukturen hier in Form von Zahnstrukturen notwendig sind. Diese Fügestrukturen limitieren zu dem die weitere Miniaturisierung der Bauhöhe des Code-Trägers.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein mehrpoliges Magnetsystem bestehend aus mehreren Einzelmagnetbauteilen und ein Verfahren zur Herstellung dieser Einzelmagnetbauteile sowie ein Verfahren zur Montage der Einzelmagnetbauteile zu einem solchen Magnetsystem dahingehend zu verbessern, daß eine beliebige Polteilung genau und reproduzierbar herstellbar ist, wobei eine konventionelle Magnetisierungseinrichtung eingesetzt werden kann, und Magnetsysteme mit direkt aneinanderliegenden Einzelmagnetbauteilen herstellbar sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Magnetsysteme mit Haltebzw. Fügestrukturen derart herzustellen, daß dadurch nicht die Bauhöhe der Magnetsysteme erhöht wird.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß das zu fertigende Magnetsystem aus mehreren Einzelmagnetbauteilen hergestellt wird, wobei ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 16 zur abformtechnischen Herstellung und Magazinierung mindestens eines und vorzugsweise mehrerer Einzelmagnetbauteile verwendet wird, sowie das gesamte Magazin mit Einzelmagnetbauteilen gemeinsam in einer Magnetisierungseinrichtung aufmagnetisiert wird. Das Magazin wird durch die Merkmale gemäß den Ansprüchen 17 bis 28 beschrieben. Danach werden mit zwei erfindungsgemäßen Montageverfahren gemäß Ansprüchen 29 bis 34 bzw. Ansprüchen 37 und 38 die aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteile direkt aus dem Magazin zu einem mehrpoligen Magnetsystem montiert. Die durch diese Vorgehensweise bevorzugt zu bildenden Magnetsysteme werden in den Ansprüchen 37 bis 44 und den Ansprüchen 45 bis 47 beschrieben.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
Figur 1 a) eine Draufsicht und b) einen Schnitt eines aus mehreren Einzelmagnetbauteilen zusammengesetzten Magnetrings.
Figur 2 a) eine Draufsicht und b) einen Schnitt eines aus mehreren
Einzelmagnetbauteilen zusammengesetzten Magnetstreifens.
Figur 3 eine weitere Ausführungsform des Magnetstreifens.
Figur 4 a) eine Draufsicht und b) einen Schnitt eines aus zwei Magnetstreifen gemäß Figur 3 zusammengesetzten magnetischen Maßstabes.
Figur 5a-d abformtechnische Herstellung der Einzelmagnetbauteile gemäß Figur 1 bis 4.
Figur 6a-b abformtechnische Herstellung eines aus einem Träger und Einzelmagnetbauteilen bestehenden Magazins.
Figur 7 a) eine Draufsicht und b) einen Schnitt eines aus einem Träger und Einzelmagnetbauteilen bestehenden Magazins gemäß Figur 6.
Figur 8 a) axiale und b) diametrale gemeinsame Aufmagnetisierung der im Magazin gemäß Figur 7 zusammengefaßten Einzelmagnetbauteile.
Figur 9 a) eine Draufsicht und b) einen Ausschnitt und c) einen Schnitt des Ausschnitts eines Magazins mit axial in Nord-Südpol-Richtung aufmagnetisierten kreisringsegmentförmigen Einzelmagnetbauteilen.
Figur 10 a) eine Draufsicht und b) einen Ausschnitt und c) einen Schnitt des Ausschnitts eines Magazins mit axial in Süd-Nordpol-Richtung aufmagnetisierten kreisringsegmentförmigen Einzelmagnetbauteilen. Figur 11 a) eine Draufsicht und b) einen Schnitt eines Magazins mit axial in Süd- Nordpol-Richtung aufmagnetisierten quaderförmigen Einzelmagnetbauteilen.
Figur 12 einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform des Magazins mit axial in Süd-Nordpol-Richtung aufmagnetisierten quaderförmigen Einzelmagnetbauteilen, wobei eine Magnetfläche hergestellt wird.
Figur 13 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Magazins mit axial in Nord-Südpol-Richtung aufmagnetisierten quaderförmigen Einzelmagnetbauteilen und Ausnehmungen.
Figur 14 einen Schnitt eines Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform eines Magazins mit axial in Nord-Südpol-Richtung aufmagnetisierten quaderförmigen Einzelmagnetbauteilen und Ausnehmungen.
Figur 15 Montageroboter für die Vielfach-Montage von mehrpoligen Magnetsystemen.
Figur 16 Montage von mehreren Magnetringen aus Figur 1 auf einer Montageplatte mit zwei Magazinen mit Einzelmagnetbauteilen gemäß Figuren 9 und 10.
Figur 17 Montage eines Magazins mit mehreren Magnetringen aus Figur 1 mit einem Magazin mit Einzelmagnetbauteilen und Ausnehmungen und einem Magazin mit Einzelmagnetbauteilen gemäß Figuren 10.
Figur 18 Magazin mit mehreren Magnetringen gemäß Figur 1.
Figur 19 Montage von Magnetringen gemäß Figur 1 auf einer Montageplatte mit einem Magazin mit Einzelmagnetbauteilen.
Figur 20 Montage eines Magnetstreifens aus Figur 2 auf einer Montageplatte aus zwei Magazinen gemäß Figur 13.
Figur 21 Montage eines Magnetstreifens aus Figur 2 mit einem Magazin gemäß Figur 11 und einem Magazin gemäß Figur 13. Figur 22 Montage eines magnetischen Maßstabes aus Figur 4 mit zwei Magazinen gemäß Figur 11.
Die Figur 1a zeigt eine Draufsicht und 1b einen Schnitt eines aus mehreren aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 1 , 2 zusammengesetzten mehrpoligen Magnetsystems 3 in Form eines Magnetrings 4.
Die bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel mit einem Spritzprägeverfahren genau und reproduzierbar hergestellten Einzelmagnetbauteile 1 , 2 bestehen beide aus einem magnetisier- und abformbaren Dauermagnetmaterial, wie beispielsweise kunststoffgebundenem NdFeB-Material. Der Einsatz von kunststoffgebundenem NdFeB-Material ermöglicht die Abformung von dünnwandigen oder flachen Bauformen der Einzelmagnetbauteile 1 , 2. Die Einzelmagnetbauteile 1 , 2 weisen eine kreisringsegmentförmige Außenform 52 auf und sind gemäß Figur 1 im Magnetring 4 abwechselnd und direkt aneinanderliegend angeordnet. Die Dicke des Magnetringes 4 liegt bei etwa 300 μm. Auch denkbar ist der Einsatz anderer abformtechnischer Herstellungsverfahren, wie beispielsweise Spritzgießverfahren oder Formpressen. Als Magnetmaterial kann auch abformbares SmCo, beispielsweise kunststoffgebundenes SmCo, zum Einsatz kommen. Femer können die Einzelmagnetbauteile 1 , 2 auch aus Magnetmaterialien mit einer niedrigen Remanenzinduktion, wie beispielsweise aus Hartferriten auf Strontium- oder Barium- Basis, oder einem magnetisierbaren Material mit niedriger Koerzitivfeld stärke, wie beispielsweise AINiCo, bestehen.
Erfindungsgemäß werden die Einzelmagnetbauteile 1 , 2 in einer konventionellen Magnetisierungseinrichtung gemäß Figur 8 mittels Impulsmagnetisierung entlang ihrer Längs- oder Quererstreckung aufmagnetisiert. Die Einzelmagnetbauteile 1 , 2 sind beide gemäß der Ausschnittsvergrößerung in Figur 1c axial durchmagnetisiert, und zwar derart, daß die Einzelmagnetbauteile 1 in Nord-Südpol-Richtung aufmagnetisiert sind, wobei auch nachfolgend darunter verstanden wird, daß die Einzelmagnetbauteile 1 gemäß der Figur 1c auf der einen Stirnfläche 5a einen Nordpol und auf der anderen Stirnfläche 5b einen Südpol aufweisen. Entsprechend sind die Einzelmagnetbauteile 2 entgegengesetzt axial in Süd-Nordpol-Richtung polarisiert, d.h. sie weisen auf der Stirnfläche 5a einen Südpol und auf der Stirnfläche 5b einen Nordpol auf. Hierdurch ist der aus den Einzelmagnetbauteilen 1 , 2 zusammengesetzte Magnetring 4 auf beiden Stirnflächen 5a, 5b 8-polig und weist damit jeweils 4 Polpaare auf. Der Magnetring 4 dient als Läuferscheibe in einem in den beiden Patentanmeldungen DE 199 02 370 und DE 199 02 371 beschriebenen DC- Scheibenläufermotor. Durch die extrem flache Bauhöhe des Magnetrings 4 weist der Scheibenläufermotor lediglich eine Höhe von 1 , 4 mm bei einem Außendurchmesser von 12,8 mm auf. Die Drehmomentkonstante des Motors beträgt etwa 0,40 μNm/mA. Der Motor ist ohne weiteres einsetzbar für Umdrehungsgeschwindigkeiten von bis zu 20.000 min"1 bei gleichzeitig hoher Laufgüte.
Generell ist durch die erfindungsgemäße abformtechnische Herstellung der Einzelmagnetbauteile und deren separate Aufmagnetisierung eine beliebige Polteilung genau und reproduzierbar herstellbar. Ferner weist der Magnetring 4 keine platzaufwendigen Stütz- oder Haltestrukturen auf. Dies ermöglicht die weitere Miniaturisierung von Systemen in denen der Magnetring 4 zum Einsatz kommt, wie beispielsweise elektromagnetische Antriebe, insbesondere Hypridschrittmotoren und Scheibenläufermotoren, vergleiche hierzu Artikel „Kleine Kraftpakete - Strukturierbare dünne Magnetschichten" in der Zeitschrift F&M 107 (1999) 4, S. 24 ff. und Artikel „Optimierte Magnete für Hybridschrittmotoren" in F&M 106 (1998) 7-8, S. 503 ff. beide im Carl Hanser Verlag.
Die Figur 2a zeigt eine Draufsicht und 2b einen Schnitt eines aus mehreren aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 6, 7 zusammengesetzten mehrpoligen Magnetsystems 3 in Form eines Magnetstreifens 8. Die Einzelmagnetbauteile 6, 7 weisen eine quaderförmige Außenform 52 auf und sind im Magnetstreifen 8 abwechselnd und direkt aneinanderliegend angeordnet. Die Dicke des Magnetstreifens 8 liegt bei etwa 300 μm. Die Einzelmagnetbauteile 6, 7 sind beide axial aufmagnetisiert, wobei die Einzelmagnetbauteile 6 auf der in Figur 2 gezeigten Stirnfläche 9a des Magnetstreifens 8 einen Nordpol und die Einzelmagnetbauteile 7 einen Südpol aufweisen. Hierdurch ist der Magnetstreifen 8 sowohl auf der Stirnfläche 9a als auch auf der Stirnfläche 9b abwechselnd mit Nord- und Südpolen 19-polig polarisiert. Dieser aus Dauermagneten abwechselnder Polarität gebildete Magnetstreifen 8 kann als Dauermagnetkomponente beispielsweise in magnetischen Wegmeßsystemen zur Verkörperung des Längenmaßes eingesetzt werden.
Die Figur 3 zeigt einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform des aus Dauermagneten abwechselnder Polarität gebildeten Magnetstreifens 8. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Figur 2 sind die Einzelmagnetbauteile 6, 7 durch einen Träger 10 benachbart zueinander angeordnet. Der Träger 10 besteht aus einem Formstoff 34 und bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel aus Reaktionsgießharz. Ein anderes bevorzugtes Trägermaterial ist ein Thermoplastoder Elastomer-Kunststoff. Gemäß Figur 3 umfaßt der Träger 10 bzw. der Formstoff 34 die Einzelmagnetbauteile 6, 7 an ihren seitlichen Flächen 16a, b und 17a,b formschlüssig und es ist jeweils zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen 6, 7 Formstoff 34 angeordnet. Durch diese Ausführungsform werden die Einzelmagnetbauteile 6, 7 durch das Trägermaterial getrennt voneinander angeordnet, so daß Magnetsysteme 3 mit einem größeren Polabstand herstellbar sind. Das derart angeordnete Trägermaterial übernimmt aber auch eine Stütz- bzw. Haltefunktion zwischen je zwei Einzelmagnetbauteilen 6, 7 und verbessert hierdurch die mechanische Stabilität des Magnetstreifens 8, aber ohne das es zu einer größeren Bauhöhe kommt. Die notwendige mechanische Stabilität dieses Magnetstreifens 8 wird noch dadurch verbessert, daß der Träger 10 zusätzlich formschlüssig als äußere Einfassung 18 der Einzelmagnetbauteile 6, 7 ausgebildet ist. Die Einfassung 18 kann eine kreisringförmige, bandförmige oder dergleichen äußere Form aufweisen.
Die Figur 4a zeigt eine Draufsicht und 4b einen Schnitt eines aus zwei Magnetstreifen 8a, b zusammengesetzten magnetischen Maßstabes 12. Der Magnetstreifen 8a gemäß Figur 4b weist im Unterschied zum Magnetstreifen 8 aus Figur 3 nun lediglich in Süd-Nordpolrichtung aufmagnetisierte Einzelmagnetbauteile 7 auf, die durch den aus Formstoff 34 bestehenden Träger 10 beabstandet zueinander angeordnet sind. In gleicher Weise sind im Magnetstreifen 8b in Nord- Südpolrichtung aufmagnetisierte Einzelmagnetbauteile 6 zusammengefaßt. Der magnetische Maßstab 12 besteht gemäß Figur 4b aus den beiden aufeinander angeordneten Magnetstreifen 8a und 8b, wobei die Einzelmagnetbauteile 7 derart seitlich versetzt zu den Einzelmagnetbauteilen 6 angeordnet sind, daß der magnetische Maßstab 12 auf beiden Stirnflächen 13a, b abwechselnde Polarität aufweist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist der magnetische Maßstab 12 gemäß Figur 4a in Draufsicht auf die Stirnfläche 13a nebeneinander angeordnete Südpole der im Magnetstreifen 8a angeordneten Einzelmagnetbauteile 7 und jeweils dazwischen und in einem Schnitt dargestellte Nordpole der im Magnetstreifen 8b angeordneten Einzelmagnetbauteile 6 auf. Durch diese Anordnung der Einzelmagnetbauteile 6, 7 erzeugt der magnetische Maßstab 12 entlang der Stirnfläche 13a einen sich alternierend ändernden magnetischen Fluss. Damit kann der magnetische Maßstab 12 beispielsweise in rotationsymmetrischer Form an eine Motorwelle gekoppelt werden und als Encoder dienen. Andererseits kann der magnetische Maßstab 12 auch in einem Linearversteller zur Verkörperung des Längenmaßes dienen und so eine Längenmessung ermöglichen. Bei der in Figur 4a und 4b dargestellten Ausführungsform sind beide Enden 14a, b des magnetischen Maßstabes 12 durch nichtmagnetisches Trägermaterial in Form einer Stufe 15 ausgebildet. Diese Stufen 15 ermöglichen ein seitliches Erfassen des magnetischen Maßstabes 12, und zwar ohne das die Einzelmagnetbauteile 6, 7 berührt werden müssen. Selbstverständlich können die beiden Enden 14a, b des magnetischen Maßstabes 12 aber auch ohne Stufe 15 als senkrechte Abschlüsse ausgebildet sein.
Die Figuren 5a bis 5d stellen ein Spritzprägeverfahren als ein bevorzugtes Verfahren zur abformtechnischen Herstellung der Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 gemäß Figuren 1 bis 4 dar. Die Figur 5a zeigt schematisch den Aufbau eines Spritzprägewerkzeuges 19. Das Spritzprägewerkzeug 19 weist eine obere Werkzeughälfte 20 und eine untere Werkzeughälfte 21 mit jeweils einem Schließanschlag 22a, b auf. In der in Figur 5a dargestellten Öffnungsstellung des Spritzprägewerkzeuges 19 sind die beiden Schließanschläge 22a, b voneinander getrennt. Zur Abformung einer Vielzahl von Einzelmagnetbauteilen 1 , 2, 6, 7 auf eine Grundplatte 23, wie dies die Figuren 5b bis 5d zeigen, weist die obere Werkzeughälfte 20 einen Formeinsatz 24 mit mehreren Kavitäten 25 auf. Die untere Werkzeughälfte 21 weist hierzu einen Angußkanal 27 mit einer konisch geformten Angußspitze 28 und einer Spritzdüse 29 zum Einspritzen bzw. Einfüllen eines magnetisierbaren Materials 26 in den Formeinsatz 24 auf, wie dies die Figuren 5a, b zeigen. Die Spritzdüse 29 ist mittig zur Angußspitze 28 und zum Formeinsatz 24 ausgerichtet. Gemäß Figur 5a wird das magnetisierbare Material 26 zunächst in Form einer Blase 30 in den Formeinsatz 24 eingefüllt.
In der in Figur 5b dargestellten Schließstellung des Werkzeuges 19 fährt die untere Werkzeug hälfte 21 in die obere Werkzeughälfte 20 soweit ein, bis die beiden Schließanschläge 22a, b aufeinander liegen. Hierdurch wird zum einen das magnetisierbare Material 26 in die Kavitäten 25 eingepreßt. Zum anderen dringt die Spritzdüse 29 in die Angußspitze 28 vor und dichtet diese ab. Dies ermöglicht einen kleinvolumigen Anguß bzw. eine definierte Trennung des magnetisierbaren Materials 26 von der im Formeinsatz 24 abgeformten Grundplatte 23.
Ein ganz besonderer Gedanke der Erfindung besteht darin, daß der durch die abformtechnische Herstellung der Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 durch den Formeinsatz 24 vorgegebene Ordnungszustand auf die Anordnung der Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 auf der Grundplatte 23 übertragen wird. Hierdurch wird erreicht, daß dieser Ordnungszustand und damit die fixierte Lage verschiedener Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 zueinander für die gesamte weitere Behandlung der Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7, nämlich für die abformtechnische Herstellung eines Magazins 40 mit Einzelmagnetbauteilen 1 , 2, 6, 7, deren Magnetisierung und deren Montage zu einem Magnetsystem 3, wie beispielsweise dem Magnetring 4 oder dem Magnetstreifen 8, erhalten bleibt. Die Figur 5c zeigt hierzu einen Schnitt und die Figur 5d eine Draufsicht auf die aus dem Spritzprägewerkzeug 19 entformte Grundplatte 23 mit mehreren darauf angeordneten kreisringsegmentförmigen Einzelmagnetbauteilen 1 , 2. Gemäß Figur 5d ist die Grundplatte 25 in einem äußeren Format eines Wafers 31 mit beispielsweise 3, 4, 5, oder 6 Zoll ausgebildet. Hierdurch wird die Nutzung der Handhabungs- und Zuführtechnik aus der Halbleiterindustrie ermöglicht.
Ein weiterer besonderer Gedanke der Erfindung besteht darin, daß die Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 auf der Grundplatte 23 bereits derart ausgerichtet gemäß Figur 5d in Gruppen 32 angeordnet sind, daß sie nach deren Magazinierung und Magnetisierung in dieser Gruppenanordnung direkt zu einem Magnetsystem 3 montiert werden können.
Die Figuren 6a und 6b zeigen die abformtechnische Herstellung eines aus einem Träger 10 und Einzelmagnetbauteilen 1 , 2, 6, 7 bestehenden Magazins 40. In der Figur 6a ist ein Reaktionsgießverfahren als ein bevorzugtes Verfahren zur abformtechnischen Herstellung des Magazins 40 mit Einzelmagnetbauteilen 1 , 2, 6, 7 gemäß Figuren 1 bis 4 dargestellt. Gemäß Figur 6a wird zunächst die Grundplatte 23 mit darauf angeordneten Einzelmagnetbauteilen 1 , 2 seitlich mit einem Überstand in einer Gießwanne 33 eingefaßt. Danach werden die Einzelmagnetbauteile 1 , 2 von oben mit dem den Träger 10 bildenden und sich verfestigenden Reaktionsgießharz 34 eingegossen. Hierdurch wird erreicht, daß der durch den Formeinsatz definierte und auf die Grundplatte 23 übertragene Ordnungszustand und die fixierte Lage der Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 im Magazin 40 zueinander erhalten bleibt. Nach dem der Harz 34 sich verfestigt hat, wird die Basisplatte 23 mit darauf eingegossenen Einzelmagnetbauteilen 1 , 2 aus der Gießwanne 33 heraus genommen und gemäß Figur 6b auf eine Vakuumhalteplatte 35 angeordnet, um den Überstand 36 des Harzes 34 über den Einzelmagnetbauteilen 1 , 2 und die Basisplatte 23 durch Abf rasen zu beseitigen.
Alternativ kann die Herstellung der Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 und des Magazins 40 auch mit einem Zweikomponenten-Spritzgußverfahren erfolgen. Hierzu wird vorzugsweise ein Spritzgußwerkzeug verwendet, wie es bereits in den Figuren 2 bis 4 der Patentanmeldung DE 199 26 181 beschrieben wurde. Generell wird hierdurch ermöglicht, daß die Reihenfolge der Herstellung des Magazins 40 und der Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 je nach Ausgestaltung der Einzelmagnetbauteile und des Magazins frei wählbar ist. Damit kann auch zunächst das Magazin 40 und dann die Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 beispielsweise in zwei direkt aufeinanderfolgenden Abformprozessen hergestellt werden. Hierdurch kann sowohl die beim Reaktionsgießverfahren zum Einsatz gekommene Grundplatte 23, als auch die Notwendige mechanische Nachbehandlung gemäß Figur 6b zur Herstellung des Magazins 40 entfallen.
Die Figur 7a zeigt eine Draufsicht und 7b einen Schnitt des so hergestellten Magazins 40 mit mehreren Einzelmagnetbauteilen 1 , 2. Die Einzelmagnetbauteile 1 , 2 sind bei der hier dargestellten Ausführungsform des Magazins 40 durch den Formstoff 34 an ihren gesamten seitlichen Flächen 37 formschlüssig umfaßt, d.h. auch zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen 1 , 2 ist Formstoff 34 angeordnet. Durch diese Ausführungsform ist ein der Bauhöhe der Einzelmagnetbauteile 1 , 2 entsprechend flaches Magazin 40 mit mehreren aus kunststoffgebundenem NdFeB-Material bestehenden Einzelmagnetbauteilen 1 , 2, 6, 7 realisiert. Ferner zeigt der Vergleich mit Figur 5c, daß die Anordnung der Einzelmagnetbauteile 1 , 2 in Gruppen 32 auch im Magazin 40 erhalten bleibt. Der Vorteil, daß die Einzelmagnetbauteile 1 , 2 nun lediglich an ihren seitlichen Flächen 37 durch den Formstoff 34 umfaßt werden, und nicht wie in Figur 5c auf der Grundplatte 23 aufsitzen, besteht darin, daß die Einzelmagnetbauteile 1 , 2 so bei der Montage durch einfaches Ausdrücken dem Magazin 40 entnommen werden können.
In der Figur 8 ist eine konventionelle Magnetisierungseinrichtung 38 mit großen Magnetisierspulen 39 dargestellt, wie sie für die Aufmagnetisierung aller im Magazin 40 gemäß Figur 7 zusammengefaßten Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 verwendet wird. Der besondere Vorteil dieser erfindungsgemäßen Aufmagnetisierung besteht darin, daß alle im Magazin 40 zusammengefaßten Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 gemeinsam mit einer Spule mit einer vorgegebenen Polarisierung durchmagnetisiert werden können, und zwar unabhängig von der Bauform der Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7. Ferner kann durch eine entsprechende Dimensionierung der Magnetisierspulen 39 erreicht werden, daß lediglich die in einem Bereich des Magazins 40, wie beispielsweise einer Hälfte des Magazins 40, angeordneten Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 in gleicher Richtung aufmagnetisiert werden. Hierdurch ist beispielsweise ermöglicht, daß in Draufsicht auf ein Magazin 40 die eine Hälfte des Magazins 40 Nordmagnetpole und die andere Hälfte des Magazins 40 Südmagnetpole aufweist. In Figur 8a ist eine axiale Aufmagnetisierung aller Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 im Magazin 40 dargestellt, so daß hierdurch die Einzelmagnetbauteile auf beiden Stirnflächen entgegengesetzt polarisiert sind. Die Figur 8b zeigt eine diametrale Aufmagnetisierung aller Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 im Magazin 40, so daß hierdurch die Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 auf gegenüberliegenden Seitenflächen entgegengesetzt polarisierbar sind. Der besondere Vorteil dieser erfindungsgemäßen Aufmagnetisierung der Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7, die im zu bildenden Magnetsystem 3 den Magnetsegmenten entsprechen, besteht im Vergleich zu einer Aufmagnetisierung eines kompletten Magnetsystems 3, wie beispielsweise dem Magnetring 4 in Figur 1 , darin, daß die Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 vollständig durchmagnetisiert werden können. Hierdurch wird insbesondere ein Abfall des Magnetfeldes in den Randbereichen der Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 verhindert. Hierdurch wird auch erreicht, daß der Magnetfeldabfall in benachbarten Magnetsegmenten im Magnetsystem 3 lediglich durch das Zusammensetzen der entgegengesetzt aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteile 1 und 2 bzw. 6 und 7 bestimmt ist. Ferner wird eine weitere Miniaturisierung der mit den Einzelmagnetbauteilen 1 , 2, 6, 7 zu bildenden Magnetsysteme 3, 4, 8, 12 ermöglicht, da auch abformtechnisch gefertigte kleinste Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 vollständig aufmagnetisiert werden können.
Die Figuren 9 bis 13 zeigen verschiedene Ausführungsformen des Magazins 40 mit darin zusammengefassten Einzelmagnetbauteilen 40, die den Magnetsegmenten im zu bildenden Magnetsystem 3 entsprechen.
In Figur 9a ist eine Draufsicht und 9b ein Ausschnitt und 9c ein Schnitt dieses Ausschnitts eines Magazins 40 mit mehreren in Draufsicht axial in Nord-Südpol- Richtung aufmagnetisierten kreisringsegmentförmigen Einzelmagnetbauteilen 1 dargestellt. Die Figur 10 wiederholt die Darstellung von Figur 9, wobei nun ein Magazin 40 mit mehreren in Draufsicht axial in Süd-Nordpol-Richtung aufmagnetisierten kreisringsegmentförmigen Einzelmagnetbauteilen 2 dargestellt ist. Der Vergleich der Ausrichtungen der Einzelmagnetbauteile 1 in Figur 9 mit den Einzelmagnetbauteile 2 in Figur 10, insbesondere in den Ausschnittsvergrößerungen in Figur 10b und Figur 9b zeigt, daß die Einzelmagnetbauteile 1 , 2 jeweils in Gruppen 32 derart komplementär zueinander auf einem Kreisring angeordnet sind, daß sie nachfolgend direkt zu einem mehrpoligen Magnetring 4 gemäß Figur 1 zusammengesetzt werden können. Die Figuren 9c und 10c zeigen die axiale Aufmagnetisierung der in der Gruppe 32 angeordneten Einzelmagnetbauteile 1 , 2. Die Figur 11 a zeigt eine Draufsicht und 11 b einen Schnitt eines Magazins 40 mit axial in Süd-Nordpol-Richtung aufmagnetisierten quaderförmigen Einzelmagnetbauteilen 7. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Einzelmagnetbauteile 7 derart beabstandet zueinander im Magazin 40 angeordnet, daß zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen 7 der Träger 10 bzw. Formstoff 34 angeordnet ist. Ferner sind jeweils 10 Einzelmagnetbauteile 7 parallel zueinander in einem Magnetstreifen 8a gemäß Figur 4b angeordnet. Das Magazin 40 weist um jeweils einen Magnetstreifen 8a eine rechteckig um die Einzelmagnetbauteile 7 angeordnete Einfassung 18' aus magnetisierbarem Material 26 auf. Diese Anordnung der Einfassung 18' ermöglicht, daß der Magnetstreifen 8a als ganzes, also mit allen 10 Einzelmagnetbauteilen 7 aus dem Magazin 40 herausgelöst werden kann. Nach der Entnahme des Magnetstreifens 8a aus dem Magazin 40 wird üblicherweise die aus magnetisierbarem Material 26 bestehende Einfassung 18' vom Magnetstreifen 8a abgelöst, so daß dann die Einzelmagnetbauteile 7 durch eine aus Formstoff 34 bestehende Einfassung 18 zusammengefaßt werden. Mit dem Magnetstreifen 8a sind insbesondere Magnetsysteme 3 mit einer größeren Polteilung oder auch mehrlagige Magnetschichtsysteme 3, wie beispielsweise der in Figur 4 dargestellte magnetische Maßstab 12 herstellbar. Gemäß Figur 11b umfaßt der Formstoff 34 die Einzelmagnetbauteile 7 bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel an ihren seitlichen Flächen formschlüssig, so daß der Träger 10 und die Einzelmagnetbauteile 7 mit gleicher Bauhöhe ausgeführt sind. Eine weitere nicht bildlich dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magazins 40 mit Einzelmagnetbauteilen 1 , 2, 6, 7, besteht darin, daß der Formstoff 34 die Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 zumindest an Teilen ihrer äußeren Flächen, wie beispielsweise an zumindest Teilen ihrer Stirnflächen, als Träger 10 umfaßt. Hierdurch werden die Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 zum Schutz zumindest an Teilen ihrer Stirnflächen von Formstoff 34 überdeckt. Diese Ausführungsform kommt vorzugsweise dann zu Anwendung, wenn dem Magazin 40 nicht einzelne Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 sondern ganze Magnetsysteme 3, wie beispielsweise der Magnetstreifen 8a, zur Herstellung beispielsweise eines magnetischen Maßstabs 12 entnommen werden. Hierbei kann der Formstoff 34 auf der Stirnfläche eines Einzelmagnetbauteils 1 , 2, 6, 7 auch als Verbindungsmittel zum Anordnen eines weiteren Magnetsstreifens ausgeführt sein, ohne das hierdurch die Bauhöhe des magnetischen Maßstabs 12 erhöht wird.
Die Figur 12 zeigt einen Schnitt eines Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform des Magazins 40 mit axial in Süd-Nordpol-Richtung aufmagnetisierten quaderförmigen Einzelmagnetbauteilen 7. Bei dieser Ausführungsform sind im Unterschied zur Darstellung in Figur 11 b die Einzelmagnetbauteile 7 und der Träger 10 mit unterschiedlichen Bauhöhen hergestellt. Hierdurch wird erreicht, daß der Träger 10 lediglich mit Teilen der seitlichen Flächen 17a, b der Einzelmagnetbauteile 7 in Haftkontakt hergestellt ist. Durch diesen verminderten Haftkontakt wird der Lösevorgang des Magnetstreifens 8a aus dem Magazin 40 erleichtert. Ferner wird durch diese Ausführungsform des Magazins 40 auch der Lösevorgang bei der Entnahme der Einzelmagnetbauteile 7 aus dem Magazin 40 erleichtert. Für die Herstellung dieser Ausführungsform des Magazins 40 wird vorzugsweise ein Zweikomponenten-Spritzgießverfahren zur Herstellung des Trägers 10 und der Einzelmagnetbauteile 7 verwendet. Generell wird der Aufbau von mehrpoligen Magnetflächen 3 aus mehreren versetzt angeordneten Einzelmagnetbauteilen 7 ermöglicht, wie dies die Figur 12 schematisch veranschaulicht. Zum Aufbau dieser Magnetfläche 3 wird beispielsweise zwischen zwei aus dem Träger 10 herausstehenden und benachbarten Einzelmagnetbauteilen 7 ein weiteres Einzelmagnetbauteil 6 eingesetzt. Diese Vorgehensweise wird wiederholt bis eine ausreichend große schachbrettartige aus Nord- und Südmagnetpolen bestehende Magnetfläche 3 hergestellt ist.
Die Figur 13 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Magazins 40 mit axial in Nord-Südpol-Richtung aufmagnetisierten quaderförmigen Einzelmagnetbauteilen 6 und Ausnehmungen 11. Im Vergleich zur Darstellung in Figur 11 ist hier nur ein Ausschnitt des Magazins 40 in Form eines Magnetstreifens 8c dargestellt. Bei diesem Magnetstreifen 8c sind lediglich Einzelmagnetbauteile 6 derart benachbart zueinander angeordnet, daß zwischen zwei Einzelmagnetbauteilen 6 jeweils eine Ausnehmung 11 angeordnet ist. Die Einzelmagnetbauteile 6 werden durch den als bandförmige Einfassung 18 ausgebildeten Träger 10 zusammengefasst.
Die Figur 14 zeigt einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform eines Magazins 40 mit axial in Nord-Südpol-Richtung aufmagnetisierten quaderförmigen Einzelmagnetbauteilen 6 und Ausnehmungen 11 , wobei nur ein Ausschnitt des Magazins 40 in Form eines Magnetstreifens 8d dargestellt ist. Im Unterschied zum in Figur 13 dargestellten Magnetstreifen 8d sind zwischen zwei Einzelmagnetbauteilen 6 jeweils in Folge Formstoff 34, dann eine Ausnehmung 11 und wieder Formstoff 34 angeordnet.
Die Figuren 15 bis 21 zeigen verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Montageverfahrens zur Herstellung eines Magnetsystems 3. Der gemeinsame Gedanke hierbei besteht darin, daß zur Herstellung des Magnetsystems 3 mindestens ein Magazin 40 verwendet wird, und die Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7, die den Magnetsegmenten im zu bildenden Magnetsystem 3 entsprechen, aus dem Magazin 40 direkt in die Montageposition auf einem Träger 10 derart positioniert werden, daß ein mehrpoliges Magnetsystem 3, wie beispielsweise der Magnetring 4, der Magnetsstreifen 8 oder der magnetische Maßstab 12, mit auf beiden Stirnflächen abwechselnder Polarität entsteht.
Die Figur 15 zeigt einen Montageroboter 41 , der für eine besonders bevorzugte Vielfach-Montage der Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 aus dem Magazin 40 zur Herstellung des Magnetsystemen 3 verwendet wird. Hierzu weist der Montageroboter 41 zum Ausdrücken der Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 aus dem Magazin 40 in die Montageposition auf dem Träger 10 einen Ausdruckstempel 51 mit Ausdrückstiften 51a und als Auflage für das Magazin 40 eine Auflageplatte 42 auf. In der Auflageplatte 42 ist direkt unterhalb des Ausdruckstempels 51 ein ambossartiger Haltestempel 43 angeordnet. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Läuferscheibe des Scheibenläufermotors aus den beiden Patentanmeldungen DE 199 02 370 und DE 199 02 371 hergestellt. Hierzu wird in einer bevorzugten Ausführungsform zunächst das Magazin 40 gemäß Figur 9 mit in Nord-Südpol- Richtung aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 1 der Auflageplatte 42 durch Auflegen oder per Laufband zugeführt. Ferner wird der Träger 10 in Form des Motordeckels 44 des Scheibenläufermotors dem Ausdruckstempel 42 direkt gegenüberliegend unterhalb des Magazins 40 auf einem Führungsbolzen 45 des ambossartigen Haltestempels 43 angeordnet.
Nachfolgend wird der Ausdruckstempel 51 beispielsweise pneumatisch in Pfeilrichtung gemäß Figur 15 abgesenkt und mittels den Ausdrückstiften 51a die gesamte in der Ausschnittsvergrößerung in Fig. 9b dargestellte Gruppe 32 von Einzelmagnetbauteilen 1 auf den Motordeckel 44 ausgedrückt. Um nach dem Ablösen der Einzelmagnetbauteile 1 vom Magazin 40 ein Verkippen der Einzelmagnetbauteile 1 zu verhindern, kann die Bewegung des Ausdruckstempels 51 mit einer entgegengesetzten Bewegung des Haltestempels 43 derart synchronisiert werden, daß ein Ausdrücken der Einzelmagnetbauteile 1 mit ständigem Bauteilekontakt kraft- und/oder formgeführt ermöglicht ist. Hierdurch entsteht auf dem Motordeckel 44 ein Magnetring 3, bei dem zwischen zwei Einzelmagnetbauteilen 1 jeweils eine Lücke angeordnet ist. Nachfolgend wird der Ausdruckstempel 51 wieder angehoben und ein Magazin 40 gemäß Figur 10 mit in Süd-Nordpol-Richtung aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 2 der Auflageplatte 42 derart ausgerichtet zugeführt, daß die komplementär zu den Einzelmagnetbauteilen 1 in Gruppen 32 angeordneten Einzelmagnetbauteile 2 direkt in die verbleibenden Lücken des Magnetringes 3 auf dem Motordeckel 44 ausgedrückt werden können. Der Motordeckel 44 weist zur Fixierung der Einzelmagnetbauteilen 1 , 2 eine Klebeschicht 46 auf. Schließlich wird die Läuferscheibe bestehend aus dem Motordeckel 44 mit darauf fixiertem Magnetring 3 von unterhalb des Ausdruckstempels 51 wegbefördert und die nächste Läuferscheibe hergestellt.
Die Figur 16 veranschaulicht und wiederholt das zuvor beschriebene Montageverfahren aus zwei Magazinen mit Einzelmagnetbauteilen gemäß Figuren 9 und 10 zur Herstellung eines Magnetrings 3 aus Figur 1. Hierbei wird als Träger 10 zur Fixierung der Einzelmagnetbauteile 1 , 2 eine vorzugsweise weichmagnetische Montageplatte 47 verwendet. Hierdurch kann die Klebeschicht 46 entfallen.
Die Figur 17 zeigt eine andere Ausführungsform des Montageverfahrens zur Herstellung von Magnetringen 3. Hierbei wird ein Magazin 40 gemäß Figur 9 mit in Gruppen 32 angeordneten Einzelmagnetbauteilen 2 verwendet. Als Träger 10 dient ein Magazin 40 mit in Gruppen angeordneten Einzelmagnetbauteilen 1 , bei dem gemäß Figur 13 zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen 1 mindestens eine Ausnehmungen 11 angeordnet ist. Zur Herstellung des Magnetringes 3 werden die Einzelmagnetbauteile 2 mit den Ausdrückstiften 51a des Montageroboters 41 direkt in die Ausnehmungen 11 ausgedrückt. Hierdurch entsteht gemäß Figur 18 ein Magazin 50, daß aus verfestigendem Formstoff 34, vorzugsweise Reaktionsharz 34a oder Kunststoff besteht, der eine Vielzahl von aus Einzelmagnetbauteilen 1 , 2 bestehende Magnetringe 3 zumindest an Teilen einer seitlichen Flächen umfaßt.
Die Figuren 19a bis c zeigen die Montage von Magnetringen 3 aus Figur 1 auf einer weichmagnetischen Montageplatte 47, wobei lediglich ein Magazin 40 verwendet wird. Gemäß Figur 19a weist dieses Magazin 40 auf der mit einem Markierungszeichen 48 gekennzeichneten erste Hälfte des Magazins 40 lediglich in Nord-Südpol-Richtung aufmagnetisierte Einzelmagnetbauteilen 1 und auf der mit einem weiteren Markierungszeichen 49 gekennzeichneten zweiten Hälfte lediglich in Süd-Nordpol-Richtung aufmagnetisierte Einzelmagnetbauteilen 2 auf. Mit dem Montageroboter 41 werden zunächst die in der ersten Hälfte in einer Gruppe 32 angeordneten Einzelmagnetbauteile 1 auf die Montageplatte 47 ausgedrückt und fixiert. Nachfolgend wird das Magazin 40, wie ein Vergleich von Figur 18a und 18b zeigt, um 180° gedreht. Danach werden die gemäß Figur 18b in Süd-Nordpol- Richtung aufmagnetisierten und in einer Gruppe 32 angeordneten Einzelmagnetbauteile 2 auf die Montageplatte 47 ausgedrückt. Hierdurch entstehen mehrere Magnetringe 3 auf der Montageplatte 47, wie dies die Figur 19c zeigt.
Die Figur 20 zeigt die Herstellung eines Magnetstreifens 8 gemäß Figur 2. Hierzu werden zwei Magazine 40 gemäß Figur 13 mit zum einen in Magnetstreifen 8c angeordneten in Nord-Südpol Richtung aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 6 und zum anderen in Magnetstreifen 8c angeordneten in Süd-Nordpol Richtung aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 7 nacheinander dem Montageroboter 41 zugeführt. Zunächst werden mittels den Ausdrückstiften 51a alle Einzelmagnetbauteile 6 aus dem zugehörigen Magnetstreifen 8c auf den hier nicht dargestellten Träger ausgedrückt, und gegebenenfalls mit einem Kleber fixiert. Hierdurch entsteht zunächst ein Magnetstreifen 8, bei dem zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen 6 eine Lücke angeordnet ist. Danach werden die Einzelmagnetbauteile 7 aus dem zugehörigen Magnetstreifen 8c gemäß Figur 13 auf den Träger und in diese Lücken ausgedrückt. Hierdurch entsteht der Magnetstreifen 8 mit direkt aneinanderliegenden Einzelmagnetbauteilen 6, 7, wie er in Figur 20 dargestellt ist.
Die Figur 21 zeigt, daß mit einem Magnetstreifen 8c gemäß Figur 21 b, der jeweils eine Ausnehmung 11 zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen 7 und eine Einfassung 18 in Form des Träger 10 aufweist, ein mehrpoliger Magnetstreifen 8 gemäß Figur 21c mit direkt aneinanderliegenden Einzelmagnetbauteilen 6, 7 und äußerer Einfassung 18 hergestellt werden kann. Hierzu weist der Magnetstreifen 8c bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 21 b' eine Bodenplatte 53 auf. Auf diese Bodenplatte 53 und in die Ausnehmungen 11 werden nachfolgend Einzelmagnetbauteile 6 eingesetzt, die gemäß Figur 21 a in einem Magnetstreifen 8b angeordnet sind. Nachfolgend wird die Bodenplatte 53 beispielsweise durch Abfräsen beseitigt, so daß der in Figur 21c dargestellte mehrpolige Magnetstreifen 8 mit direkt aneinanderliegenden Einzelmagnetbauteilen 6, 7 und äußerer Einfassung 18 entsteht.
Schließlich zeigt die Figur 22 die Montage eines magnetischen Maßstabes 12 aus Figur 4. Hierzu werden zwei Magazine 40 gemäß Figur 11 mit darin angeordneten Magnetstreifen 8a, b mit zum einen durch Formstoff 34 voneinander getrennten in Nord-Südpol Richtung axial aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 6 und zum anderen entsprechend angeordneten in Süd-Nordpol Richtung axial aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 7 verwendet. Die beiden Magnetstreifen 8a, b werden gemäß Figur 22 derart aufeinander angeordnet, daß die Einzelmagnetbauteile 7 seitlich versetzt zu den Einzelmagnetbauteilen 6 derart angeordnet werden, daß ein magnetischer Maßstab 12 mit auf beiden Stirnflächen 13a, b abwechselnder Polarität entsteht.
Der Magnetstreifen 8 gemäß Figur 3 wird hergestellt, indem ein Magazin 40 gemäß Figur 14 mit Einzelmagnetbauteilen 6 verwendet wird, bei dem zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen 6 jeweils in Folge Formstoff 34, dann eine Ausnehmung 11 und wieder Formstoff 34 angeordnet ist. Nachfolgend werden in diese Ausnehmungen 11 Einzelmagnetbauteile 7 eingedrückt. Hierzu wird beispielsweise ein Magazin 40 gemäß Figur 11 mit Einzelmagnetbauteilen 7 verwendet, bei dem der Abstand zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen 7 dem Abstand der Ausnehmungen 11 angepaßt ist.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Herstellung eines Magnetsystems 3 aus mehreren Einzelmagnetbauteilen 1 , 2, 6, 7, die in einem Magazin 40 mit fixierter Lage zueinander angeordnet sind, besteht darin, daß sich extrem flache mehrpolige Magnetsysteme 3 gemäß den Figuren 1 bis 4 herstellen lassen. Beispielsweise können hierdurch extrem flache mehrpolige Magnetringe 4 gemäß Figur 1 oder Magnetstreifen 8 gemäß Figur 2 mit direkt aneinanderliegenden Einzelmagnetbauteilen 1 , 2 bzw. 6, 7 hergestellt werden. Der besondere Vorteil dieser Magnetsysteme 3 ist, daß keine Stütz- oder Haltestrukturen zwischen den die Magnetsegmente bildenden Einzelmagnetbauteilen 1 , 2, 6, 7 angeordnet sind. Hierdurch wird eine besonders hohe Integrationsdichte von Einzelmagnetbauteilen 1 , 2, 6, 7 im Magnetsystem 3 mit nahezu beliebig kleinem Polabstand ermöglicht, wobei erfindungsgemäß lediglich die Montagetoleranz der Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 bei der Herstellung des Magnetsystems 3 begrenzend ist. Erfindungsgemäß ist diese Montagetoleranz aber bereits auf ein sehr geringes Maß reduziert, da zum einen die Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 erfindungsgemäß im Magazin 40 mit der durch den bei der abformtechnischen Herstellung zum Einsatz kommenden Formeinsatz definierten Lage der Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 zueinander zusammengefaßt sind. Zum anderen sind erfindungsgemäß die Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 derart in Gruppen zueinander angeordnet, daß sie gemeinsam in dieser Gruppenanordnung direkt aus dem Magazin 40 entnommen und in das Magnetsystem 3 montiert werden können. Damit wird die Montagetoleranz lediglich von der Genauigkeit der Überführung bzw. der Montage der Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 aus dem Magazin 40 in das Magnetsystem 3 bestimmt. Ein weiterer genereller Vorteil der Erfindung ist, daß die in einem Magazin 40 in einer Vielzahl zusammengefassten Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 gemeinsam in einer konventionellen Magnetisierungseinrichtung vollständig durchmagnetisiert werden können. Hierdurch werden insbesondere auch Verluste, die bei der mehrpoligen Aufmagnetisierung eines kompletten mehrpoligen Magnetsystems, wie beispielsweise einem mehrpoligen Magnetring, durch Überlagerung der Spulenwicklungen der Magnetisierungsvorrichtung mit den Magnetsegmenten verursacht werden, vermieden.
Mit den erfindungsgemäßen Einzelmagnetbauteilen 1 , 2, 6, 7 bzw. den erfindungsgemäßen Magazinen 40 mit Einzelmagnetbauteilen 1 , 2, 6, 7 können erfindungsgemäß auch extrem flache mehrpolige Magnetsysteme 3 gemäß Figur 3 hergestellt werden, bei denen zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen 6, 7 ein aus Formstoff 34 bestehender Träger 10 angeordnet ist. Dieser Träger dient hier lediglich als laterale Stütz- oder Haltestruktur, wobei die Bauhöhe des Magnetsystems 3 hierdurch nicht vergrößert wird. Durch diese Anordnung des Trägers 10 wird auch ein größerer Polabstand zwischen den Einzelmagnetbauteilen 1 , 2, 6, 7 erreicht, der bei bestimmten Magnetsystemen 3 durchaus erwünscht sein kann.
Ferner können erfindungsgemäß auch weitere flache mehrpolige Magnetsysteme 3, wie die beispielhaft bei Figur 12 beschriebene schachbrettartige Magnetfläche 3, hergestellt werden. Darüber hinaus können erfindungsgemäß mittels den flachen erfindungsgemäßen Magnetsystemen 3 auch dreidimensionale Magnetkörper 3, wie beispielsweise der magnetische Maßstab 12 gemäß Figur 4 hergestellt werden. Erfindungsgemäß können die Einzelmagnetbauteile 1 , 2, 6, 7 auch aus einem zugehörigen Magazin 40 herausgelöst und dann zu einem dreidimensionalen Magnetkörper 3 aufgeschichtet werden.
Bezugszeichen:
1 Einzelmagnetbauteil
2 Einzelmagnetbauteil
3 Magnetsystem
4 Magnetring
5a,b Stirnfläche
6 Einzelmagnetbauteil
7 Einzelmagnetbauteil
8 Magnetstreifen
8a,b,c,d Magnetstreifen
9a,b Stirnfläche
10 Träger
11 Ausnehmung
12 magnetischer Maßstab
13a,b Stirnfläche
14a, b querseitiges Ende
15 Stufe
16a, b seitliche Fläche
17a, b seitliche Fläche
18, 18' Einfassung
19 Sp tzprägewerkzeug
20 obere Werkzeughälfte
21 untere Werkzeug h äffte
22a, b Schließanschlag
23 Grundplatte
24 Formeinsatz
25 Kavität
26 magnetisierbares Material
27 Angußkanal
28 Angußspitze
29 Spritzdüse
30 Blase
31 Wafer
32 Gruppe mit Einzelmagnetbauteilen
33 Gußwanne
34 Formstoff
34a Reaktionsharz Vakuumhalteplatte
Überstand seitliche Fläche
Magnetisierungseinrichtung
Spulen
Magazin
Montageroboter
Auflageplatte
Haltestempel
Motordeckel
Führungsbolzen
Klebeschicht
Montageplatte
Markierungszeichen weiteres Markierungszeichen
Magazin
Ausdruckstempel
Ausdrückstifte
Außenform
Bodenfläche

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur abformtechnischen Herstellung und Magazinierung mindestens eines Einzelmagnetbauteiles,
gekennzeichnet durch folgende Prozeßschritte:
a. Formgebung mindestens eines Einzelmagnetbauteils (1 , 2, 6, 7) aus einem magnetisierbaren Material (26),
b. Umgeben des Einzelmagnetbauteiles (1 , 2, 6, 7) mit einem sich verfestigenden Formstoff (34) derart, daß der Formstoff das Einzelmagnetbauteil (1 , 2, 6, 7) zumindest an Teilen seiner äußeren Flächen (16a-b, 17a-b, 37) als Träger (10) umfaßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Formstoff das Einzelmagnetbauteil (1 , 2, 6, 7) zumindest an Teilen seiner seitlichen Flächen (16a-b, 17a-b, 37) als Träger (10) umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Träger (10) mehrere Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) in Art eines Magazins (40) beabstandet zueinander angeordnet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) abformtechnisch, insbesondere nach einem Spritzgießverfahren, Spritzprägeverfahren oder durch Formpressen, hergestellt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) aus einem Seltenerd-Magnetmaterial, das einen Kunststoff als Binder enthält, hergestellt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) abformtechnisch, insbesondere nach einem Reaktionsgießverfahren oder einem Spritzgießverfahren, hergestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich als verfestigender Formstoff (34) ein Kunststoff, insbesondere ein Thermoplast oder ein Elastomer, oder Reaktionsharz (34a), verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen (1 , 2, 6, 7) mit Ausnehmungen (11 ) hergestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der das Einzelmagnetbauteil (1 , 2, 6, 7) überdeckende Formstoff (34) durch Schleifen, Läppen, Fräsen oder Polieren entfernt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Träger (10) und dann die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) hergestellt werden.
11.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zweikomponenten-Spritzgießverfahren zur Herstellung des Trägers (10) und der Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) und der Träger (10) mit unterschiedlichen Bauhöhen hergestellt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) in Haftkontakt mit Teilen der seitlichen Flächen (16a-b, 17a-b, 37) der Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) hergestellt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (40) mit einem oder mehreren Einzelmagnetbauteilen (1 , 2, 6, 7) in einer Magnetisierungseinrichtung (38) magnetisiert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) in gleicher Richtung magnetisiert werden.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) entlang ihrer Längs- oder Quererstreckung magnetisiert werden.
17. Magazin für mindestens ein Einzelmagnetbauteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (40) aus einem sich verfestigenden Formstoff (34) besteht, der das aus magnetisierbarem Material (26) bestehende Einzelmagnetbauteil (1 , 2, 6, 7) zumindest an Teilen seiner äußeren Flächen (16a-b, 17a-b, 37) umfaßt.
18. Magazin nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstoff (34) mehrere aus magnetisierbarem Material (26) bestehende Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) zumindest an Teilen ihrer äußeren Flächen (16a-b, 17a-b, 37) umfaßt.
19. Magazin nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstoff (34) die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) zumindest an Teilen ihrer seitlichen Flächen (16a-b, 17a-b, 37) umfaßt.
20. Magazin nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die aus magnetisierbarem Material (26) bestehenden Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) in gleicher Richtung magnetisiert sind.
21. Magazin nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) entlang ihrer Längs- oder Quererstreckung magnetisiert sind.
22. Magazin nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) aus einem kunststoffgebundenen Seltenerd- Magnetmaterial, vorzugsweise NdFeB oder SmCo aufweisend, bestehen.
23. Magazin nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (40) eine scheibenförmige oder bandförmige Außenkontur aufweist.
24. Magazin nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) eine kreisringsegment- oder quaderförmige Außenform (52) aufweisen.
25. Magazin nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) beabstandet zueinander im Magazin (40) angeordnet sind.
26. Magazin nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen (1 , 2, 6, 7) Formstoff (34) angeordnet ist.
27. Magazin nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen (1 , 2, 6, 7) mindestens eine Ausnehmung (11) angeordnet ist.
28. Magazin nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen (1 , 2, 6, 7) Formstoff (34) und mindestens eine Ausnehmung (11 ) angeordnet ist.
29. Montageverfahren zur Herstellung eines Magnetsystems,
dadurch gekennzeichnet, daß
a. mindestens ein Magazin (40), das aus einem sich verfestigenden Formstoff (34) besteht, der mehrere aus magnetisierbarem Material (26) bestehende und magnetisierte Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) zumindest an Teilen ihrer äußeren Flächen (16a-b, 17a-b, 37) umfaßt, verwendet wird,
b. und die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) dem Magazin (40) derart entnommen und auf einem Träger (10) benachbart angeordnet werden,
c. daß ein Magnetsystem (3, 4, 8, 12) mit auf beiden Stirnflächen (5a-b, 9a-b, 13a-b) abwechselnder Polarität entsteht.
30. Montageverfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Magazin (40), das aus einem sich verfestigenden Formstoff (34) besteht, der mehrere aus magnetisierbarem Material (26) bestehende und magnetisierte Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) zumindest an Teilen ihrer seitlichen Flächen (16a-b, 17a-b, 37) umfaßt, verwendet wird.
31. Montageverfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger (10) ein Magazin (40) verwendet wird, bei dem zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen (1 , 2, 6, 7) mindestens eine Ausnehmung (11 ) und/oder Formstoff (34) angeordnet ist.
32. Montageverfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) auf dem Träger (10) dadurch benachbart angeordnet werden, daß sie in die Ausnehmungen (11 ) eingesetzt werden.
33. Montageverfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger (10) eine Montageplatte (47) verwendet wird, auf der die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) direkt aneinanderliegend oder durch einen Spalt beabstandet angeordnet werden.
34. Montageverfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) durch Ausdrücken aus dem Magazin (40) in die Montageposition auf dem Träger (10) gelangen.
35. Montageverfahren zur Herstellung eines Magnetsystems, insbesondere eines magnetischen Maßstabes,
dadurch gekennzeichnet, daß
a. mindestens zwei Magazine (40), die aus einem sich verfestigenden Formstoff (34) bestehen, der mehrere aus magnetisierbarem Material (26) bestehende und magnetisierte Einzelmagnetbauteile (6, 7) zumindest an Teilen ihrer äußeren Flächen (16a-b, 17a-b) umfaßt, verwendet werden,
b. und die beiden Magazine (40) derart aufeinander angeordnet werden, daß die Einzelmagnetbauteile (6, 7) derart seitlich versetzt zueinander angeordnet werden,
c. daß ein magnetischer Maßstab (12) mit auf beiden Stirnflächen (13a, b) abwechselnder Polarität entsteht.
36. Montageverfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Magazine (40), die aus einem sich verfestigenden Formstoff (34) bestehen, der mehrere aus magnetisierbarem Material (26) bestehende und magnetisierte Einzelmagnetbauteile (6, 7) zumindest an Teilen ihrer seitlichen Flächen (16a-b, 17a-b) umfaßt, verwendet werden.
37. Magnetsystem bestehend aus mehreren Einzelmagnetbauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem magnetisierbaren Material (26) bestehenden und magnetisierten Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) durch mindestens einen Träger (10) benachbart zueinander zu einem mehrpoligen Magnetsystem (3, 4, 8, 12) mit auf beiden Stirnflächen (5a-b, 9a-b, 13a-b) abwechselnder Polarität angeordnet sind.
38. Magnetsystem nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Träger (10) aus einem sich verfestigenden Formstoff (34), vorzugsweise einem Kunststoff, insbesondere einem Thermoplast oder einem Elastomer, oder einem Reaktionsharz (34a) besteht.
39. Magnetsystem nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstoff (34) die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) zumindest an Teilen ihrer äußeren Flächen (16a-b, 17a-b, 37) umfaßt.
40. Magnetsystem nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstoff (34) die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) zumindest an Teilen ihrer seitlichen Flächen (16a-b, 17a-b, 37) umfaßt.
41. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 37 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) eine kreisringsegmentförmige oder bandförmige äußere Form aufweist.
42. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 37 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, daß durch den Träger (10) die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) beabstandet zueinander angeordnet sind.
43. Magnetsystem nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen (1 , 2, 6, 7) Formstoff (34) und/oder eine Ausnehmung (11 ) angeordnet ist.
44. Magnetsystem, insbesondere magnetischer Maßstab, nach einem der Ansprüche 37 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Maßstab (12) aus mindestens zwei aufeinander angeordneten Trägern (10) mit jeweils entgegengesetzt aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen (6, 7) besteht, wobei die Einzelmagnetbauteile (6, 7) derart seitlich versetzt zueinander angeordnet sind, daß der magnetische Maßstab (12) auf beiden Stirnflächen (13a, b) abwechselnde Polaritäten aufweist.
45. Magnetsystem bestehend aus mehreren Einzelmagnetbauteilen,
dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem magnetisierbaren Material (26) bestehenden und aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) direkt aneinanderliegend zu einem mehrpoligen Magnetsystem (3, 4, 8) mit auf beiden Stirnflächen (5a-b, 9a-b) abwechselnder Polarität angeordnet sind.
46. Magnetsystem nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmagnetbauteile (1 , 2, 6, 7) eine kreisringsegmentförmige oder quaderförmige Außenform (52) aufweisen.
47. Magnetsystem nach Anspruch 45 oder 46, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystem (3, 4, 8) ein auf beiden Stirnflächen (5a-b, 9a-b) mehrpoliger Magnetring (4) oder Magnetstreifen (8) ist.
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