CH184107A - Verfahren zur Herstellung von permanenten Magneten. - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Herstellung    von permanenten     Nagneten.       Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur  Herstellung von     permanenten    Magneten.  



  Permanente Magnete werden bisher aus  Eisenlegierungen mit hohem Kohlenstoffge  halt und mehr oder weniger hohen Zusätzen  von Chrom, Kobalt, Kupfer usw. aus einem  Stück hergestellt. Diese Legierungen zeich  nen sich zwar aus durch grosse     Koerzitiv-          kraft    und     Remanenz,    jedoch bedingen der  hohe Kohlenstoffgehalt, sowie die Zusätze  von genannten Metallen bei diesen Magnet  stählen eine bedeutende     Härte,    so dass deren  Bearbeitung insbesondere durch spanab  hebende Maschinen, sowie eine Formgebung  durch Schmieden oder Pressen mit Schwierig  keiten verbunden,     bezw.    nur im     ungehärteten     Zustande möglich ist.

   Diese     Schwierigkeiten     der Bearbeitung und Formgebung werden  aber noch durch den Umstand erhöht, dass die  Stähle vor dem Magnetisieren gehärtet wer  den müssen, da sie erst durch diese Härtung  die Eigenschaft permanenter Magnete er-    halten. In diesem gehärteten Zustande ist  aber eine Nachbearbeitung, die wegen des       Verziehens    und der Formänderung der Stähle  infolge des Härteprozesses oft erforderlich  ist, nur mehr durch Schleifen möglich.  Ausserdem entstehen oft Härterisse, durch  die der Magnet unbrauchbar wird.  



  Noch weit grössere     Schwierigkeiten        hin-          sichtlich    der Bearbeitung bieten wegen ihrer  grossen Härte und ihres kristallinischen Ge  füges die Nickel - Aluminium - Stahllegie  rungen, deren     Koerzitivkraft    240     Gauss        (Oer-          stedt)    übersteigt. Diese Magnetstähle     können     überhaupt nur in     Stabform    gegossen werden,  so dass für die Verwendung in Apparaten be  sondere     Weicheisenschenkel        bezw.    Polschuhe  an die Magnetstähle angesetzt werden müs  sen.

   Der Anwendung dieser hochwertigen       Magnetstahllegierungen    steht     weiterhin    der  Umstand entgegen, dass diese-     Legierungen     mit Rücksicht auf den hohen Prozentsatz an  Ausschuss, der bei der Herstellung     und    Bear-           beitung    notwendig entsteht, teuer werden, zu  mal der Ausschuss nicht wieder verwendbar  und daher fast wertlos ist.  



  Die angeführten Nachteile werden bei  dem Verfahren gemäss der Erfindung ver  mieden. Nach diesem Verfahren ist die Her  stellung einer beliebigen Magnetform durch  die Härte des zur Verwendung gelangenden       magnetischen    Stoffes nicht gehemmt. Es  können auch     Ausschussmagnete    aus dem ge  nannten bisherigen Verfahren zur Verwen  dung gelangen.  



  Das Verfahren ist dadurch gekennzeich  net, dass ein     permanent-magnetisierbarer     Stoff     zerkleinert,        mit    einem erhärtenden       Bindemittel    gemischt, geformt und nach dem  Erhärten magnetisiert wird. Die Mischung  kann bei gleichzeitiger Erwärmung durch       Pressen    oder auch durch Giessen nach voran  gegangener Verflüssigung des Bindemittels  geformt werden.  



  Als     permanent-magnetisierbarer    Stoff  kann solcher mit einer     Koerzitivkraft    von  mehr als 240     Oerstedt    verwendet werden,  zum Beispiel infolge     Lunkerbildung    oder  dergleichen anfallender     Ausschuss    aus sol  chem Material.  



  Als     Bindemittel    kann jeder Stoff be  nutzt werden, welcher der Mischung in er  kaltetem oder in gepresstem Zustand eine  feste und dauerhafte Gestalt und Form ver  leiht, zum Beispiel in flüchtigen Stoffen ge  löste Harze, Kunstharze und     pressfähige          Kunststoffe    aller Art.  



  Vorteilhaft     wird    die aus     permanent-mag--          netisierbaren    Teilchen und einem Bindemittel  bestehende Mischung unmittelbar in der ge  wünschten Form gegossen oder gepresst, so  dass jegliche     Nachbearbeitung    fortfällt.  



  In vielen Fällen ist es zum Schutze des       magnetischen        Presslinges    vorteilhaft, wenn  dieser von einer Hülse aus widerstands  fähigem     unmagnetischem    Material umgeben  ist. Zur Herstellung eines gegen mechanische  oder     Stossbeanspruchung    widerstandsfähigen       Presslinges    ist es daher zweckmässig, die  Mischung in eine Hülse aus     unmagnetischem       Material einzubringen und in dieser zu pres  sen     bezw.    zu schmelzen.  



  Es wurde ferner gefunden, dass die     Koer-          zitivkraft    der auf diese Art und Weise her  gestellten     Pressmagnete    noch höhere Werte  annimmt,     wenn    bereits während des     Formens     die aus     permanent-magnetisierbaren    Stoffen  und Bindemittel bestehende Mischung der       Einwirkung    eines magnetischen Gleichfeldes       unterworfen        wird.    Die Erklärung für diese  Tatsache ist darin zu suchen, dass die     perma-          nent-magnetisierbaren    Stoffe, insbesondere  die mit mehr als 240     Oerstedt,

      aus     Kristal-          liten    bestehen, die     anisotrop        sind,    das heisst  die     Permeabilität    ist ganz verschieden in den  verschiedenen     Achsenrichtungen    der Kristal  lire.

   Findet nun eine     Vormagnetisierung    der  aus Metallkörnern und     Bindemittel    bestehen  den Mischung in einem Zustande statt, in  welchem die Körner noch beweglich sind, so  wird     gewissermassen    eine     Vororientierung    der       Kristallite    nach der für die spätere     Polung     günstigsten     Achsenrichtung    bewirkt.  



  Im folgenden werden Beispiele des Ver  fahrens erläutert:       10'0        .g    fein     gepulvertes        permanent-mag-          netisierbares    Material     wird    mit zirka 10 g  pulverisiertem Bindemittel gemischt, in eine  Form gebracht und bei gleichzeitiger Er  hitzung und unter Einwirkung     eines    Magnet  feldes     vorgepresst.    Hieraus wird der     Pressling          mit    den     vororientierten    Magnetkristallen ent  weder in der gleichen oder in einer andern  Form unter so hohem Druck fertig gepresst,  dass der überschüssige,

   nicht zur     Verbindung     benötigte Kunststoff ausgeschieden wird.  Nach erfolgtem Erhärten des     Presslinges    wird  dieser der Form entnommen und in der üb  lichen Weise in einem starken Magnetfeld  unter     Innehaltung    der     Richtung    der     Vormag-          netisierung    fertig magnetisiert.  



  Der Prozentsatz des benötigten Binde  mittels ist umso geringer, je feiner das Legie  rungsmaterial zerkleinert und je höher der  zur Verfügung stehende     Pressdruck    ist.  



  Als     Bindemittel    kann ausser     Kunstharzen     oder leicht     verformbaren,    plastischen oder       pulverförmigen    Kunststoffen auch ein Me-           tall    mit niedrigerem Schmelzpunkt als die  magnetische Legierung benutzt werden. Da  bei wird die     Vormagnetisierung    vor der Er  starrung des verflüssigten Bindemittels vor  genommen. Das Formen der Mischung erfolgt  zweckmässig unter Druck, damit das über  schüssige Metall     abgepresst    wird.  



  Um an den Polen dieser künstlichen Mag  nete die Kraftlinien wirksam zu vereinigen  und einen guten Übergang derselben zu be  wirken, werden vorteilhaft die Magnetkörper  an den Polstellen mit Polplatten aus einem  Stoff von hoher     Permeabilität    versehen, zum  Beispiel aus einer hoch     permeabilen    Eisen  legierung. Dabei wird die Haftfähigkeit die  ser Polplatten an den Polen zweckmässig da  durch vergrössert, dass diese Platten mit in  den gepressten Magnetkörper     hineinragenden     Ansätzen oder Vorsprüngen aus nichtmagne  tischem Stoff versehen sind.

   Die Vorsprünge  werden deswegen aus nichtmagnetischem  Stoff hergestellt, um die Kristalle, mit wel  chem diese Vorsprünge im     Innern    des gepress  ten Magnetkörpers in Berührung kommen,  nicht kurz zu schliessen, da dadurch deren  magnetische Wirksamkeit erheblich ge  schwächt würde.  



  Die Verformung der Mischung durch  Pressen oder Giessen kann unter Erwärmung  der Form erfolgen. Die Befestigung der Pol  platten an dem Magnetkörper wird vorteil  haft in einem einzigen Arbeitsgang bewirkt.  



  Der permanent -     magnetisierbare    Stoff  wird zweckmässig derart zerkleinert, dass alle  Korngrössen von etwa 0,01 bis beispielsweise  1 mm in der Mischung vorhanden sind. Hier  bei     erwies    sich als besonders wirksam eine  Kornmischung in den Grenzen von 0,5 bis  1 mm. Das Vorhandensein von Körnern ver  schiedener Grössen bedingt eine bessere Aus  füllung des Raumes und innigere Berührung  der Körner untereinander, so dass im Innern  des aus diesen Körnern gepressten permanen  ten Magneten eine magnetschlüssige Verbin  dung unter den einzelnen Teilchen in weit  gehendem Masse erreicht     wird.    Der Erfolg  dieser Massnahmen zeigt sich insbesondere in  einer weiteren Steigerung der magnetischen    Güteziffer.

   Die genannten Vorteile     treten     noch stärker in Erscheinung, wenn vor dem  Sortieren der Körnungen die Teilchen mit ge  ringerem magnetischen Gütewert ausgeschie  den werden.  



  Die Einrichtung gemäss der     Erfindung     zur Durchführung des Verfahrens besitzt  einen zur     Aufnahme    der     magnetischen    Mi  schung     bestimmten,    von zwei Stahlstempeln  begrenzten Hohlkörper aus     unmagnetischem     Stoff. Von den beiden Stahlstempeln ist  zweckmässig der     eine    fest und der andere be  weglich     angeordnet.    Beide Stahlstempel kön  nen aussen über ein     Jochstück    aus Weicheisen  in magnetschlüssiger Verbindung stehen, auf  welchem eine Spule zur     Erzeugung    des  Kraftflusses     angeordnet    sein kann.  



  In der Zeichnung sind Vorrichtungen zur  Durchführung des Verfahrens,. sowie nach  dem Verfahren hergestellte Erzeugnisse in  verschiedenen     Ausführungsbeispielen    darge  stellt,     und    zwar zeigen:       Fig.    1 eine     Press-    und     Magnetisierungs-          vorrichtung    in Ansicht und teilweise im  Schnitt, bei welcher der zu pressende Magnet  von einer Spule umgeben ist,       Fig.    2 eine     Press-    und     -Nlagnetisierungs-          vorrichtung    in Ansicht und teilweise im       Schnitt,

      bei welcher der zu pressende Magnet  über ein Magnetjoch magnetisiert wird,       Fig.    3 eine Seitenansicht der     Pressvor-          richtung,          Fig.    4 eine Ansicht eines ringförmigen       Pressmagnetes,          Fig.    5 einen     Längsschnitt    durch den       Perssmagneten    nach     Fig.    4,

         Fig.    6 einen     Längsschnitt    durch einen       stabf        örmigen        Pressmagneten    mit     seitlichen          Ausnehmungen    für Befestigungsschrauben,       Fig.    7 eine Ansicht des     Pressmagnetes     nach     Fig.    6,       Fig.    8 einen     Längsschnitt    durch einen  scheibenförmigen     Pressmagneten        mit        aufge-          pressten    Polplatten,

         Fig.    9 eine Ansicht des     Pressmagnetes     nach     Fig.    8,       Fig.    10     eine    Vorderansicht,           Fig.    11 eine Seitenansicht, und       Fig.    12 einen     Querschnitt    durch einen       Pressmagneten,    der die Gestalt eines Rotors  besitzt.  



  Die in     Fig.    1 dargestellte     Pressvorrich-          tung    besitzt eine hydraulische Presse 1 mit  den beiden     Pressstempeln    2 und 3, die in eine  Hülse 4 aus     unmagnetischem    Stoff ein  tauchen. In diese Hülse 4     wird    der     perma -          nent-magnetisierbare,        mit    einem     Bindemittel          gemischte    Stoff     eingebracht    und unter dem  Druck der     Pressstempel    zusammengepresst.

    Die Hülse 4 ist von einer     Magnetisierungs-          spule    5 umgeben, welche über den Wider  stand 6 und     ein    Amperemeter 7 an einer  Gleichstromquelle 8 angeschlossen ist.     Wenn     ein Gleichstrom durch die Spule fliesst, ent  steht in dem über die Stahlschrauben 9, die  Traversen 10 und 11, und die     Pressstempel    2,  3 geschlossenen     magnetischen    Kreis ein star  ker     Magnetfluss,    durch     welchen    der     Pressling     12 in     Richtung    der Längsachse der Hülse 4  derart magnetisiert     wird,

      dass an den Berüh  rungsflächen mit den     Pressstempeln        Nord-          und    Südpol entstehen. Bei der     Ausführung     nach     Fig.    2 und 3 ist eine Spule 13 auf  einem Magnetjoch 14 aus Weicheisen ange  ordnet, welches mit dem festen Stempel 15,  der Traverse 16 und dem beweglichen Stem  pel 17 der Traverse 18 in magnetschlüssiger  Verbindung steht.

   Der magnetische Kreis  wird bei dieser Anordnung durch den     Press-          ling    19, die Stahlstempel 15, 17 und das  Joch 14 gebildet, so dass der     Kraftfluss,    wel  chen der die Spule durchfliessende Gleich  strom erzeugt, den     Pressmagnet        durchdringt     und diesen     magnetisiert.    Der in     Fig.    4 und 5  dargestellte ringförmige     Pressmagnet    20 be  sitzt     eine    Bohrung 21, die in den Körper ein  gepresst ist.

   Der     stabförmige        Pressmagnet    22  nach     Fig.    6 und 7 weist seitliche     Ausneh-          mungen    23 für die Befestigungsschrauben.  auf, die ebenfalls     eingepresst    sind.

   Bei dem in       Fig.    8 und 9 dargestellten     scheibenförmigen          Pressmagneten    24 sind die     Polplatten    25 aus  weichem Eisen     mittels    der Ansätze 26 aus       unmagnetischem    Stoff mit der     Pressmasse          innig        verbunden,    wodurch ein fester Zusam-         menhalt    von Platten und     Presskörper    gewähr  leistet ist.

   Der in     Fig.    10 bis 12 dargestellte       Pressmagnet    27 hat die Gestalt eines     vier-          poligen    Rotors mit     eingepresster    Achse 28 aus       unmagnetischem    Stoff. An den vier Polen 29  sind Polplatten 30 aus weichem Eisen ange  bracht, die mittels der     eingepressten    Vor  sprünge 31. aus     unmagnetischem    Stoff mit  dem     Presskörper    in fester Verbindung stehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRüCHE I. Verfahren zur Herstellung von perma nenten Magneten, dadurch gekennzeich net, dass ein permanent-magnetisier- barer Stoff zerkleinert, mit einem er härtenden Bindemittel gemischt, ge formt und nach dem Erhärten magneti siert wird.

   JI. Einrichtung zur Durchführung des Ver fahrens .gemäss Patentanspruch I, ge kennzeichnet durch einen zur Aufnahme der magnetischen Mischung bestimm ten, von zwei Stahlstempeln begrenzten Hohlkörper aus unmagnetischem Stoff und durch Mittel zur Erzeugung eines die Stahlstempel und einen dazwischen liegenden Pressling durchdringenden magnetischen Kraftflusses. III. Permanenter Magnet, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Mischung durch Pressen bei gleichzeitiger Erwär mung geformt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Mischung durch Erhitzung des Bindemittels und Giessen geformt wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet; dass ein perma- nent-magnetisierbarer Stoff mit einer Koerzitivkraft von mehr als 240 Oer- stedt verwendet wird. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Mischung in einen Hohlkörper aus unmagnetischem Stoff eingefüllt wird, der mit dem Press- ling verbunden bleibt. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Mischung während des Formens der Einwirkung eines magnetischen Gleichfeldes unter worfen wird. 6.

   Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung zu nächst unter gleichzeitiger Einwirkung eines magnetischen Gleichfeldes vorge- presst, dann das so erhaltene magnetische Brikett bei gleichzeitiger Erwärmung fertiggepresst und hierauf -endgültig un ter Innehaltung der Richtung der Vor magnetisierung magnetisiert wird. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass den zerklei nerten permanent-magnetisierbaren Teil chen als Bindemittel ein nichtferromag- netisches Metall in geschmolzenem Zu stand zugesetzt und vor dessen Erstar rung eine Vormagnetisierung vorgenom men wird, wobei das Formen unter Druck erfolgt. B. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Magnet- körper an den Polstellen mit Polplatten versehen werden. 9.

   Verfahren nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass die Polplatten mit in dem Magnetkörper hineinragenden Vorsprüngen aus unmagnetischem Stoff ausgerüstet werden. 10. Verfahren nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die Verfor mung der Mischung unter Erwärmung der Form und die Befestigung der Pol platten an den Magnetkörper in einem einzigen Arbeitsgang erfolgt. 11. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass ein perma- nent-magnetisierbarer Stoff verwendet wird, der aus Hörnern verschiedener Grösse besteht. 12.

   Verfahren nach Patentansprueh I, da durch gekennzeichnet, dass nach erfolgter Zerkleinerung die ihrem magnetischen Gütewert nach schlechteren Teilchen der Kornmischung ausgeschieden werden. 13. Einrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass der aus Press- stempel und einer Hülse bestehende Hohlkörper unmittelbar von einer Mag netisierungsspule umschlossen ist. 14.

   Einrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die beiden Stahlstempel mit einem Magnetjoch in magnetschlüssiger Berührung stehen, auf welchem eine Magnetisierungsspule ange ordnet ist. 15. Permanenter Magnet nach Patentan spruch III, dadurch gekennzeichnet, dass er an den Polstellen mit Polplatten ver sehen ist. 16.

   Permanenter Magnet nach Unteran spruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass an den Polplatten Vorsprünge aus un- magnetischem Material vorgesehen sind, welche in den Magnetkörper mit einge- presst sind.