DE3005927A1

DE3005927A1 - Entmagnetisier-verfahren

Info

Publication number: DE3005927A1
Application number: DE19803005927
Authority: DE
Inventors: Dietrich 5060 Bensberg Steingroever; Erich Dr.-Ing. 5300 Bonn Steingroever
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-02-16
Filing date: 1980-02-16
Publication date: 1981-09-03
Also published as: DE3005927C2; US4384313A

Description

Patentanmeldung 2 12.2.80

Entmagnetisier-Verfahren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entmagnetisieren oder zum magnetischen Abgleichen von Teilen aus ferromagnetischeη Werkstoffen, besonders zum Entmagnetisieren oder Abgleichen von Dauermagneten, sowie zum Entmagnetisieren von Teilen, die während der Bearbeitung einem magnetischen Feld ausgesetzt sind und davon einen Restmagnetismus behalten haben, wie zum Beispiel von Teilen, die auf magnetischen Spannplatten geschliffen worden sind, oder von Teilen, die völlig frei von Restmagnetismus sein sollen, wie zum Beispiel von Kugellagern.

Es ist bekannt, solche Teile einem magnetischen Wechselfeld mit abnehmender Amplitude auszusetzen, zum Beispiel sie durch das Feld einer wechselstromgespeisten Spule zu führen oder sie in einer Spule dem abnehmenden Wechselfeld einer periodischen Kondensator-Entladung auszusetzen.

Diese bekannten Verfahren bedingen eine starke Erwärmung der Feldspule bei kontinuierlichem Betrieb. Das Kondensator-Entladungsverfahren ist nicht kontinuierlich und dadurch schwer zu automatisieren.

Beide Verfahren leiden daran, dass zum Erzeugen einer hohen Entmagnetisierfeldstärke in einer Spule diese einen hohen Blindstrom aufnimmt. Wird dieser in bekannter Weise durch einen mit der Spule in Serie oder parallel geschalteten Kondensator kompensiert, so ist die Resonanzfrequenz, bei der das Strommaximum auftritt, von der Menge und Art der eingebrachten Teile abhängig. Ausserdem erschwert die Veränderung der Kapazität des zugeschalteten Kondensators mit der Erwärmung während des Betriebes und auch seine Veränderung mit der Zeit die angestrebte Kompensation. Diese Mängel vermeidet die Erfindung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entmagnetisieren von Teilen, die dem magnetischen Wechselfeld einer Spule ausgesetzt werden, welche mit einem Kondensator einen elektrischen Schwingkreis bildet. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Frequenz der Speisespannung auf die Resonanzfrequenz des Schwingkreises geführt wird und

b) dann die Amplitude des auf die Teile wirkenden Wechselfeldes verringert wird.

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Bei einer Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäss aus der Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung des Schwingkreises eine Regelspannung erzeugt, welche die Frequenz der Speisespannung auf die Resonanzfrequenz führt.

Das Blockschaltbild dieser Ausführung der Erfindung zeigt Fig. 1. Darin sind 1 ein Gleichrichter, 2 ein frequenzgesteuerter Wechselrichter, der die Spannung für den Schwingkreis 3 mit der Entmagnetisierspule L und dem Kondensator C liefert. Die Phasenverschiebung zwischen der Spannung und dem Strom des Schwingkreises wird mit dem Phasendetektor 4 ermittelt, der an den Schwingkreis und einen vorgeschalteten kleinen Widerstand 5 angeschlossen ist, an dem eine dem Strom I proportionale Spannung abfällt. 6 ist ein durch die Ausgangsspannung des Phasendetektors geführter Oszillator, der den Wechselrichter 2 mit einer solchen Frequenz taktet, dass der Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung des Schwingkreises 0 ist und damit die Resonanzfrequenz jeweils selbsttätig eingestellt und die abnehmende Amplitude des auf die zu entmagnetisierenden Teile wirkenden Wechselfeldes in bekannter Weise durch Herausziehen derselben aus der Spule bewirkt.

Die abnehmende Amplitude des Wechselfeldes kann auch durch entsprechendes Absenken der Spannung erfolgen, die von dem Gleichrichter geliefert wird. Das Schaltbild ist in Fig. 2 dargestellt. Darin bewirkt eine Anschnittssteuerung 7 des thyristorgeschalteten Gleichrichters 8 das gewünschte Absenken seiner Spannung, nachdem die Resonanzfrequenz erreicht ist. Die übrigen Bezeichnungen in Fig. 2 haben dieselbe Bedeutung wie in Fig. 1.

in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird die Frequenz der Speisespannung kontinuierlich von einem unter der Resonanzfrequenz liegenden Wert bis über die Resonanzfrequenz hinaus und wieder zurück bis unter diese verändert. Dabei wird mit Sicherheit die eigentliche Resonanzfrequenz durchschritten, auch wenn diese sich bei den oben genannten Umständen verändert hat oder verändert. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass itti Mittel eine geringere Erwärmung der Spule auftritt, weil der hohe Strom bei der Resonanzfrequenz nur kurzzeitig auftritt, und dass trotzdem eine Ent magnetisierung mit dem hohen Resonanzstrom gewährleistet wird.

Dieses Entmagnetisierverfahren nach der Erfindung kann derart durchgeführt « werden, dass die Frequenz des entmagnetisierenden Stromes mit einer niedrigeren* Frequenz moduliert wird, sodass die Resonanzfrequenz des Schwingkreises, die

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je nach Art und Menge der in das Wechselfeld eingebrachten Teile und dem Zustand des Kondensators zum Beispiel zwischen 45 und 55 Hz liegen kann, sicher überstrichen wird. So kann beispielsweise die Frequenz des entmagnetisierenden Stromes zwischen 40 und 60 Hz geführt werden, indem sie mit einer niedrigeren Frequenz, z.B. 0,1 bis 10 Hz, vorzugsweise 0,3 bis 3 Hz, moduliert wird.

Diese Ausführung der Erfindung zeigen Fig. 3 und Fig. 3a. Darin sind 9 ein Gleichrichter und 10 ein Wechselrichter, der den Strom für den Schwingkreis 11 liefert. 12 ist ein spannungsgeführter Oszillator, der den Wechselrichter 10 taktet. Seine Frequenz wird von einem Funktionsgenerator 13 bestimmt, der eine mit niedriger Frequenz ansteigende und wieder abnehmende Spannung liefert. Dadurch steigt die Frequenz des Oszillators an bis über die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 11 und fällt wieder auf einen niedrigeren Wert ab. Entsprechend steigt die Amplitude des Wechselfeldes in der Spule an und erreicht bei der Resonanzfrequenz ein Maximum, fällt bei überschreiten derselben wieder ab und durchläuft beim Abfallen der Frequenz nochmals das Maximum. Bei dieser Ausführung der Erfindung erfolgt das Entmagnetisieren schon während die Teile sich noch in der Spule befinden.

Erfindungsgemäss ist es auch vorteilhaft, die Frequenz des entmagnetisierenden Wechselfeldes von einem über der Resonanzfrequenz liegenden Wert abfallen zu lassen bis auf oder unter diese und dann die Frequenz wieder ansteigen zu lassen. Dabei wird ein Abfallen der Amplitude bei der ansteigenden Frequenz nach überschreiten der Resonanzfrequenz besonders wirkungsvoll erreicht.

Das Blockschaltbild einer solchen Schaltung zeigt Fig. 4.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch zum Abgleichen von Dauermagneten auf einen gewünschten Arbeitspunkt verwendet werden, indem ein diesem zugeordneten Messwert, z.B. die magnetische Flussdichte in seinem Luftspalt, während des Entmagnetisierens gemessen und schon beim Erreichen des einstellbaren gewünschten wertes die Amplitude des Wechselfeldes wieder abgesenkt wird.

Für den Fall der erfindungsgemäss ansteigenden Frequenz des Entmagnetisierstromes J/U_o ist ein möglicher Verlauf der Stromkurven bei zwei verschiedenen Werten der Induktivität L der Feldspule (ohne und mit eingebrachten zu entmagnetisierenden Teilen) in Abhängigkeit von der Zeit T in Fig. 5 und 6 dargestellt. Darin sind gestrichelt auch die Hüllkurven der Strommaxima eingeztichnet.

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In beiden Fällen wird das mögliche Strommaxima bei Resonanz automatisch erreicht bzw. durchlaufen. Unter diesen Stromkurven ist in Fig. 7 die dem Wechselrichter 10 zugeführte Schaltspannung angedeutet, deren Frequenz mit der Zeit grosser wird. In diesen Darstellungen ist aus zeichnerischen Gründen das Verhältnis zwischen der Frequenz des Stromes und der Modulierfrequenz nur 10 : 1 gewählt; tatsächlich kann es höher liegen, z.B. 30 : 1 bis 100 : 1.

Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die Eigenfrequenz eines Schwingkreises, der die das entmagnetisierende Feld erzeugende Induktivität L enthält, durch Zu- oder Abschalten von Kapazitäten C^, C₂ ... C_n stufenweise verändert, wobei ebenfalls erfindungsgemäss die jeweilige Resonanzfrequenz erreicht oder durchlaufen wird. Eine solche Anordnung ist in Fig. 8 dargestellt. Der aus L und C + C. + C₂ ... C_n gebildete Parallel-Schwingkreis ist über den Transformator 13 an eine Wechselstromquelle angeschlossen. Die Grosse der zuschaltbaren Kapazitäten C^, C₂ bis C wird so gewählt, dass angemessene aufeinanderfolgende Werte der Eigenfrequenz entstehen; es ist z.B. vorteilhaft, die Eigenfrequenz in Stufen von 5 % der zu erwartenden Resonanzfrequenz zu verändern, was bei Zuschalten bzw. Abschalten von Kondensatoren mit Kapazitäten von etwa 10 % derjenigen der'Hauptkapazität C der Fall ist.

Bei allen erfindungsgemässen Ausführungen der Erfindung kann der Schwingkreis mit Parallel- oder mit Reihen-Schaltung von L und C ausgebildet sein.

Das Zu- und Abschalten der Kondensatoren kann erfindungsgemäss durch elektromechanische Relais oder durch elektronische Schalter (Triac) erfolgen, die durch eine zeitabhängige Steuerung 14 nacheinander betätigt werden.

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche

Π)/ Verfahren zum Entmagnetisieren von Teilen, welche dem magnetischen Wechselfeld einer Spule ausgesetzt werden, die mit einem Kondensator einen elektrischen Schwingkreis bildet,
dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Frequenz der Speisespannung des Schwingkreises auf die Resonanzfrequenz des Schwingkreises geführt wird und

b) dann die Amplitude des auf die Teile wirkenden Wechselfeldes verringert wird ο
2) Verfahren nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass aus der Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom des Schwingkreises eine Regelspannung erzeugt wird, welche die Frequenz der Speisespannung auf die Resonanzfrequenz führt.
3) Verfahren nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Speisespannung kontinuierlich von einem unter der Resonanzfrequenz liegenden Wert bis über die Resonanzfrequenz hinaus verändert wird.
4) Verfahren nach Anspruch 3), dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Speisespannung kontinuierlich von einem unter der Resonanzfrequenz liegenden Wert bis über diese und wieder zurück verändert wird.
5) Verfahren nach Anspruch 3) und 4), dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des entmagnetisierenden Stromes mit einer niedrigeren Frequenz moduliert wird.
6) Verfahren nach Anspruch 5), dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des entmagnetisierenden Stromes zwischen 40 und 60 Hz mit einer Frequenz von 0,1 bis 10 Hz, vorzugsweise 0,3 bis 3 Hz moduliert wird.
7) Verfahren nach Anspruch 1) und 2), dadurch gekennzeichnet, dass die Verkleinerung der Amplitude des Wechselfeldes durch Absenken der Speisespannung erfolgt.
8) Verfahren nach Anspruch 1) und 2), dadurch gekennzeichnet, dass die Verkleinerung der Amplitude des Wechselfeldes durch Herausziehen der zu entmagnetisierenden Teile aus der Spule erfolgt.

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9) Verfahren nach Anspruch 1) bis 6), dadurch gekennzeichnet, dass die zu entmagnetisierenden Teile kontinuierlich durch die Spule geführt werden.
10) Verfahren nach Anspruch 1) bis 7), gekennzeichnet durch die Verwendung zum Entmagnetisieren von Dauermagneten.
11) Verfahren nach Anspruch 1) bis 7), gekennzeichnet durch die Verwendung zum Entmagnetisieren von Teilen, die nach dem Bearbeiten auf oder mit magnetischen Vorrichtungen einen Restmagnetismus aufweisen.
12) Verfahren nach Anspruch 1) bis 7), dadurch gekennzeichnet, dass das Entmagnetisieren bei Dauermagneten nur bis zu einem vorbestimmten einstellbaren Abgleichwert durchgeführt wird.
13) Verfahren nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass bei einem aus L und C bestehenden Schwingkreis die Eigenfrequenz durch Zu- und/oder Abschalten von zusätzlichen Kondensatoren stufenweise verändert wird.
14) Verfahren nach Anspruch 13), dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Kondensatoren durch eine zeitabhängige Steuerung nacheinander zu- und/oder abgeschaltet werden.

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