DE1584381C - Verfahren und Vorrichtung zum Pressen von Schalen aus anisotropem oxydischen Dauer magnetwerkstoff mit einem Umschlingungswinkel von mindestens 100 Grad - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Schalen aus anisotropem oxydischem Dauermagnetwerkstoff. Derartige, eine radiale Vorzugsrichtung aufweisende Schalen werden bekanntlich für technische Anwendungen benötigt, in denen ein möglichst homogenes radial gerichtetes magnetisches Feld erforderlich ist, beispielsweise als Ständer für dauermagnetisch erregte Motore oder Generatoren.

Da die Herstellung von radial vorzugsgerichteten dauermagnetischen Ringen fertigungstechnische Schwierigkeiten bereitet, ist man dazu übergegangen, die vorstehend erwähnten Schalen für diese Zwecke zu verwenden, weil es technisch möglich war, die Herstellung dieser Schalen sowohl preßtechnisch zu beherrschen, als auch die erforderliche magnetische Feldverteilung zu erzielen. Dabei machte sich allerdings der große Nachteil bemerkbar, daß es lediglich möglich ist, Schalen mit relativ geringem Umschlingungswinkel, d. h. bis zu etwa 100°, großtechnisch herzustellen. Um aus diesen Schalen ein ringförmiges Gebilde zu erhalten, ist es erforderlich, zwei oder mehr dieser Schalen in einer entsprechenden Halterung zu einem Ring zusammenzusetzen. Man nimmt dabei bewußt in Kauf, daß, beispielsweise bei einem derart aus mehreren Schalen zusammengesetzten Stator eines Motors oder Generators, zwischen den einzelnen Schalen mehr oder weniger große Lücken verbleiben, wodurch sich eine ungleichmäßige Verteilung des magnetischen Feldes über dem Innenumfang des Stators und damit ein unruhiger Lauf des

ίο Motors ergibt.

Der Wunsch der gerätebauenden Industrie geht demnach dahin, Schalen mit größerem Umschlingungswinkel zu erhalten, welche gleichzeitig über den Innenumfang ein möglichst gleichmäßiges radiales magnetisches Feld mit großem Energieprodukt aufweisen. Die Herstellung solcher Schalen ist jedoch bisher nicht möglich gewesen.

Mit der Erfindung soll daher ein Verfahren zum Pressen von Schalen aus anisotropem oxydischem

ao Dauermagnetwerkstoff mit einem Umschlingungswinkel von mindestens 100° und einem verbesserten Energieprodukt angegeben werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der pulverförmige Dauermagnetwerkstoff in ein Werkzeug, bestehend aus einer aus mehreren Teilen zusammengesetzten Matrize, von denen mindestens zwei sich gegenüberliegende Teile in axialer Richtung federnd gelagert sind, und einem mehrfach unterteilten Unterstempel, von dem mindestens ein Teil gleichfalls in axialer Richtung federnd gelagert ist, eingefüllt wird und in einem sich zwischen Oberstempel und Unterstempel ausbildenden, zum Unterstempel hin gebündelten Magnetfeld verpreßt wird.

Die Erfinder haben festgestellt, daß das Pressen von Schalen mit großem Umschlingungswinkel mit einem einstückigen gewölbten Unter- und Oberstempel zu Schwierigkeiten führt, weil hierbei die starke Wölbung des Unterstempels zu einer ungleichmäßigen Füllung des Matrizenhohls mit Ferritpulver Anlaß gibt. Dieses wiederum bewirkt beim Preßvorgang unerwünschte ungleichmäßige Verdichtung des Preßlings.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben, mit welcher zusätzlich zur preßtechnischen Lösung der Aufgabe erreicht wird, daß die Schalen über ihren gesamten Umfang eine gleichmäßige Radialkomponente der magnetischen Induktion und ein besseres Energieprodukt aufweisen.

Die neue Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist einen aus magnetisch leitendem Werkstoff bestehenden Oberstempel auf, der auf der der Matrize zugewandten Seite mit einer nicht magnetisch leitenden Auflage versehen ist. Weiterhin enthält die Vorrichtung eine aus mehreren Teilen aus nicht magnetisch leitendem Werkstoff zusammengesetzte Matrize, von der mindestens die am weitesten innenliegenden Teile auf dem Preßtisch federnd gelagert sind, und eine diese umgebende Feldspule. Der Unterstempel ist dreifach unterteilt, wobei die äußeren Teile aus einem nicht magnetisch leitenden Werkstoff bestehen und auf dem Preßtisch federnd gelagert sind; der zentrale aus magnetisch leitendem Werkstoff bestehende Teil des Unterstempels ist mit einer dem Preßraum zugewandten Auflage aus nicht magnetisierbarem Werkstoff versehen und fest auf dem Preßtisch befestigt.

An Hand der Zeichnungen sollen das Verfahren

und die Vorrichtung gemäß der Erfindung näher erläutert werden.

A b b. 1 zeigt die Vorrichtung vor dem Preßvorgang, während

A b b. 2 diese nach dem Preßvorgang erkennen läßt. Außer dem Oberstempel sind sämtliche Einzelteile im Schnitt dargestellt.

In Abb. 1 ist der Oberstempel 1 zu erkennen, der eine etwa U-förmige Gestalt aufweist, welche durch eine Auflage 2 aus nicht magnetisierbarem Werkstoff zu der gewünschten gewölbten Form vervollständigt wird. Darunter ist die dreiteilige Matrize 3, 4, 5 zu erkennen, deren Teile 3 und 3' innerhalb der übrigen gleitend und auf dem Preßtisch 10 federnd ausgebildet sind. Die Matrizenteile sollen aus einem magnetisch nicht leitenden Werkstoff hergestellt sein. Es ist gleichfalls der dreigeteilte Unterstempel zu erkennen, dessen seitliche Teile 7 und T aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff bestehen und die auf dem Preßtisch federnd gelagert sind. Der mittlere Teil des aus magnetisierbarem Werkstoff bestehenden Unterstempels 8 ist fest auf dem Preßtisch befestigt und mit einer Auflage 9 aus nicht magnetisierbarem Werkstoff versehen.

In A b b. 1 ist die Preßvorrichtung in Ruhestellung dargestellt. Der Preßraum 11 ist mit dem zu verpressenden Pulver gefüllt. Bekanntlich wird beim Einfüllen des Pulvers derart verfahren, daß das Pulver aus einer Aufgabevorrichtung in das Preßhohl eingefüllt wird. Zur Erzielung einer bestimmten Dichte in dem Preßkörper muß vor dem Pressen das im Preßhohl eingebrachte Pulver etwa die zweifache Höhe des fertigen Preßlings aufweisen. Würde ein nicht unterteilter Unterstempel verwendet, so müßte in Füllstellung dieser Unterstempel so weit in die Matrize zurückgezogen werden, daß sich an den Seiten die erforderliche Füllhöhe ergibt; dann ist aber über dem mittleren gewölbten Teil des Unterstempels eine zu geringe Füllhöhe vorhanden, welche nach dem anschließenden Pressen eine unterschiedliche Dichte im Preßling und damit eine geringe Formtreue des Sinterlings bewirkt.

Dieser Nachteil wird durch die Erfindung beseitigt.

' Wie in A b b. 1 zu erkennen, steht in Füllstellung der mittlere Teil des Unterstempels 8 weiter zurück als die seitlichen Teile 7 und T. Dadurch wird über die

ίο gesamte Breite der Matrize eine nahezu gleichmäßige Füllhöhe im Preßraum 11 erreicht. Nach dem Einschalten der Feldspule 6 richten sich die Elementarmagnete der Pulverteilchen in radialer Richtung aus. Die radiale Feldverteilung wird durch die besondere Ausbildung der als Polschuhe dienenden Preßstempel bewirkt, indem nämlich die Feldlinien zwischen dem auseinandergezogenen Oberstempel 1 und dem quasizentralen magnetisch leitenden Unterstempel 8 bezüglich des Preßlings radial verlaufen.

Nach Einschalten der Feldspule wird der Oberstempel heruntergefahren, bis er die in A b b. 2 gezeigte Stellung erreicht hat. Die federnd gelagerten Teile der Matrize und des Unterstempels sind dadurch in Arbeitsstellung heruntergedrückt worden.

Das in der Matrize enthaltene Dauermagnetpulver ist unter gleichzeitiger Ausrichtung gleichmäßig verdichtet worden, so daß die schalenförmigen Preßlinge anschließend formtreu gesintert werden können. Durch Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es zum erstenmal gelungen, Schalen mit großem Umschlingungswinkel herzustellen, welche gute mechanische und magnetische Eigenschaften aufweisen.

Das Verfahren ist auch dann anwendbar, wenn an Stelle von trockenem Pulver angefeuchtetes Pulver verwendet wird, wie dies in der Magnetherstellung üblich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Pressen von Schalen aus anisotropem oxydischem Dauermagnetwerkstoff mit einem Umschlingungswinkel von mindestens 100° und einem verbesserten Energieprodukt, dadurch gekennzeichnet, daß der pulverförmige, gegebenenfalls angefeuchtete Dauermagnetwerkstoff in ein Werkzeug, bestehend aus einer aus mehreren Teilen zusammengesetzten Matrize, von denen mindestens zwei sich gegenüberliegende Teile in axialer Richtung federnd gelagert sind, und einem mehrfach unterteilten Unterstempel, von dem mindestens ein Teil gleichfalls in axialer Richtung federnd gelagert ist, eingefüllt und in einem sich zwischen Oberstempel und Unterstempel ausbildenden, zum Unterstempel hin gebündelten Magnetfeld gepreßt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus magnetisch leitendem Werkstoff bestehende Oberstempel (1) auf der der Matrize zugewandten Seite mit einer nicht magnetisch leitenden Auflage (2) versehen ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine aus mehreren Teilen (3, 4, 5) aus nicht magnetisch leitendem Werkstoff zusammengesetzte Matrize, von der mindestens die am weitesten innen liegenden Teile (3) auf dem Preßtisch (10) federnd gelagert sind, und eine diese umgebende Feldspule (6).

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen dreifach unterteilten Unterstempel (7, T, 8), wobei die äußeren Teile (7, T) aus einem nicht magnetisch leitenden Werkstoff bestehen und auf dem Preßtisch (10) federnd gelagert sind, und einem zentralen, aus magnetisch leitendem Werkstoff bestehenden Teil des Unterstempels (8), der mit einer dem Preßraum (11) zugewandten Auflage aus nicht magnetisierbarem Werkstoff versehen und fest auf dem Preßtisch befestigt ist.