Die Erfindung betrifft Magnetbänder aus Polymermaterial mit Aussparungen
im Bandquerschnitt und eine Vorrichtung zur Magnetisierung solcher Bänder.
Nach dem Stand der Technik bestehen polymere Magnetbänder aus Mischungen,
in denen ferromagnetische Partikel durch einen polymeren Werkstoff gebunden sind.
So wird ein magnetisches thermoplastisches Extrudat beispielsweise
in der US 5 990 218 beschrieben und die
Zusammensetzung angegeben.
Magnetbänder aus Polymermaterial finden Anwendung bei Kühlmöbeln,
insbesondere bei Kühlschränken und Gefrierschränken und in anderen Einsatzgebieten.
Diese Magnetbänder sind im allgemeinen in Hohlkammern von Dichtungsprofilen
angeordnet und übernehmen durch die magnetische Haftkraft zwischen dem Band und
Eisenblech des Kühlmöbels die Funktion der Türzuhaltung. Außerdem stellen Sie sicher,
dass zwischen Dichtungsprofil und Schrankkorpus keine Spalte auftreten.
Die bekannten Magnetbänder weisen im wesentlichen einen rechteckigen
Querschnitt auf. Dies ist beispielhaft in der DE
200 23 001 U1 gezeigt.
Die Magnetisierung eines solcherart gestalteten Magnetbandes aus Polymermaterial
wird beispielsweise in der JP 000062247513
angegeben.
Durch Anlegen eines Magnetfeldes an einem Magnetband wird dabei an
gegenüberliegenden Seiten des Querschnitts ein Magnetpol ausgebildet. Dies hat den
Nachteil, dass für die Zuhaltung nur die Haftkraft eines Poles zur Verfügung steht.
In einer verbesserten Ausführung werden handelsübliche Magnetbänder
mit rechteckigem Querschnitt so magnetisiert, dass alle Magnetpole auf einer Seite
des Querschnitts angeordnet sind.
Hierzu werden die in den ferromagnetischen Partikeln vorhandenen Elementarmagnete
nahezu halbkreisförmig zu einer Seite ausgerichtet, wobei in einer bevorzugten Ausführung
zwei solche halbkreisförmige Feldlinienverläufe nebeneinander angeordnet sind, so
dass auf der Haftfläche des Magnetbands drei Polarisierungen in wechselnder Reihenfolge
(bsplw. N S N oder S N S) auf einer Seite des Querschnitts in axialer Richtung verlaufend
ausgebildet sind.
Diese nach dem bekannten Stand der Technik hergestellten Magnetbänder
haben den Nachteil, dass bestimmte Bereiche in den Bändern (z.B. in den Ecken) nicht
oder nur uneffektiv zur magnetischen Haftkraft beitragen.
Weiterhin sind diese Bänder relativ steif und wenig flexibel, was
sie bruchanfällig macht und zu Problemen bei der Herstellung und Verarbeitung führt.
Die Magnetisierung dieser Bänder geschieht unmittelbar nach der Formgebung
im Extrusionsprozess, wobei dies mittels eines Impulsmagnetisierungsprozesses durchgeführt
wird, indem ein Stromstoß in einem Leiter ein Magnetfeld erzeugt, das über eine
geeignete Vorrichtung aus Weicheisen verstärkt und in das Magnetband eingeleitet
wird.
Nach dem Magnetisierungsprozess haftet das Magnetband auf dieser Vorrichtung,
wodurch der Gleitwiderstand des Bandes erheblich vergrößert wird.
Dies bringt bei der Fertigung der Magnetbänder erhebliche Nachteile
mit sich.
So kann dies unter ungünstigen Bedingungen zum Abreißen des Bandes
führen.
Die Fertigungsgeschwindigkeit wird dadurch limitiert.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Verhältnis zwischen Querschnittsfläche
des Magnetbandes und erzeugter Haftkraft zu optimieren und dabei ein in seiner Flexibilität
gesteigertes Magnetband anzugeben, das Vorteile beim Handling, beim Aufwickeln und
bei der Weiterverarbeitung aufweist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Magnetisierung
des Magnetbandes anzugeben, welche die genannten Nachteile, insbesondere das Anhaften
an Eisenteilen der Magnetisierungsvorrichtung, nicht aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Magnetband mit den Merkmalen des
Anspruchs 1.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Weiterhin ist die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Magnetisierung
des erfindungsgemäßen Bandes mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
Das erfindungsgemäße Magnetband wird durch die Formgebung des Querschnitts
des Magnetbandes erhalten, indem die Bereiche, die magnetisch keine
Wirksamkeit aufweisen oder wenig zur Haftkraft beitragen, weitestgehend eliminiert
werden, wobei der Materialbedarf für ein solches Magnetband erheblich reduziert
wird.
Der Querschnitt des Magnetbandes wird dazu dem Feldlinienverlauf des
Magnetisierungsverfahrens angepasst und dadurch das Verhältnis zwischen Querschnittsfläche
und erzeugter Haftkraft optimiert.
Ausgehend von dem bekannten kreisförmigen Feldlinienverlauf um einen
punktförmigen Leiter wurde erkannt, dass die einfachste Lösung für ein im Querschnitt
optimiertes Magnetband ein in etwa halbkreisförmiger Bogen darstellt, der eine gleichmäßige
Wandstärke aufweist. Hierbei ist zwischen den Polflächen des Magnetbandes eine in
etwa halbkreisförmige Aussparung angeordnet.
Hochleistungshaftmagnete werden zur Optimierung der Haftkraft in ihrer
Geometrie auf den jeweiligen Werkstoff und die Einbausituation angepasst. Von Relevanz
sind in diesem Zusammenhang die Entmagnetisierungskurve des Werkstoffs, die mittlere
Länge des Magnets entlang des Feldlinienverlaufs im Magnetkörper sowie die Dimension
des Zwischenraums zwischen Magnethaftfläche und Eisenblech. Die Optimierung der
Haftkraft erfolgt über eine Anpassung der mittleren Länge des Magnets auf die übrigen
genannten Parameter.
Beim erfindungsgemäßen Magnetband wird die mittlere Feldlinienlänge,
und damit die mittlere Länge des Magnets, durch die Radien von Innen- und Außenkontur
des Bogens festgelegt und kann durch Variation dieser Radien auf den jeweiligen
Zwischenraum zwischen Magnetband und Kühlmöbelblech im Einbauzustand angepasst werden.
Im Gegensatz zum Magnetband mit rechteckigen Querschnitt entfallen
beim erfindungsgemäßen Magnetband Bereiche, die von Feldlinien nicht optimierter
Länge durchdrungen werden, so dass das Verhältnis zwischen Haftkraft und Querschnittsfläche
steigt. Insbesondere werden durch die erfindungsgemäße Form des Magnetbandes Bereiche
zwischen den Magnetpolen und an den Kanten, die den Magnetpolen gegenüberliegen,
eliminiert, diese liefern keinen oder nur einen unwesentlichen Beitrag zur Magnetkraft
des Bandes.
Bei Magnetbändern nach dem Stand der Technik mit rechteckigem Querschnitt
liegt das Aspektverhältnis meist im Bereich von 9 : 2 in Länge und Breite. Um mit
dem erfindungsgemäßen Magnetband ein ähnliches Verhältnis zu erreichen, können auch
zwei oder mehrere erfindungsgemäße Bögen nebeneinander angeordnet werden.
Zur Optimierung der Haftkraft wird der Abstand zwischen Außen- und
Innenkontur, als die Wandstärke des Bogens im Wesentlichen konstant gewählt, daraus
resultiert eine weitgehend konstante Wandstärke. Insbesondere ist es durch die Variation
der Form der Bögen möglich, bei einer vorgegebenen Magnetbanddicke die Länge der
Feldlinien gezielt zu beeinflussen, um eine Haftkraftoptimierung zu erreichen.
Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Magnetbandes sind
ableitbar aus der Form der Außen- und Innenkontur, der Anzahl und der Abfolge verschiedener
Formen von Aussparungen kombiniert auf einem Magnetband.
So können statt Bögen mit halbkreisförmiger Außen- und Innenkontur
auch Bögen ellipsenförmig ausgeführt werden.
Auch andere Formen sind realisierbar.
Ebenso ist es möglich, die Konturen als Mischformen anzulegen und
auf einem Magnetband mehrere Formen zu kombinieren.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Magnetisierung eines Magnetbandes
nach Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, dass zwei Magnetbänder, die aneinander
liegen, gleichzeitig magnetisiert werden, wobei dieser Verbund sich nach außen hin
magnetisch neutral verhält. Es kommt so zu keiner Haftung des Bandes an Eisenteilen
der Magnetisierungsvorrichtung.
Die Fertigung solcher Magnetbänder kann daher besonders vorteilhaft
mit höherer Geschwindigkeit erfolgen, wobei weniger Reibung auftritt, ebenso entsteht
so weniger Abrieb und Verschleiß.
Bei dieser Anordnung von zwei Magnetbändern, wobei die Aussparung
zwischen den Polflächen im Magnetband fluchtend aufeinander zuweisen und sich die
Polflächen der beiden Magnetbänder berühren, wird eine besonders wirkungsvolle Magnetisierung
des Magnetbandes erreicht, indem zentrisch in dem durch die Aussparungen gebildeten
Hohlraum ein Leiter verläuft.
Nach dem bekannten Verfahren der Impulsmagnetisierung werden dadurch
gleichzeitig die beiden Magnetbänder magnetisiert.
Durch Ausnutzung des sich um einen kreisförmigen Leiter herum ausbildenden
kreisförmigen Magnetfeldes für die Magnetisierung des erfindungsgemäßen Magnetbandes
mit einem halbkreisförmigen Bogen wird so eine besonders effektive Ausrichtung der
Elementarmagnete in den ferromagnetischen Partikeln erreicht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Magnetisierung hat dazu eine
Ausnehmung, die der äußeren Kontur von zwei aneinander liegenden Magnetbändern gleichen
Querschnitts entspricht.
Zur Magnetisierung werden zwei Magnetbänder zusammengeführt, diese
durchlaufen dann die Vorrichtung und werden nach dem Verlassen wieder voneinander
getrennt.
Die Zeichnungen erläutern die Erfindung im Detail:
1 zeigt beispielhaft ein Magnetband mit
zwei halbkreisförmigen Aussparungen und einer weitgehend gleichmäßigen Wandstärke
in schräger Ansicht;
2 zeigt einen Querschnitt durch eine
Vorrichtung zur Magnetisierung eines Magnetbandes.
Hierbei stellen dar:
1- Magnetband
2- Aussparung
3- Polfläche
4- Vorrichtung zur Magnetisierung
5- Ausnehmung
6- Leiter
H- Magnetfeldlinie.
Die Zeichnungen sind nicht beschränkend aufzufassen.
In 1 ist das erfindungsgemäße Magnetband
(1) dargestellt, das eine Kontur mit mindestens einer axial verlaufenden
Aussparung (2) aufweist. Dabei befindet sich die Aussparung (2)
zwischen den Polflächen (3) des Magnetbandes (1).
Weiterhin wird die Wandstärke des Magnetbandes (1) so gewählt,
dass diese weitgehend gleichmäßig ist.
Im vorliegenden Beispiel weist das Magnetband (1) zwei Aussparungen
(2) zwischen den Polflächen (3) auf. Die Aussparungen (2)
haben die Form eines Halbkreises.
Der einfachste Fall der Formgebung für das erfindungsgemäße Magnetband
(1) wird durch einen Bogen in Form eines halben Kreisrings repräsentiert,
wobei die axial angelegte Aussparung (2) halbkreisförmig gestaltet ist
und die Wandstärke gleichbleibend gewählt ist. Hierbei wird der günstigste Feldlinienverlauf
im Magnetband (1) erreicht.
Bei diesem Querschnitt sind im Vergleich zu einem rechteckigen Querschnitt
unmagnetisierte Bereiche, die sich an den Ecken und der der Polfläche (3)
abgewandten Seite sowie zwischen den Polflächen (3) befinden, eliminiert.
Die Haftkraft des Magnetbandes (1) bleibt dabei auf dem Niveau
des Bandes mit rechteckigem Querschnitt vergleichbarer Größe.
Das erfindungsgemäße Magnetband (1) mit Aussparungen (2)
ist im Vergleich zu einem herkömmlichen Magnetband mit rechteckigem Querschnitt
wesentlich flexibler, da die Aussparungen (2) verbunden mit der Querschnittsanpassung
im Hinblick auf die Erzielung einer weitgehend gleichmäßigen Wandstärke das Band
(1) beweglicher machen.
Damit sind Vorteile verbunden, die das Aufwickeln und das Handling
des Magnetbandes (1) bei der Herstellung und Weiterverarbeitung vereinfachen.
Alle Kanten des Magnetbandes (1) sind verbundet, um Beschädigungen
an den Dichtungsprofilen beim Zusammenbau wie auch im Dauereinsatz auszuschließen.
Bei den Aussparungen (2) sind abgeleitete Formen realisierbar,
die beispielsweise über eine elliptische oder eine abgerundet rechteckige oder eine
kombiniert rechteckig-halbkreisförmige oder eine rechteckig-elliptische Aussparung
(2) oder über eine solche mit Bogenanordnungen in Halbkreis- oder Halbellipsenform
verfügen, wobei die Wandstärke weitgehend gleichmäßig ist.
Auch Mischformen der genannten Formen sind möglich.
In das erfindungsgemäße Magnetband (1) sind eine oder mehrere
Aussparungen (2) eingebracht, wobei mehrere Aussparungen (2) parallel
verlaufend beabstandet zueinander angeordnet sind.
In diesem Fall können die Aussparungen (2) die gleiche Form
aufweisen oder unterschiedlich gestaltet sein.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Abstand von parallel verlaufenden,
axial angeordneten Aussparungen (2) des Magnetbandes (1) höchstens
10 mm beträgt, da sich dabei ein besonders günstiges Magnetfeld ausbildet und hohe
magnetische Haftkräfte resultieren.
Besonders bevorzugte Ausführungen sind solche mit zwei oder drei halbkreisförmigen
Aussparungen (2) parallel beabstandet angelegt, da diese Raumformen angelehnt
sind an handelsübliche Magnetbänder des Aspektverhältnisses eines den Magnetbandquerschnitt
umhüllenden Rechteckes von ca. 9 : 2 in Länge und Breite.
So ist in 1 beispielhaft eine solche
Ausführung mit zwei Aussparungen (2) gezeigt.
Durch die Auswahl der Querschnittsverhältnisse können handelsübliche
Bänder durch die erfindungsgemäßen Magnetbänder (1) ersetzt werden, ohne
dass Änderungen an den Fertigungseinrichtungen vorzunehmen sind.
2 zeigt die erfindungsgemäße Magnetisierungsvorrichtung
(4) zur Magnetisierung eines Magnetbandes (1) nach Anspruch 1.
Hierbei ist eine Ausführungsform gezeigt, die für die Magnetisierung
des besonders bevorzugten Magnetbandes (1) mit zwei halbkreisförmigen beabstandeten
Aussparungen (2) geeignet ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform mit einer halbkreisförmigen Aussparung
(2) im Magnetband (1) stellt dabei den für die Magnetisierung
günstigsten Zustand dar, da hierbei die Feldlinien im Material des Magnetbandes
(1) die effektivste Magnetisierung erzeugen. Hierbei wird der kreisförmig
konzentrische Verlauf der Magnetfeldlinien um einen Leiter (6) mit kreisförmigen
Querschnitt besonders günstig ausgenutzt.
Besonders effektiv ist die Magnetisierung, wenn das Magnetband (1)
darüber hinaus auch eine weitgehend gleichmäßige Wandstärke aufweist.
Dabei stellt (1) das Magnetband dar, das in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung (4) in einer an die Kontur des Magnetbandes (1) angepassten
Ausnehmung (5) doppelt angeordnet ist, wobei die Polflächen (3)
einander zugewandt sind, die Aussparungen (2) sich dabei genau gegenüberstehen
und die Polflächen (3) sich dabei berühren.
Die Aussparungen (2) sind dabei fluchtend angeordnet.
Zentrisch sind in den durch die halbkreisförmigen Aussparungen (2)
gebildeten zylindrischen Hohlräumen zwischen den beiden Bändern (1) Leiter
(6) angeordnet, die eine besonders effektive Magnetisierung der erfindungsgemäßen
Magnetbänder (1) durch das bekannte Verfahren der Impulsmagnetisierung
bewirken.
Die Leiter (6) sind dazu in der Ebene der sich berührenden
Polflächen (3) angeordnet.
Hierbei ist die Stromrichtung in den beiden Leitern (6) gegensinnig.
Dies ist in 2 angedeutet, die Stromrichtungen
sind in den Leitern (6) mit einem Punkt (d.h. aus der Ebene herauskommend)
bzw. einem Kreuz (d.h. in die Ebene hineingehend) gekennzeichnet, darüber hinaus
ist das sich um die Leiter (6) mit kreisförmigem Querschnitt ausbildende
Magnetfeld in Form einer kreisförmigen Magnetfeldlinie (H) eingezeichnet.
Zur Durchführung der Magnetisierung werden zwei Magnetbänder (1)
gleichen Querschnitts mit den Polflächen (3), zwischen denen die Aussparungen
(2) liegen, zusammengeführt und in die Vorrichtung (4) hineintransportiert,
wobei sich die Polflächen (3) berühren. Die Positionierung der Bänder (1)
zueinander erfolgt so, dass die Aussparungen (2) fluchtend aufeinander
zuweisen. Dann erfolgt die Magnetisierung der Bänder.
Nach der Magnetisierung der Bänder (1) werden diese, nachdem
Sie aus der Vorrichtung (4) heraustransportiert sind, wieder voneinander
getrennt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Magnetisierung (4) zeichnet
sich dadurch aus, dass damit Magnetbänder (1) magnetisiert werden können,
die sich in der vorgeschlagenen Anordnung aus zwei Magnetbändern (1) nach
außen hin magnetisch neutral verhalten, so dass keine Haftung zu Eisenteilen der
Magnetisierungsvorrichtung (4) eintritt.
Hierbei ist von besonderem Vorteil, dass an den Stellen, an denen
sich die Polflächen der beiden Magnetbänder berühren, durch die Magnetisierung eine
Anordnung von Polen derart erzeugt wird, dass die beiden Bänder aneinander haften,
da jeweils gegensinnige Polaritäten entstehen.
Es kann daher eine Fertigung solcher Magnetbänder (1) besonders
vorteilhaft mit höherer Geschwindigkeit stattfinden, wobei weniger Reibung auftritt,
ebenso entsteht so weniger Abrieb und Verschleiß.
Die magnetische Neutralität an der Außenseite der miteinander verbundenen
Magnetbänder (1) ist auch beim Aufwickeln und Handling der Magnetbänder
(1) von Vorteil.
In anderen Ausführungsformen haben die Vorrichtungen (4)
zur Magnetisierung der erfindungsgemäßen Magnetbänder (1) eine an die jeweilige
Kontur des Magnetbandes (1) angepasste Ausnehmung (5), wobei die
Anzahl der Leiter (6) stets der Anzahl der Aussparungen
des jeweiligen Magnetbandes (1) entspricht.
