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Verfahren und Einrichtung zum Entmagnetisieren von Stahlkörpern Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Entmagnetisierung von
kleinen Stahlkörpern. Bisher erfolgte die Entmagnetisierung mit Hilfe von Gleich-
oder Wechselstrom. Bei Gleichstrom wurden Umpolschalter verwandt, die zumeist mechanisch
betätigt wurden. Für die selbsttätige Steuerung der Umpolschalter dienten Zeitrelais.
Die Entmagnetisierung wurde hierdurch weitgehend :erreicht. Wurde Wechselstrom zur
Entmagnetisierung verwandt, so -mußte die Phasenlage des Wechselstromes durch geeignete
Schaltervorrichtungen. derart geändert werden, daß die Wechselamplitude bis auf
Null abnahm und dadurch- die Entmagnetisierung der im Wechselfeld befindlichen Probe
herbeigeführt wurde. Es wird jedoch nur dann sowohl bei Wechselstrom als auch bei
Verwendung von Gleichstrom eine weitgehende Entmagnetislerung erzielt, wenn die
Anfangsfeldstärke mindestens die noch in der Stahlprobe verbliebene Restfeldstärke
ierreicht und die entmagnetisierende Feldstärke stufenlos gegen Null geregelt wird.
Diese Regelung geschieht bei der Gleichstromentmagnetisierung unter Zuhilfenahme
von mechanischen geregelten Widerständen. .Elektromagnetische Aufspannvdrrichtungen
werden z. B. auf diese Weise entmagnetisiert. Störend wird dabei empfunden, abgesehen
von der Funkenbildung, der sehr viel Zeit beanspruchende Entmagnetisierungsvorgang.
Zur Entmagnetisierung großet Stückzahlen müssen daher die bekannten Verfahren ausscheiden.
Hierzu kommt, daß die Geräte, die zur Entmagnetisierung benutzt werden, großem Verschleiß
ausgesetzt und verhältnismäßig umfangreich sind.
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Alle die angegebenen Nachteile werden durch die Erfindung vermieden,
die darin besteht, daß die Entmagnetisierung von kleineren Stahlkörpern von einem
Elektromagneten durchgeführt wird, dessen Erregung der Entladestrom eines Kondensators
vornimmt. Die
Verwendung des Kondensators zur Magnetisierung des
Feldeisens elektrischer Maschinen ist bekannt. Erfindungsgemäß wird er jedoch verwendet
zur Entmagnetisierung in Verbindung mit der für vollständige Entmagnetisierung notwendigen
relativen Bewegung der Probe zum Elektromagneten. Dabei ist es gleichgültig, ob
die Probe rotiert und der Elektromagnet sich dabei in Ruhe befindet oder aber die
ruhende Probe vom Elektromagneten umkreist wird. Wesentlich ist, daß die Polwechselzahl
dem Querschnitt der zu entmagnetisierenden Stahlprobe entspricht. Durch diese Maßnahme
wird die infolge des magnetischen Hauteffektes bedingte unvollkommene Entmagnetisierung
im Innern von Stahlproben größerer Querschnitte vermieden. Während der Entladung
des Kondensators bildet die Stahlprobe zwischen den Polen des für die Entmagnetisierung
vorgesehenen Magneten den magnetischen Schluß.
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Der sich bei der Entmagnetisierung abspielende physikalische Vorgang
wird nachfolgend für den Fall betrachtet, daß eine Stahlprobe zwischen den ruhenden
Magnetpolen rotiert.
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Der Magnetisierung eines jeden Massenpunktes der Probe entspricht
ein bestimmter Wert auf seiner zugehörigen Hysteresiskurve. Bei nicht erregtem -Elektromagneten
bleibt dieser Wert bei einer Umdrehung der Probe fest. Bei gleichbleibend erregtem
Elektromagneten durchwandert jedoch der dem Massenpunkt zugeordnete Wert bei jeder
Umdrehung immer die gleiche Hysteresisschleife, wie sie in Abb. i dargestellt ist.
Wird nun gemäß der Erfindung anstatt der gleichbleibenden Erregung die durch eine
Kondensatorentladung hervorgerufene Erregung verwendet, so verändert sich die Magnetislerung
des Magneten, der aus Eisen sehr geringer Koerzitivkraft sei, und nimmt g°mäß der
abklingenden Kondensatorentladungskurve bis zu einem Wert nahe Null ab. In der Probe
tritt infolge der Relativbewegung zwischen Probe und Magneten ein fortwährender
Polwechsel ein, so daß sich in Verbindung mit der abnehmenden Magnetisierung des
Magneten die den einzelnen Massenpunkten der Probe zugehörigen Werte auf ihren Hysteresisschleifen
mit allmählich kleiner werdender Amplitude etwa so bewegen, wie in Abb. 2 gezeigt.
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Wird die zu entmagnetisierende Stahlprobe als ein Teil des entmagnetisierenden
Joches des Elektromagneten aufgefaßt, so ist außer dem Werkstoff der Stahlprobe
die Größe der Luftspalte zu berücksichtigen, die zwischen den beiden Polen des Elektromagn°ten
und denn von der Stahlprobe gebildeten Joch vorhanden ist. Die Entladespannung des
K.ondensators muß jedenfalls so groß sein, daß eine Masimalerregerstromstärke erreicht
wird, die die magnetische Sättigung des Probenmaterials bewirkt.
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Hierbei wird selbstverständlich eine Entmagnetisierung immer nur in
senkrechter Richtung der jeweiligen Drehachse herbeigeführt. Eine Entmagnetisierung
in Richtung der Drehachse läßt sich nur erreichen, wenn man die Stahlprobe um einen
festen. Punkt sich drehen läßt.
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Damit die den Massenpunkten zugeordneten Hysteresiskurvenwerte sich
dem Nullpunkt nähern können, ist es wichtig, daß zur möglichst weitgehenden Entmagnetisierung
mehrere Umdrehungen während der Abklingzeit der Entladekurve stattfinden. Anstatt
die Umdrehungsgeschwindigkeit zu erhöhen, kann auch die Abklingzeit mit Hilfe größerer
Entladewiderstände oder Kondensatoren verlängert werden. Die Umdrehungsgeschwindigkeit
darf aber für die Ausmaße der jeweiligen Stahlprobe nicht so groß sein, daß der
magnetische Hauteffekt wirksam wird.
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Ein Gerät, das nach dem vorgeschlagenen Verfahren Stahlkörper entmagnetisiert,
ist in Abb.3 in einem Schema veranschaulicht. Die in diesem Fall zylindrische, quer
magnetisierte Stahlprobe ist mit i bezeichnet. Sie befindet sich während der Entmagnetisierung
in Dreliung zwischen den beiden Polen 2 und 3 des von den Erregerspulen q. und 5
umschlossenen Joches des Elektromagneten 6. Der Erregerstrom wird von der Gleichstromduelle
; über eine Siebkette geliefert, die aus den beiden Kondensatoren 8a und 8b und
der Drosselspule io besteht. Der Kondensator 8a dient gleichzeitig als Entladekondensator,
der über die Entladewiderstände 9a und 9b mir dun Erregerspulen verbunden ist.
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Beim Offnen des Schalters i i fließt infolge der Entladung des Kondensators
8,1 durch die Erregerspulen 1 und 5 .ein stetig abnehmender Strom. Ohne Entmagnetisierungskondensator
8- würde nach Öffnung des Stromkreises durch den Schalter i i der Strom plötzlich
abreißen und auf der zu entmagnetisierenden Stahlprobe eine Polarität bAassen. In
Abhängigkeit von der Entladung des Kondensators erfolgt die Beseitigung des Magnetismus
in der Stahlprobe.
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Mit Hilfe eines Abtastelektromagneten 12 kann mit dem ballistischen
Galvanometer 13
in der Stahlprobe etwa vorhandener Restmagnetismus nachgewiesen
werden, jedoch haben zahlreiche Meßversuche ergeben, daß nach erfolgter Entmagnetisierung
eine Polarisation in der Stahlprobe mit dem ballistischen Galvanometcr nicht angezeigt
wurde.
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Wegen der wenig Geit und Mittel beanspruchenden Arbeitsweise eignet
sich das neue
Verfahren vor allen Dingen zur Entmagnetisierupg von
Stahlkörpern, die in großen Stückzahlen anfallen. Insbesondere kleinere Stahlkörper
lassen sich mit der Einrichtung erfindungsgemäß restlos entmagnetisieren.