Hartmagnete (z. B. aus Neodym-Selten-Erden) sind ein wesentlicher Bestandteil vieler alltäglicher Elektrogeräte. Das Aufladen dieser kleinen Magnete für den Einsatz in elektronischen Anwendungen erfordert oft ein hohes Maß an Genauigkeit. Ein typisches Beispiel ist ein Magnet, der mit einem Sensor interagiert, um zu überprüfen, ob ein Bauteil richtig platziert ist. Speziell für diesen Fall hat Bunting ein maßgeschneidertes Magnetisiergerät entwickelt und hergestellt.

Am europäischen Hauptsitz in Berkhamsted, Vereinigtes Königreich, entwirft das Ingenieurteam von Bunting maßgeschneiderte Magnetisiergeräte für den Einsatz in Elektronik- und Haushaltsgeräten.

Technische Produktinformationen: Industrielle und Kleinmagnetisiergeräte

Das maßgeschneiderte Magnetisiergerät

Im Rahmen eines kürzlich durchgeführten Projekts wurde das Bunting-Designteam mit einer herausfordernden Anwendung konfrontiert. In einem Elektrogerät interagiert der kleine Magnet mit einem Sensor, um zu verifizieren, dass eine Schlüsselkomponente auf dem Baugruppenträger richtig positioniert ist. Normalerweise werden Permanentmagnete magnetisiert geliefert, aber das war aus folgenden Gründen nicht möglich:

• die geringe Größe;
• Entmagnetisierung durch Hitzeeinwirkung während des Kunststoffumspritzens

Folglich wurde der Baugruppenträger mit dem Magneten bestückt, die komplette Baugruppe umspritzt und erst danach aufmagnetisiert.

Betriebskriterien

Wie bei vielen elektronischen Anwendungen war die Anzahl der magnetischen Teile, die magnetisiert werden mussten, beträchtlich. Die Spezifikation sah vor, dass alle drei (3) Sekunden ein Werkstück magnetisiert werden sollte. Der Produktionsprozess soll 24 Stunden lang an 6 Tagen in der Woche laufen. Trotz der hohen Arbeitsbelastung wird das Magnetisiergerät eine Lebensdauer von mindestens 5 Jahren haben.

Das Design des Magnetisiergeräts

Normalerweise wird die Magnetisierung alle vier (4) Sekunden ausgelöst. Für ein Auslösesintervall aller drei (3) Sekunden hat das Bunting-Designteam zwei Basiseinheiten gekoppelt. Diese werden parallel betrieben und magnetisierten alle sechs (6) Sekunden zwei Vorrichtungen. Das bedeutet, dass das Magnetisiergerät jedes Jahr 4.320.000 Mal auslöst.

Das Designteam entwickelte die Hard- und Software, damit die beiden Basiseinheiten miteinander kommunizieren können. Auf diese Weise wurde sichergestellt, dass die Magnetisierung genau zum gleichen Zeitpunkt erfolgte.

Erste Berechnungen ergaben, dass durch den Vorgang der Magnetisierung in 6 Sekunden 8 kJ Wärme erzeugt werden könnten. Mit dem Ziel, möglichst wenig Energie zu verbrauchen, wurde die Vorrichtung für 1400 V statt der maximalen 3000 V ausgelegt. Dabei wurden weniger als 4 kJ pro Auslösung verbraucht. Durch den geringeren Energiebedarf werden die Komponenten im Ladegerät nur zu 50 % belastet, was ihre erwartete Lebensdauer verlängerte.

Zudem muss die Magnetisierungsspule jedes Mal, wenn ein magnetisches Bauteil geladen wird, diese 4 kJ Wärme abführen. Um den Betrieb der Spule auf einem optimalen Niveau zu halten, wird ein geschlossener Kühlkreislauf verwendet. Dieser hält die Temperatur der Spulen auf weniger als 75 Grad Celsius, wobei 1 kW Energie über die beiden Vorrichtungen entnommen wird.

Designs von Magnetisiergeräten

Dies ist eines von vielen Projekten, bei denen das Ingenieurteam von Bunting ein maßgeschneidertes Magnetisiergerät entwickelt hat. Während es sich bei diesem Projekt um eine manuelle Bestückung handelt, sind andere Magnetisiergeräte in automatisierte Systeme integriert. Die Systeme können über eine Ethernet-Verbindung ferngewartet werden.

Bunting ist auf die Bereitstellung magnetischer Lösungen spezialisiert. Zudem verkauft das Unternehmen eine Reihe von Magneten und magnetischen Bauteilen online über seine Marke Bunting-eMagnets