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antriebstechnik 4/2016

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Warum Restmagnetismus so

Warum Restmagnetismus so riskant ist Fünf Situationen, in denen es auf die Magnetic Cleanness ankommt Jonas Voss Magnetismus ist allgegenwärtig und ein nützlicher Helfer der Industrie. Nahezu leicht scheint es, wenn Elektromagneten tonnenschwere Gegenstände anheben und Blasmagneten zerstörerische Lichtbögen in Schaltanlagen löschen. Doch auch der Magnetismus hat „zwei Gesichter“ und ist anderorts die Ursache schwerwiegender Schäden. Ein Schweizer Magnetspezialist ist der Thematik auf den Grund gegangen und beleuchtet, warum Rest magnetismus durchaus riskant sein kann. D ie Entmagnetisierung gehört bereits in vielen Fertigungsbetrieben zum Standardprozedere. Viele Werkstücke werden sogar mehrfach entmagnetisiert, bevor sie den Transport zum Abnehmer antreten. Und hier zeigt sich das eigentliche Problem: viele Teile enthalten noch Restmagnetismus und remagnetisieren sich während des Transports. Beim Abnehmer angekommen, weisen sie dann erneut Feldstärken auf, die für qualitätsbewusste Hersteller inakzeptabel sind. Seit über einem Jahrzehnt beschäftigt sich Albert Maurer von Maurer Magnetic/ Schweiz mit den Möglichkeiten, den Restmagnetismus verlässlich aus dem Material herauszubekommen. Da alternative Verfahren mehrheitlich versteckten Restmagnetismus im Material zurücklassen, entwickelte er sein e igenes Entmagnetisierverfahren. Maurers Verfahren neutralisiert das ferromagnetische Material mit ähnlichem Resultat, wie ein geschmiedetes Teil, das keinem Magnetismus durch Magnetheber oder ähnliches ausgesetzt war. Messungen und die Jonas Voss ist tätig für ViATiCO Strategie und Text in Bruchsal Erfahrungen vieler Anwender zeigen, dass das Maurer-Verfahren ähnliche entmagnetisierende Phänomene zeigt, wie zum Beispiel hohe Permeabilität und ma gnetischen Selbstheilungseffekt. Albert Maurer weist auf den durch Restmagnetismus entstehenden Schaden hin: „Das tückische am Restmagnetismus ist, dass verbleibende hartmagnetische Stellen und verzerrte magnetische Domänen oftmals das gesamte Bauteil remagnetisieren. Gründliches Entmagnetisieren wird zur Verpflichtung für jeden verantwortungsbewussten Produzenten.“ Anhand von fünf Anwendungsfällen soll aufgezeigt werden, welche Risiken von magnetisierten Werkstücken ausgehen. Partikelanhaftung Werner Spicker, Betriebsleiter der Krauss Maffei Technologies, stellte immer wieder nach den Zerspanungsprozessen eine Remagnetisierung der Bauteile fest. Außerdem führten die hohen Ströme im Verchromungsprozess von Hydraulik-Säulen zu einem Anstieg der magnetischen Feldstärken von bis zu 30 A/cm. Das Anhaften von Metallpartikeln an den magnetischen Säulen würde bei fast 400 bar Systemdruck zur Zerstörung der Dichtungen und zum Ausfall der Maschine führen. Der Spritzgießmaschinenhersteller schaffte eine Entmagnetisieranlage von Maurer Magnetic an und entmagnetisiert grundsätzlich alle Säulen der CX-Baureihe vor Einbau in die Maschine. Das Verfahren ist so gründlich, dass es keine messbaren Werte hinterlässt. Spicker: „Wir hatten zuvor immer wieder unerklärlichen Schließdruckabfall bei der Inbetriebnahme. Diese Fälle haben sich drastisch reduziert.“ Auch bei Getriebeketten, welche in stufenlosen Getrieben, z. B. von Herstellern wie Audi und Subaru, verbaut werden, sorgt Restmagnetismus und die daraus resultierende Remagnetisierung für inakzeptable Verhältnisse. Ist die Kette nicht gründlich entmagnetisiert, verfangen sich abgeriebene Metallpartikel zwischen den Wiegedruckstücken der Getriebeketten. Die fatale Folge: Die Ketten können deformiert und sogar zersprengt werden. An einer gründlichen Entmagnetisierung kommen die Hersteller also nicht vorbei, wollen sie langlebige und verlässliche Produkte herstellen. Die oberflächliche Einhaltung von Branchenvorgaben Der Verband der Automobilindustrie, VDA, empfiehlt in seiner „Prüfung der Technischen Sauberkeit“ eine maximale magneti- 84 antriebstechnik 4/2016

KOMPONENTEN UND SOFTWARE sche Feldstärke von 2 A/cm als unkritischen Wert für medienberührende Komponenten. Das angeblich „entmagnetisierte“ Rohmaterial, das viele Hersteller kaufen, entpuppt sich aber als Zeitbombe, weil es nach dem Zerspanungsprozess wieder magnetisch ist. Auch ein Hersteller von Benzinpumpen musste feststellen, dass nach dem Honen wieder alles beim Alten war. Albert Maurer: „Herkömmliche Entmagnetisierverfahren schaffen nur eine Pseudosicherheit. Der Effekt ist oberflächlich, tief im Material verbleiben die gefährlichen Domänen mit Restmagnetismus.“ So auch bei Drehmomentwandlern, die aus mehreren Bauteilen verschiedener Materialien bestehen. Die Entmagnetisierung dieser Baugruppen ist wichtig, da an den Schaufelrädern und Lagern im Inneren nach dem Aufschweißen der Wuchtgewichte magnetische Felder mit Spitzenstärken von bis zu 60 A/cm auftreten können. Dieser Wert liegt weit jenseits einer akzeptablen Größenordnung. Herkömmliche Entmagnetisierungslösungen erzielen auf der Außenhaut der Werkstücke passable Ergebnisse. Die innenliegenden Komponenten werden aber nicht oder nur geringfügig entmagnetisiert. Auch wenn Messungen am Gehäuse gute Werte liefern, ist die Baugruppe nicht vollständig magnetisch rein und eine Remagnetisierung wird begünstigt. „Entmagnetisieren ist ein Qualitätsmerkmal, das uns einen Wettbewerbsvorteil verschafft“, warnt Spicker. Fehlorientierung vorprogrammiert Während Abflügen vom Landeplatz eines Hospitals in der Ostschweiz bemerkten die Helikopterpiloten merkwürdige Störungen im Navigationssystem. Das Navigationssystem musste in der Folge neu gestartet werden. Solche Zwischenfälle sind aus Sicherheitsgründen absolut unzumutbar. Drei Fragen an Albert Maurer, Geschäfts - führender Gesellschafter der Maurer Magnetic AG Haben Sie das Gefühl, die Leute nehmen die Gefahren des Restmagnetismus nicht ernst genug? Ja, dieser Eindruck drängt sich mir oft auf. Vielfach fehlt auch das physikalische Verständnis von den Zusammenhängen. Es ist, als wolle man sich von einer lästigen Pflicht möglichst leicht befreien. Die Messungen, wenn überhaupt, erfolgen oberflächlich und geben meist den Zustand unmittelbar nach dem Entmagnetisieren wider. Wie es Tage später aussieht, will dann keiner mehr wissen. Es gibt verschiedene Entmagnetisierungsverfahren. Was ist Ihre Kritik an gängigen Verfahren? Alternative Verfahren beseitigen in den meisten Fällen nicht alle hartmagnetischen Stellen oder verzerren die Domänenstruktur, es verbleiben mehrheitlich magnetische Inseln im Material. Dieser Restmagnetismus ist gefährlich, da er der Ausgangspunkt für die negativen Eigenschaften wie die eigene Re-magnetisierung des Materials innerhalb kurzer Zeit sein kann. Erschütterungen oder die räumliche Nähe zu anderen magnetisierten Teilen begünstigen dies. Was verstehen Sie unter Curiesieren? Pierre Curie entdeckte, dass Metalle ihre ferromagnetischen Eigenschaften vollständig verlieren, wenn man sie über eine bestimmte Temperatur („Curie Temperatur“) hinaus erhitzt. Durch das Abkühlen bildet sich eine amorphe und neutrale magnetische Struktur aus Domänen (Weiss‘schen Bezirken) und Blochwänden. Auch ein Schmiedeteil ist ein gutes Beispiel für diesen magnetischen Idealzustand. Das Maurer-Degaussing Verfahren, als das derzeit gründlichste nicht-thermische Entmagnetisierungsverfahren, neutralisiert das ferromagnetische Material nahezu vollständig. Messungen haben gezeigt, dass es mit demselben vorteilhaften magnetischen Selbstheilungseffekt wie ein geschmiedetes Teil ausgestattet ist. Unser Verfahren kommt nahe an den magnetischen Idealzustand. Auf diese Weise entmagnetisierte Teile nennen wir daher „curiesiert“. Die Ursache für die enormen Missweisungen der Instrumente war der verwendete Armierungsstahl, er war magnetisch. Die Magnetisierung erfahren die Stahlstäbe im Stahlwerk durch das Handling mit starken Elektromagneten. Die Stahlarmierung des Landeplatzes bewirkte eine erhebliche Ver­ zerrung des Erdmagnetfeldes in dessen Nahbereich. Eine teure Karbonarmierung wäre eine Alternative gewesen. Die Entmagnetisierung der Armierung am fertigen Rohbau ist viel kostengünstiger und bei Anwendung des richtigen Verfahrens auch eine verlässliche Dauerlösung. Maurer: „Wir Ideal für Ihren Antrieb Frei programmierbarer Winkel, Drehsinn und Spannung DREHGEBER Serie SPOT § Vereinfacht die Justage vor Ort § Reduziert Ihre Variantenvielfalt § Reduziert Prozess- und Lagerkosten www.megatron.de antriebstechnik 4/2016 85 Megatron.indd 1 07.04.2016 09:08:58

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