ES3024132T3 - Multipolar magnetising fixture for high coercivity materials - Google Patents
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Abstract
Dispositivo magnetizador (10) que comprende porciones conductoras (12), preferiblemente hechas de cobre, en donde las porciones conductoras (12) están preparadas de tal manera que forman un patrón serpenteante. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)Magnetizing device (10) comprising conductive portions (12), preferably made of copper, wherein the conductive portions (12) are prepared in such a way that they form a serpentine pattern. (Automatic translation with Google Translate, no legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Aparato de magnetización multipolar para materiales de alta coercitividad Multipole magnetization apparatus for high coercivity materials
La presente invención se refiere a un aparato de magnetización, que puede usarse para magnetizar láminas delgadas o capas laminadas con un patrón multipolar. El patrón magnético resultante es una realización aproximada de una matriz de Halbach continua con un campo magnético concentrado en un lado activo de la lámina o capa laminada con campos de dispersión despreciables en el otro lado. Un patrón de tiras multipolar de este tipo también tiene la ventaja de crear fuertes fuerzas de sujeción magnética en la dirección perpendicular a la lámina o capa laminada así como en la dirección en la lámina perpendicular a las tiras. The present invention relates to a magnetization apparatus, which can be used to magnetize thin sheets or laminate layers with a multipole pattern. The resulting magnetic pattern is an approximate embodiment of a continuous Halbach array with a concentrated magnetic field on one active side of the sheet or laminate layer with negligible stray fields on the other side. Such a multipole strip pattern also has the advantage of creating strong magnetic holding forces in the direction perpendicular to the sheet or laminate layer as well as in the direction within the sheet perpendicular to the strips.
Crear un patrón de tiras multipolar de este tipo en un imán permanente de producto de alta energía con altas coercitividades tal como Nd-Fe-B, requiere corrientes muy altas que se descargan a través de un alambre. Los pulsos de alta corriente hacen que el diseño de un aparato de este tipo resulte difícil por varios motivos. La corriente crea altas fuerzas mecánicas entre porciones de alambre que pueden conducir a que el alambre se doble. Por tanto, se necesita fijar firmemente el alambre en el aparato. Además, con el fin de crear altas corrientes en el aparato, es necesario aplicar altas tensiones. Por tanto, se necesita que la corriente esté bien aislada de los demás componentes del aparato para evitar una tensión de ruptura. Además, la alta corriente verterá una gran cantidad de energía en forma de calor en el alambre. El calentamiento aumenta la resistencia del alambre, reduciendo de ese modo la corriente pico. Si no se corrige, esto puede conducir a una fusión del alambre. Por tanto, tiene que extraerse el calor de manera eficiente, lo cual hace que la fijación y el aislamiento del alambre sea más difícil y, por tanto, restringe las distancias entre porciones de alambre. Creating such a multipole strip pattern in a high-energy permanent magnet with high coercivities, such as Nd-Fe-B, requires very high currents discharged through a wire. High-current pulses make the design of such an apparatus difficult for several reasons. The current creates high mechanical forces between portions of the wire, which can lead to bending of the wire. Therefore, the wire must be firmly fixed in the apparatus. Furthermore, in order to create high currents in the apparatus, high voltages must be applied. Therefore, the current must be well insulated from the other components of the apparatus to avoid a breakdown voltage. Furthermore, the high current will release a large amount of energy into the wire as heat. The heating increases the wire's resistance, thereby reducing the peak current. If not corrected, this can lead to wire melting. Therefore, heat must be removed efficiently, which makes wire fixing and insulation more difficult and therefore restricts the distances between wire sections.
Las tecnologías actuales usan principalmente un alambre incorporado en un bloque de hierro laminado. Se necesita una alta precisión para el mecanizado del bloque de hierro laminado y debe tenerse un cuidado meticuloso para proporcionar aislamiento cuando se incluye el alambre en el bloque. Esto impone restricciones técnicas considerables sobre lo cerca que pueden disponerse las porciones de alambre unas de otras y la separación mínima del patrón de tiras multipolar. Current technologies primarily use a wire embedded in a rolled iron block. High precision is required for machining the rolled iron block, and meticulous care must be taken to provide insulation when the wire is embedded in the block. This imposes considerable technical restrictions on the closeness of the wire portions to each other and the minimum spacing of the multi-core strip pattern.
El documento DE 3506757 A1 da a conocer un dispositivo de magnetización para imanes permanentes multipolares, teniendo el dispositivo de magnetización conductores de alta corriente que están construidos de manera solidaria y tienen bandas laterales que sobresalen a través de una placa de retención de tal manera que disipan el calor producido en el conductor de corriente. Los conductores de corriente se producen a partir de una tira de cobre retirando los espacios intermedios entre las bandas de refrigeración. Document DE 3506757 A1 discloses a magnetizing device for multi-pole permanent magnets, the magnetizing device having high-current conductors that are integrally constructed and have side bands that protrude through a retaining plate in such a way as to dissipate the heat generated in the current-carrying conductor. The current-carrying conductors are produced from a copper strip by removing the spaces between the cooling bands.
El documento DE 4301 771 A1 da a conocer un dispositivo de magnetización que tiene polos de tiras en forma de un rodillo a lo largo del cual se guía mediante contacto la lámina que va a magnetizarse. El rodillo tiene conductores de corriente axialmente paralelos sobre su superficie. Estos están dispuestos de manera serpenteante y están conectados como grupos en serie. Están conectados de manera sucesiva por sectores a una fuente de corriente. Los segmentos de contacto pueden conectarse al rodillo y asignarse por parejas a grupos de conductores individuales. Un par de cepillos colectores pueden realizar la conexión entre un grupo de conductores y el generador de pulsos. Document DE 4301 771 A1 discloses a magnetizing device having strip poles in the form of a roller along which the foil to be magnetized is guided by contact. The roller has axially parallel current conductors on its surface. These are arranged in a serpentine manner and connected as series groups. They are successively connected in sectors to a current source. The contact segments can be connected to the roller and assigned in pairs to individual conductor groups. A pair of collector brushes can connect a conductor group to the pulse generator.
El documento US 5.063.367 A da a conocer un método y un aparato para producir patrones de magnetización complejos en una lámina de material magnético. Un aparato tiene placas superior e inferior con un patrón conductor coincidente incorporado en una superficie de cada placa. El patrón conductor cubre sustancialmente toda la superficie de cada placa. Para magnetizar la lámina de material magnético, se coloca entre las placas y se aplica una corriente de magnetización a los conductores con un magnetizador de descarga de condensador. La lámina resultante de material magnetizado es útil como desactivador magnético para artículos de seguridad electromagnéticos. US 5,063,367 A discloses a method and apparatus for producing complex magnetization patterns in a sheet of magnetic material. An apparatus has top and bottom plates with a matching conductive pattern incorporated into one surface of each plate. The conductive pattern covers substantially the entire surface of each plate. To magnetize the sheet of magnetic material, it is placed between the plates and a magnetizing current is applied to the conductors with a capacitor discharge magnetizer. The resulting sheet of magnetized material is useful as a magnetic deactivator for electromagnetic safety articles.
El documento US 3.474.368 A da a conocer un aparato de carga de imán para proporcionar una pluralidad de polos magnéticos sobre la cara de un bloque de material de imán. Una pieza polar cilíndrica de hierro blando, que tiene ranuras longitudinales formadas en un extremo de la misma, está rodeada por un conductor de cobre, estando porciones del conductor dispuestas en las ranuras para formar de ese modo un arrollamiento conductor de una única vuelta alrededor de las porciones de la pieza polar definidas por las ranuras. US 3,474,368 A discloses a magnet charging apparatus for providing a plurality of magnetic poles on the face of a block of magnet material. A cylindrical soft iron pole piece, having longitudinal slots formed in one end thereof, is surrounded by a copper conductor, portions of the conductor being disposed in the slots to thereby form a single-turn conductive winding about the portions of the pole piece defined by the slots.
El documento EP 1513 169 A2 da a conocer un dispositivo de magnetización multipolar que usa un cabezal de magnetización multipolar macizo para llevar a cabo la magnetización de imanes permanentes, realizados de materiales altamente coercitivos tales como ferritas magnéticas duras y materiales basados en tierras raras, que requieren una intensidad de campo magnético muy alta concentrada en secciones definidas con precisión para alcanzar el punto de saturación magnética. La magnetización se lleva a cabo dentro de un cabezal de magnetización multipolar de tal manera que se produce una serie de polos simétricos y opuestos de manera alterna en el imán permanente. El cabezal de magnetización tiene una forma de un cuerpo tubular, realizado de un material que tiene buena conductividad eléctrica. Se crea una sucesión de bucles de corriente opuesta en el cabezal de magnetización mediante una geometría apropiada de cortes verticales en el cuerpo tubular del cabezal de magnetización. La forma de los bucles de corriente garantiza que la porción principal de la corriente eléctrica está lo suficientemente cerca de la superficie del material de imán. La anchura de los polos magnéticos está definida por los huecos entre dichos cortes. EP 1513 169 A2 discloses a multipole magnetization device that uses a solid multipole magnetization head to magnetize permanent magnets made of highly coercive materials such as hard magnetic ferrites and rare earth-based materials, which require a very high magnetic field intensity concentrated in precisely defined sections to reach the magnetic saturation point. The magnetization is carried out within a multipole magnetization head such that a series of alternating symmetrical and opposite poles are produced in the permanent magnet. The magnetization head is in the form of a tubular body, made of a material with good electrical conductivity. A succession of opposing current loops is created in the magnetization head by means of an appropriate geometry of vertical cuts in the tubular body of the magnetization head. The shape of the current loops ensures that the main portion of the electric current is sufficiently close to the surface of the magnet material. The width of the magnetic poles is defined by the gaps between these cuts.
El documento US 3.480.894 A da a conocer una tira alargada de material flexible que tiene un canal en forma de L en la misma, estando la tira magnetizada a lo largo del canal. La tira flexible está posicionada con respecto al borde de metal de un esquí de tal manera que las superficies de canal se superponen con las porciones expuestas del borde, haciendo que la tira se adhiera al borde mediante acción magnética. US 3,480,894 A discloses an elongated strip of flexible material having an L-shaped channel therein, the strip being magnetized along the channel. The flexible strip is positioned relative to the metal edge of a ski such that the channel surfaces overlap the exposed portions of the edge, causing the strip to adhere to the edge by magnetic action.
El documento US 4.794.358 A da a conocer una bobina de campo magnético que consiste en discos realizados de un conductor eléctrico que tienen una hendidura radial, están conectados en espiral entre sí y, por medio de hendiduras radiales adicionales, tienen una región de transporte de corriente interna y una región externa que disipa calor. US 4,794,358 A discloses a magnetic field coil consisting of discs made of an electrical conductor having a radial slit, spirally connected to each other and, by means of further radial slits, having an internal current carrying region and an external heat dissipating region.
Por tanto, un objetivo de la presente invención es abordar estas dificultades y proporcionar un aparato que sea fácil de producir, que pueda adaptarse fácilmente a distancias entre polos cortas y que pueda resistir altos esfuerzos térmicos así como mecánicos al tiempo que proporciona un aislamiento eléctrico suficiente. Therefore, an objective of the present invention is to address these difficulties and to provide an apparatus that is easy to produce, that can be easily adapted to short pole distances and that can withstand high thermal as well as mechanical stresses while providing sufficient electrical insulation.
Según un primer aspecto de la presente invención, este objetivo se logra mediante un aparato de magnetización según la reivindicación 1. According to a first aspect of the present invention, this objective is achieved by a magnetizing apparatus according to claim 1.
Dicho de otro modo, cada par de porciones conductoras adyacentes están conectadas entre sí en un extremo de las mismas de una manera que se crea un patrón serpenteante a través de todas las porciones conductoras. La conexión entre las porciones conductoras puede realizarse con puentes conductores. El patrón serpenteante compuesto por porciones conductoras conectadas representa una realización de un trayecto de transporte de corriente serpenteante. Un trayecto serpenteante se refiere, en este caso, a un trayecto que consiste en una o más curvas sustancialmente en forma de U, que están formadas por las porciones conductoras y, si están presentes, los puentes conductores. De esta manera, cada porción conductora está conectada con ambas de sus porciones conductoras adyacentes. Cuando fluye una corriente a través las porciones conductoras en el trayecto serpenteante, se crea un campo magnético que puede magnetizar una lámina o capa laminada con un patrón multipolar muy similar a una matriz de Halbach. El patrón de tiras de tipo matriz de Halbach crea un campo magnético concentrado en un lado de la lámina o capa laminada con campos de dispersión despreciables en el otro lado, lo cual crea fuertes fuerzas de sujeción magnética en la dirección perpendicular a la lámina o la capa laminada así como en la dirección en la lámina perpendicular a las tiras. In other words, each pair of adjacent conductive portions is connected to one another at one end in such a way that a meandering pattern is created through all of the conductive portions. The connection between the conductive portions can be made with conductive bridges. The meandering pattern composed of connected conductive portions represents one embodiment of a meandering current-carrying path. A meandering path refers, in this case, to a path consisting of one or more substantially U-shaped bends formed by the conductive portions and, if present, the conductive bridges. In this way, each conductive portion is connected to both of its adjacent conductive portions. When a current flows through the conductive portions in the meandering path, a magnetic field is created that can magnetize a laminated sheet or layer with a multipolar pattern very similar to a Halbach array. The Halbach matrix-type strip pattern creates a concentrated magnetic field on one side of the sheet or laminate layer with negligible stray fields on the other side, creating strong magnetic holding forces in the direction perpendicular to the sheet or laminate layer as well as in the direction on the sheet perpendicular to the strips.
Las porciones conductoras se cortan y preparan de tal manera, incluyendo los orificios pasantes, según lo anterior, que la corriente que fluye a través de la porción conductora está confinada en una capa, que está lo más cerca posible de la superficie del aparato, que preferiblemente es opuesta al lado al que se extiende la al menos una ranura abierta. Además, la al menos una ranura abierta, que se extiende a un lado de la porción conductora, ayuda a evitar o reducir las corrientes parásitas. En particular, la al menos una ranura abierta que se extiende desde el orificio pasante a un lado de la porción conductora impide que cualquier corriente parásita discurra alrededor del orificio pasante. Además, el metal entre los orificios pasantes ayuda con las propiedades mecánicas ya que sujeta la capa en su sitio, que transporta la corriente. También ayuda con la disipación de calor, porque proporciona un trayecto para que fluya el calor desde la capa de transporte de corriente en la que se crea mediante calentamiento por efecto Joule, hasta el lado opuesto de las porciones conductoras en el que hay mucho material metálico para que se disperse el calor al mismo, de modo que el calor puede disiparse mejor y de manera más eficiente. The conductive portions are cut and prepared such that, including the through-holes, the current flowing through the conductive portion is confined to a layer as close as possible to the surface of the apparatus, preferably opposite the side to which the at least one open slot extends. Furthermore, the at least one open slot extending to one side of the conductive portion helps to prevent or reduce stray currents. In particular, the at least one open slot extending from the through-hole to one side of the conductive portion prevents any stray current from flowing around the through-hole. Furthermore, the metal between the through-holes improves the mechanical properties by holding the current-carrying layer in place. It also helps with heat dissipation because it provides a path for heat to flow from the current transport layer where it is created by Joule heating, to the opposite side of the conductive portions where there is plenty of metallic material for the heat to disperse to, so that the heat can be dissipated better and more efficiently.
Las porciones conductoras en forma de placa se usan principalmente para aparatos de magnetización planos y pueden apilarse fácilmente y fijarse entre sí, mientras que las porciones conductoras en forma de cuña se implementan principalmente para aparatos de magnetización en forma de arco o cilíndricos, que se usan para crear patrones magnéticos multipolares en forma de arco o cilíndricos. Debe observarse que el término “placa” no se limita a una placa plana o una placa con superficies planas. Lo mismo se aplica al término “cuña”, en el que no es necesario que la superficie de la cuña sea plana, convexa o cóncava. También puede adoptar cualquier otra geometría, si resulta apropiado. Por ejemplo, una placa de tipo ondulado o en zigzag en lugar de una placa plana, lo cual crea patrones de tiras de tipo ondulado o en zigzag en lugar de patrones de tiras rectas, también debe entenderse como “forma de placa” dentro del alcance de la invención. Una porción conductora “en forma de placa” tiene preferiblemente una sección transversal que es sustancialmente rectangular, en la que los dos lados del rectángulo que son sustancialmente ortogonales a la dirección de apilamiento son más largos que los otros dos lados del rectángulo que son sustancialmente paralelos a la dirección de apilamiento. Además, con el fin de lograr un apilamiento firme y estable, las superficies de las porciones conductoras que son ortogonales a la dirección de apilamiento se preparan preferiblemente de tal manera que se proporciona un área de contacto de superficie suficiente de cada una de dos porciones conductoras adyacentes (teniendo en cuenta el aislamiento eléctrico entre las mismas salvo por el punto de conexión). Plate-shaped conductive portions are primarily used for planar magnetization devices and can be easily stacked and secured together, while wedge-shaped conductive portions are primarily implemented for arc-shaped or cylindrical magnetization devices, which are used to create arc-shaped or cylindrical multipole magnetic patterns. It should be noted that the term "plate" is not limited to a flat plate or a plate with flat surfaces. The same applies to the term "wedge," in which the wedge surface need not be flat, convex, or concave. It may also take any other geometry, if appropriate. For example, a wavy or zigzag-like plate instead of a flat plate, which creates wavy or zigzag-like strip patterns instead of straight strip patterns, should also be understood as a "plate shape" within the scope of the invention. A “plate-shaped” conductive portion preferably has a substantially rectangular cross-section, wherein the two sides of the rectangle that are substantially orthogonal to the stacking direction are longer than the other two sides of the rectangle that are substantially parallel to the stacking direction. Furthermore, in order to achieve firm and stable stacking, the surfaces of the conductive portions that are orthogonal to the stacking direction are preferably prepared such that a sufficient surface contact area is provided between each of two adjacent conductive portions (taking into account the electrical insulation between them except for the connection point).
Las porciones conductoras del aparato de magnetización son preferiblemente piezas independientes que están eléctricamente conectadas entre sí. De esta manera, el aparato de magnetización puede ajustarse fácilmente a escala de modo que el número de las porciones conductoras puede aumentarse o reducirse según la aplicación específica. Además, el aparato también puede desmontarse y volver a montarse sin dificultad y, por tanto, puede transportarse fácilmente. The conductive portions of the magnetizing apparatus are preferably independent parts that are electrically connected to one another. In this way, the magnetizing apparatus can be easily scaled so that the number of conductive portions can be increased or decreased according to the specific application. Furthermore, the apparatus can also be disassembled and reassembled without difficulty and is therefore easy to transport.
En una realización preferida, las porciones conductoras están eléctricamente conectadas mediante un puente conductor, preferiblemente una pieza de cobre, que tiene una buena conductividad eléctrica. La conexión de dos porciones conductoras adyacentes usando un puente conductor mejora adicionalmente la capacidad de ajuste a escala del aparato. Sin embargo, el puente conductor es opcional, ya que también puede diseñarse para formar parte de la porción conductora. De hecho, el aparato de magnetización también pueda fabricarse como una única pieza que tiene un patrón serpenteante, en el que las porciones conductoras están conectadas de manera solidaria entre sí. In a preferred embodiment, the conductive portions are electrically connected by a conductive bridge, preferably a piece of copper, which has good electrical conductivity. Connecting two adjacent conductive portions using a conductive bridge further improves the scalability of the apparatus. However, the conductive bridge is optional, as it can also be designed to be part of the conductive portion. Indeed, the magnetizing apparatus can also be manufactured as a single piece having a serpentine pattern, in which the conductive portions are integrally connected to one another.
Preferiblemente, las porciones conductoras del aparato de magnetización están apiladas y mecánicamente fijadas entre sí. El apilamiento de las porciones conductoras en forma de placa proporciona una solución muy modular y variable que puede ajustarse fácilmente a escala. La alta resistencia mecánica del apilamiento y la fijación, por ejemplo, mediante cola, hacen posible que este aparato resista las altas fuerzas experimentadas durante el procedimiento de magnetización. Preferably, the conductive portions of the magnetization apparatus are stacked and mechanically secured to one another. Stacking the conductive portions in the form of a plate provides a highly modular and variable solution that can be easily scaled. The high mechanical strength of the stack and the fixation, for example, by glue, enable this apparatus to withstand the high forces experienced during the magnetization process.
En una realización preferida, al menos una capa de aislamiento está proporcionada entre dos porciones conductoras adyacentes del aparato de magnetización. Esto proporciona aislamiento eléctrico entre las porciones conductoras y una manera de fijar mecánicamente las porciones conductoras entre sí. La capa de aislamiento es preferiblemente una capa de cola, en la que la capa de cola está más preferiblemente revestida con fibra de vidrio. Las capas de aislamiento son importantes para prevenir el contacto eléctrico entre dos porciones conductoras salvo por el punto de conexión en el puente conductor. La capa de aislamiento contiene preferiblemente materiales adhesivos, por ejemplo cola, con el fin de conectar firmemente y fijar las porciones conductoras apiladas entre sí, en la que la capa está preferiblemente revestida con fibra de vidrio de modo que, incluso bajo grandes presiones, mantiene un grosor establecido. La capa de aislamiento también tiene preferiblemente forma de placa o de cuña. Sin embargo, también puede tener cualquier otra forma que hace que sea adecuada para apilarse entre las porciones conductoras. In a preferred embodiment, at least one insulating layer is provided between two adjacent conductive portions of the magnetizing apparatus. This provides electrical insulation between the conductive portions and a means of mechanically securing the conductive portions to one another. The insulating layer is preferably a glue layer, wherein the glue layer is most preferably coated with fiberglass. Insulating layers are important for preventing electrical contact between two conductive portions except for the connection point at the conductive bridge. The insulating layer preferably contains adhesive materials, e.g., glue, in order to firmly connect and secure the stacked conductive portions to one another, wherein the layer is preferably coated with fiberglass so that, even under great pressure, it maintains a set thickness. The insulating layer is also preferably plate- or wedge-shaped. However, it may also have any other shape that makes it suitable for stacking between the conductive portions.
Más preferiblemente, al menos una porción de guía de campo, que contiene preferiblemente hierro, está proporcionada entre dos porciones conductoras adyacentes. Esta porción de guía de campo amplifica el campo magnético creado por la corriente y ayuda a magnetizar una lámina o capa laminada que está colocada en el patrón serpenteante por encima del aparato. Como la porción conductora y la capa de aislamiento, la porción de guía de campo tiene preferiblemente forma de placa o de cuña. Sin embargo, también puede adoptar cualquier otra geometría que hace que sea adecuada para apilarse entre las porciones conductoras así como las capas de aislamiento. More preferably, at least one field guide portion, preferably containing iron, is provided between two adjacent conductive portions. This field guide portion amplifies the magnetic field created by the current and helps magnetize a sheet or laminated layer arranged in the serpentine pattern above the apparatus. Like the conductive portion and the insulating layer, the field guide portion is preferably plate- or wedge-shaped. However, it may also take any other shape that makes it suitable for stacking between the conductive portions as well as the insulating layers.
La al menos una porción de guía de campo comprende preferiblemente al menos una ranura abierta, que se extiende a un lado de la porción de guía de campo. La porción de guía de campo está cortada de tal manera que reduce las corrientes parásitas pero todavía tiene suficiente resistencia mecánica como para apilarse entre sí. The at least one field guide portion preferably comprises at least one open slot, which extends to one side of the field guide portion. The field guide portion is cut in such a way as to reduce eddy currents but still have sufficient mechanical strength to be stacked together.
En una realización preferida, el aparato de magnetización comprende además unos medios de refrigeración. Los medios de refrigeración se usan para disipar adicionalmente calor a partir del aparato de magnetización, en el que los medios de refrigeración pueden basarse en refrigeración por líquido, refrigeración por aire o cualquier otro mecanismo de refrigeración. In a preferred embodiment, the magnetization apparatus further comprises a cooling means. The cooling means are used to further dissipate heat from the magnetization apparatus, where the cooling means may be based on liquid cooling, air cooling, or any other cooling mechanism.
En un segundo aspecto, la invención proporciona además un método de magnetización de una capa, que comprende: aplicar la capa en el patrón serpenteante de un aparato de magnetización según lo anterior; aplicar una fuente de corriente al aparato de magnetización de modo que fluye una corriente a través del patrón serpenteante. Usando el aparato de magnetización así como este método, puede magnetizarse rápidamente una capa con un patrón multipolar, que es una realización de una matriz de tipo Halbach, pero de una manera continua en lugar de usando imanes diferenciados tal como resulta más habitual, lo cual mejora significativamente, por ejemplo, el ensamblaje de los imanes. In a second aspect, the invention further provides a method of magnetizing a layer, comprising: applying the layer in the serpentine pattern of a magnetizing apparatus as above; applying a current source to the magnetizing apparatus such that a current flows through the serpentine pattern. By using the magnetizing apparatus and this method, a layer with a multi-pole pattern, which is an embodiment of a Halbach-type array, can be rapidly magnetized, but in a continuous manner rather than using discrete magnets as is more common, which significantly improves, for example, the assembly of the magnets.
En un tercer aspecto, la invención se refiere a una piel de esquí que comprende una capa magnetizada mediante el método anteriormente introducido. Con la capa magnetizada integrada, la piel de esquí puede fijarse magnéticamente a una base de esquí que también tiene preferiblemente una capa magnética, de modo que ya no se necesita cola para la adhesión. In a third aspect, the invention relates to a ski skin comprising a magnetized layer using the method introduced above. With the integrated magnetized layer, the ski skin can be magnetically attached to a ski base, which preferably also has a magnetic layer, so that glue is no longer required for adhesion.
En un cuarto aspecto, la invención da a conocer una base de esquí que comprende una capa magnetizada mediante el método anteriormente introducido. De esta manera, una piel de esquí que también tiene preferiblemente una capa magnética puede fijarse magnéticamente a la base de esquí. In a fourth aspect, the invention provides a ski base comprising a layer magnetized by the method introduced above. In this way, a ski skin, which preferably also has a magnetic layer, can be magnetically attached to the ski base.
En un quinto aspecto, la invención se refiere a un esquí que comprende una piel de esquí y una base de esquí, en el que la piel de esquí comprende una capa magnetizada mediante el método según la invención y/o la base de esquí comprende una capa magnetizada mediante el método según la invención, en el que la piel de esquí y la base de esquí están magnéticamente unidas. Depende del fabricante decidir si tanto la piel de esquí como base de esquí se magnetizan usando el aparato y el método según la invención o si tan sólo una de ellas se magnetiza de esta manera. In a fifth aspect, the invention relates to a ski comprising a ski skin and a ski base, wherein the ski skin comprises a layer magnetized by the method according to the invention and/or the ski base comprises a layer magnetized by the method according to the invention, wherein the ski skin and the ski base are magnetically bonded. It is up to the manufacturer to decide whether both the ski skin and the ski base are magnetized using the apparatus and method according to the invention or whether only one of them is magnetized in this manner.
A continuación se describirán realizaciones específicas de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos en los que Specific embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings in which
la figura 1 muestra una vista en perspectiva en despiece ordenado de un aparato de magnetización plano según una realización de la invención Figure 1 shows an exploded perspective view of a planar magnetizing apparatus according to an embodiment of the invention
la figura 2 muestra una vista lateral esquemática de las porciones conductoras del aparato de magnetización según la figura 1 Figure 2 shows a schematic side view of the conductive portions of the magnetizing apparatus according to Figure 1
la figura 3 muestra una vista en perspectiva del aparato de magnetización de la figura 1 con direcciones de corriente indicadas Figure 3 shows a perspective view of the magnetizing apparatus of Figure 1 with current directions indicated
la figura 4 muestra una vista en sección transversal esquemática del aparato de magnetización de la figura 1 con direcciones de corriente indicadas Figure 4 shows a schematic cross-sectional view of the magnetizing apparatus of Figure 1 with current directions indicated.
la figura 5 muestra una vista esquemática del campo magnético simulado creado por el aparato de magnetización según la figura 4 Figure 5 shows a schematic view of the simulated magnetic field created by the magnetization apparatus according to Figure 4
la figura 6 muestra una vista esquemática del aparato de magnetización plano con porciones conductoras apiladas y fijadas según la figura 1 Figure 6 shows a schematic view of the planar magnetization apparatus with conductive portions stacked and fixed according to Figure 1.
la figura 7 muestra una vista esquemática de un aparato de magnetización plano con porciones conductoras apiladas y fijadas según una realización adicional de la invención Figure 7 shows a schematic view of a planar magnetization apparatus with stacked and fixed conductive portions according to a further embodiment of the invention
la figura 8 muestra una vista en sección transversal esquemática de un aparato de magnetización cilindrico según una realización de la invención Figure 8 shows a schematic cross-sectional view of a cylindrical magnetizing apparatus according to an embodiment of the invention
la figura 9 muestra una vista esquemática de un aparato de magnetización plano con porciones conductoras en forma de onda según una realización de la invención Figure 9 shows a schematic view of a planar magnetization apparatus with wave-shaped conducting portions according to an embodiment of the invention
la figura 10 muestra una vista esquemática de una base de esquí y una piel de esquí fijadas mediante cola Figure 10 shows a schematic view of a ski base and a ski skin fixed by glue
la figura 11 muestra una vista esquemática de una base de esquí y piel de esquí que comprenden, ambas, una capa magnética que se magnetiza preferiblemente mediante un aparato de magnetización según la invención. Figure 11 shows a schematic view of a ski base and ski skin both comprising a magnetic layer which is preferably magnetized by a magnetization apparatus according to the invention.
En la figura 1 se muestra una vista en perspectiva en despiece ordenado de un aparato de magnetización plano 10 según una realización de la invención. El aparato de magnetización 10 comprende una pluralidad de porciones conductoras 12, en el que las porciones conductoras 12 están preparadas de tal manera que cada par de porciones conductoras adyacentes 12 están conectadas entre sí en un extremo de las mismas de tal manera que se crea un patrón serpenteante a través de todas las porciones conductoras o todo el aparato. Las porciones conductoras 12 están preferiblemente realizadas de cobre, que muestra buena conductividad eléctrica. An exploded perspective view of a planar magnetizing apparatus 10 according to an embodiment of the invention is shown in Figure 1. The magnetizing apparatus 10 comprises a plurality of conductive portions 12, wherein the conductive portions 12 are arranged such that each pair of adjacent conductive portions 12 are connected to each other at one end thereof such that a meandering pattern is created through all or the entire apparatus. The conductive portions 12 are preferably made of copper, which exhibits good electrical conductivity.
En la siguiente descripción, se describirá el aparato de magnetización plano 10 usando el sistema de coordenadas mostrado en la figura 1. La dirección Z se denomina dirección superior o hacia arriba, mientras que una dirección opuesta a la dirección Z se denomina dirección inferior o hacia abajo. Un experto en la técnica entenderá que tales términos relativos se usan para aclarar la descripción y no limitan el alcance de la presente invención a ninguna orientación particular. In the following description, the planar magnetizing apparatus 10 will be described using the coordinate system shown in Figure 1. The Z direction is referred to as the upper or upward direction, while a direction opposite to the Z direction is referred to as the lower or downward direction. One skilled in the art will understand that such relative terms are used for clarification and do not limit the scope of the present invention to any particular orientation.
Según la realización de la figura 1, las porciones conductoras 12 son porciones en forma de placa que se extienden en la dirección X, en las que las porciones conductoras 12 son preferiblemente piezas independientes que están eléctricamente conectadas, preferiblemente mediante puentes conductores en forma de placa 14, en particular piezas de cobre, en las que las porciones conductoras 12 se apilan de una en una en la dirección Y. According to the embodiment of Figure 1, the conductive portions 12 are plate-shaped portions extending in the X direction, wherein the conductive portions 12 are preferably independent pieces which are electrically connected, preferably by plate-shaped conductive bridges 14, in particular copper pieces, wherein the conductive portions 12 are stacked one by one in the Y direction.
Tal como se ilustra más específicamente en la figura 2, cada porción conductora 12 comprende preferiblemente uno o más orificios pasantes 16, así como una o más ranuras abiertas 18, en la que cada ranura abierta 18 se extiende preferiblemente desde un orificio pasante 16 a un lado de las porciones conductoras 12. En particular, las ranuras pueden extenderse en la dirección Z al lado inferior de las porciones conductoras 12. Las ranuras abiertas 18 se usan para impedir que cualquier corriente parásita discurra alrededor del orificio 16, mientras que los orificios pasantes 16 se cortan con el fin de forzar la corriente a fluir en una capa en el lado superior de las porciones conductoras 12. Además, el metal entre los orificios pasantes 16 ayuda a sujetar la capa de transporte de corriente en su sitio, que, por tanto, no puede doblarse por fuerzas inducidas por alta corriente. El metal entre los orificios pasantes 16 también ayuda con la disipación de calor, porque proporciona un trayecto para que fluya el calor desde la capa de transporte de corriente en la que se crea el calor mediante calentamiento por efecto Joule hasta el lado inferior opuesto de las porciones conductoras en el que hay mucho material metálico para que se disperse el calor al mismo. De esta manera, el calor puede disiparse mejor y de manera más eficiente. As illustrated more specifically in Figure 2, each conductive portion 12 preferably comprises one or more through holes 16, as well as one or more open slots 18, wherein each open slot 18 preferably extends from a through hole 16 on one side of the conductive portions 12. In particular, the slots may extend in the Z direction to the underside of the conductive portions 12. The open slots 18 are used to prevent any stray current from flowing around the hole 16, while the through holes 16 are cut so as to force current to flow in a layer on the upper side of the conductive portions 12. Furthermore, the metal between the through holes 16 helps to hold the current transport layer in place, which therefore cannot be bent by high current induced forces. The metal between the through-holes 16 also aids in heat dissipation, as it provides a path for heat to flow from the current-carrying layer, where heat is generated by Joule heating, to the opposite underside of the conductive portions, where there is plenty of metallic material for heat to disperse to. This allows heat to be dissipated better and more efficiently.
Cada porción conductora 12 comprende además preferiblemente al menos un orificio de sujeción 20 para sujetar la porción conductora en el apilamiento, por ejemplo dos orificios pasantes redondos 20 que están previstos respectivamente en ambos extremos de la porción conductora 12. Los orificios de sujeción 20 pueden recibir vástagos, por ejemplo vástagos de fibra de vidrio, para fijar las porciones conductoras apiladas entre sí. Preferiblemente también se extiende una ranura abierta desde cada orificio de sujeción hasta un lado de cada porción conductora 12, con el fin de evitar o reducir las corrientes parásitas. Each conductive portion 12 preferably further comprises at least one fastening hole 20 for fastening the conductive portion in the stack, for example two round through holes 20 which are provided respectively at both ends of the conductive portion 12. The fastening holes 20 can receive pins, for example glass fiber pins, for fixing the stacked conductive portions to one another. Preferably, an open slot also extends from each fastening hole to one side of each conductive portion 12, in order to prevent or reduce stray currents.
Cada par de porciones conductoras adyacentes 12 están preferiblemente separadas por al menos una capa de aislamiento 22, de modo que no se establece ningún otro contacto eléctrico salvo por el punto de conexión por el puente conductor 14. La capa de aislamiento 22 está realizada, por ejemplo, de cola, que está preferiblemente revestida con fibra de vidrio de modo que, incluso bajo grandes presiones, mantiene un grosor establecido. Cada capa de aislamiento 22 también comprende al menos un orificio pasante alineado con el orificio de sujeción 20 con fines de apilamiento y fijación. Each pair of adjacent conductive portions 12 are preferably separated by at least one insulating layer 22, such that no other electrical contact is established except for the connection point by the conductive bridge 14. The insulating layer 22 is made, for example, of glue, which is preferably coated with fiberglass so that, even under high pressures, it maintains a set thickness. Each insulating layer 22 also comprises at least one through hole aligned with the fastening hole 20 for stacking and fixing purposes.
Una o más placas de guía de campo 24, preferiblemente placas de hierro, pueden estar proporcionadas entre dos porciones conductoras adyacentes 12 y aisladas por las capas de aislamiento 22. Las placas de guía de campo 24 amplifican el campo magnético creado por la corriente y ayudan a magnetizar una lámina o capa que está colocada en el patrón serpenteante por encima del aparato. Las capas de metal 24 también comprenden preferiblemente orificios pasantes alineados con los orificios de sujeción 20 con fines de fijación. Puede proporcionarse una pluralidad de ranuras abiertas, preferiblemente en posiciones distribuidas a lo largo de la dirección X, y extendiéndose cada ranura en la dirección Z, para prevenir corrientes parásitas. One or more field guide plates 24, preferably iron plates, may be provided between two adjacent conductive portions 12 and insulated by the insulating layers 22. The field guide plates 24 amplify the magnetic field created by the current and help to magnetize a sheet or layer that is positioned in the serpentine pattern above the apparatus. The metal layers 24 also preferably comprise through holes aligned with the fastening holes 20 for fixing purposes. A plurality of open slots may be provided, preferably at positions distributed along the X direction, and each slot extending in the Z direction, to prevent eddy currents.
La figura 3 es una ilustración a modo de ejemplo de un trayecto de corriente creado por el aparato. La dirección de la corriente 32 se ilustra con flechas. Tal como se mencionó anteriormente, las porciones conductoras están cortadas de tal manera que la corriente está confinada en una capa en la superficie superior del aparato 10. Figure 3 is an exemplary illustration of a current path created by the apparatus. The direction of the current 32 is illustrated by arrows. As mentioned above, the conductive portions are cut such that the current is confined in a layer on the upper surface of the apparatus 10.
La figura 4 muestra una vista en sección transversal esquemática del aparato de magnetización 10 con direcciones de corriente indicadas. También se ilustra una capa superior 36 en la superficie del aparato 10 que porta la mayor parte de la corriente 32. El campo magnético dentro del cuadrado de líneas discontinuas 34 creado por la corriente 32 se simula mediante el software COMSOL y se ilustra en la figura 5. Figure 4 shows a schematic cross-sectional view of the magnetizing apparatus 10 with current directions indicated. Also illustrated is a top layer 36 on the surface of the apparatus 10 that carries the majority of the current 32. The magnetic field within the dashed square 34 created by the current 32 is simulated by COMSOL software and is illustrated in Figure 5.
Tal como se muestra en la figura 5, las líneas de campo circulares corresponden al campo magnético 40 creado por la corriente 32, reflejando la regla de la mano derecha. Una lámina o una capa laminada 38 que está colocada por encima de la superficie superior del aparato 10 se magnetiza mediante el campo magnético 40. Las flechas cortas 42 indican el campo magnético a una determinada altura dentro de la lámina o capa y muestran un patrón cicloidal, que magnetiza la lámina o capa laminada 38 por encima del aparato 10 para dar un patrón de tipo matriz de Halbach continua. El patrón mostrado en la figura 5 se repite a lo largo de todo el aparato. As shown in Figure 5, the circular field lines correspond to the magnetic field 40 created by the current 32, reflecting the right-hand rule. A sheet or laminated layer 38 which is positioned above the top surface of the apparatus 10 is magnetized by the magnetic field 40. The short arrows 42 indicate the magnetic field at a particular height within the sheet or layer and show a cycloidal pattern, which magnetizes the sheet or laminated layer 38 above the apparatus 10 to give a continuous Halbach matrix type pattern. The pattern shown in Figure 5 is repeated throughout the apparatus.
La figura 6 y la figura 7 ilustran dos realizaciones de un aparato de magnetización plano ensamblado. La figura 6 muestra un aparato 100 que comprende porciones conductoras 112 apiladas de cobre, un puente conductor 114 de cobre, capas de aislamiento 122 así como placas de guía de campo 124 de hierro. La alta resistencia mecánica del apilamiento y la cola hacen posible que este aparato 100 resista las altas fuerzas experimentadas durante el procedimiento de magnetización. Al menos un vástago, preferiblemente dos vástagos de fibra de vidrio 140, se insertan a través de los orificios de sujeción alineados y otros orificios alineados en los extremos de las porciones conductoras 112, los puentes conductores 114, las capas de aislamiento 122 y las placas de guía de campo 124 tal como para establecer una configuración rígida y evitar que el apilamiento se doble cuando se comprime. Figure 6 and Figure 7 illustrate two embodiments of an assembled planar magnetization apparatus. Figure 6 shows an apparatus 100 comprising stacked copper conductive portions 112, a copper conductive bridge 114, insulation layers 122 as well as iron field guide plates 124. The high mechanical strength of the stack and the glue make it possible for this apparatus 100 to withstand the high forces experienced during the magnetization process. At least one rod, preferably two fiberglass rods 140, are inserted through the aligned fastening holes and other aligned holes at the ends of the conductive portions 112, the conductive bridges 114, the insulation layers 122 and the field guide plates 124 so as to establish a rigid configuration and prevent the stack from bending when compressed.
Con el fin de construir el aparato 100, las porciones conductoras 112 y otras partes se recortan preferiblemente a partir de una lámina de grosor y material correspondientes mediante electroerosión u otro método tal como corte por láser, etc. Después se apilan las porciones 112 entre sí y se alinean a lo largo de los vástagos 140. Una vez completado el apilamiento, puede apretarse el apilamiento y fijarse entre sí, por ejemplo, mediante tornillos 142 y puede curarse la cola en un horno a aproximadamente 120°C durante 3-4 horas. Después de curar la cola, el apilamiento puede resistir las altas presiones aplicadas sobre el mismo. Posteriormente se aplica una presión que es lo suficientemente alta como para evitar que el aparato se deslamine, lo cual también ayuda a producir un buen contacto entre las porciones conductoras 112 y los puentes conductores 114 que forman el trayecto de corriente. Una realización del aparato tiene, por ejemplo, un grosor de porción de cobre de 1,5 mm y un grosor de capa de hierro de 1,5 mm, dando como resultado un paso de polo de aproximadamente 3,4 mm. In order to construct the apparatus 100, the conductive portions 112 and other parts are preferably cut from a sheet of corresponding thickness and material by electrical discharge machining or other method such as laser cutting, etc. The portions 112 are then stacked together and aligned along the stems 140. Once the stacking is complete, the stack may be tightened and secured together, for example, by screws 142, and the glue may be cured in an oven at approximately 120°C for 3-4 hours. After the glue is cured, the stack may withstand high pressures applied thereto. A pressure is then applied which is high enough to prevent the apparatus from delamination, which also helps to produce good contact between the conductive portions 112 and the conductive bridges 114 forming the current path. An embodiment of the apparatus has, for example, a copper portion thickness of 1.5 mm and an iron layer thickness of 1.5 mm, resulting in a pole pitch of approximately 3.4 mm.
Con el fin de aumentar la densidad de polos, puede adaptarse la invención extrayendo completamente las capas de hierro. Tal como se ilustra en la figura 7, un aparato 200 de este tipo sólo comprende las porciones conductoras 212, los puentes conductores 214 y las capas de aislamiento 222, que también actúan como separador para establecer la anchura de polo. Por tanto, puede aumentarse significativamente la densidad de polos sin perder propiedades estructurales. Sin embargo, se necesita introducir una corriente superior para magnetizar completamente una lámina de un determinado grosor debido a la estrecha distancia entre los polos. Una realización de un aparato 200 de este tipo sin placas de guía de campo tiene, por ejemplo, un grosor de porción conductora de 1,5 mm y una achura de polo de 1,8 mm. In order to increase the pole density, the invention can be adapted by completely removing the iron layers. As illustrated in Figure 7, such an apparatus 200 comprises only the conductive portions 212, the conductive bridges 214, and the insulating layers 222, which also act as a separator to establish the pole width. Therefore, the pole density can be significantly increased without losing structural properties. However, a higher current must be introduced to completely magnetize a sheet of a given thickness due to the narrow distance between the poles. An embodiment of such an apparatus 200 without field guide plates has, for example, a conductive portion thickness of 1.5 mm and a pole width of 1.8 mm.
El aparato también puede adaptarse fácilmente a un diseño en forma de arco o cilíndrico usando porciones conductoras en forma de cuña en lugar de porciones en forma de placa. La figura 8 ilustra una vista en sección transversal de un aparato 300 de este tipo que comprende porciones conductoras en forma de cuña 312 que están preferiblemente realizadas de cobre, capas de aislamiento 322, por ejemplo, realizadas de cola, y piezas de guía de campo que están preferiblemente realizadas de hierro. Las porciones conductoras en forma de cuña 312 también están preferiblemente recortadas de tal manera que la corriente 332 está confinada en una capa 336 lo más cerca posible de la superficie interna del aparato 300. Una capa en forma de arco o cilíndrica 338 está colocada a lo largo de la superficie interna del aparato 300 y puede magnetizarse para dar un patrón multipolar que es una realización aproximada de una matriz de Halbach circular continua. The apparatus may also be readily adapted to an arcuate or cylindrical design by using wedge-shaped conductive portions instead of plate-shaped portions. Figure 8 illustrates a cross-sectional view of such an apparatus 300 comprising wedge-shaped conductive portions 312 which are preferably made of copper, insulation layers 322, for example, made of glue, and field guide pieces which are preferably made of iron. The wedge-shaped conductive portions 312 are also preferably trimmed such that the current 332 is confined in a layer 336 as close as possible to the inner surface of the apparatus 300. An arcuate or cylindrical layer 338 is positioned along the inner surface of the apparatus 300 and may be magnetized to give a multi-pole pattern which is an approximate embodiment of a continuous circular Halbach array.
Debe observarse que una porción conductora en forma de placa del aparato de magnetización no se limita a ser plana o en forma de placa rectangular tal como se muestra en la figura 6 y la figura 7. En vez de eso, también pueden obtenerse y usarse otras geometrías más sofisticadas. De manera similar, una porción conductora en forma de cuña del aparato de magnetización tampoco se limita a una cuña con superficies planas, convexas o cóncavas tal como se muestra en la figura 8. También puede ser una cuña con cualquier geometría. It should be noted that a plate-shaped conductive portion of the magnetizing apparatus is not limited to being flat or rectangular plate-shaped as shown in Figure 6 and Figure 7. Instead, other more sophisticated geometries can also be obtained and used. Similarly, a wedge-shaped conductive portion of the magnetizing apparatus is also not limited to a wedge with flat, convex, or concave surfaces as shown in Figure 8. It can also be a wedge with any geometry.
Por ejemplo, la figura 9 muestra una realización adicional del aparato 100' que puede usarse para crear patrones de tiras de tipo ondulado o en zigzag, en el que cada porción conductora 112' está conformada para dar una placa de tipo ondulado o en zigzag. Además, cada porción de guía de campo 124' así como cada capa de aislamiento 122' también está conformada para dar una placa de tipo ondulado o en zigzag en consecuencia. El procedimiento de conformación puede realizarse antes de apilar mediante presión cada placa conductora 112' con un troquel correspondiente, de modo que la placa conductora 112' adopta la forma del troquel. Dependiendo de la aplicación, las placas conductoras 112' también pueden formarse para dar otra forma de placa usando otros troqueles apropiados. El mismo procedimiento de conformación también se aplica a las porciones de guía de campo 124' así como a las capas de aislamiento 122', de modo que pueden apilarse en consecuencia con las porciones conductoras 122' y, si están presentes, los puentes conductores 114'juntos para construir el aparato 100', preferiblemente usando vástagos de fibra de vidrio 140'. Después de apilarse, preferiblemente se aprietan adicionalmente y se fijan firmemente entre sí mediante tornillos 142'. For example, Figure 9 shows a further embodiment of the apparatus 100' that can be used to create wave-like or zigzag-like strip patterns, wherein each conductive portion 112' is shaped into a wave-like or zigzag-like plate. In addition, each field guide portion 124' as well as each insulation layer 122' is also shaped into a wave-like or zigzag-like plate accordingly. The forming process can be performed before each conductive plate 112' is press-stacked with a corresponding die, such that the conductive plate 112' takes the shape of the die. Depending on the application, the conductive plates 112' can also be formed into other plate shapes using other appropriate dies. The same forming procedure also applies to the field guide portions 124' as well as the insulation layers 122', so that they can be stacked accordingly with the conductive portions 122' and, if present, the conductive bridges 114' together to construct the apparatus 100', preferably using fiberglass rods 140'. After being stacked, they are preferably further tightened and firmly fixed to each other by means of screws 142'.
Un aparato de magnetización según la invención puede usarse para magnetizar cualquier lámina delgada o capa de material magnetizable, preferiblemente de 0,1 a 1 mm. Un ejemplo son pieles de esquí o bases de esquí que comprenden capas magnetizadas mediante un aparato según la invención. A magnetization apparatus according to the invention can be used to magnetize any thin sheet or layer of magnetizable material, preferably 0.1 to 1 mm. An example is ski skins or ski bases comprising layers magnetized by an apparatus according to the invention.
La figura 10 muestra una piel de esquí 450 y una base de esquí 460 conectadas de manera tradicional. La piel de esquí 450 está habitualmente compuesta por capas de diferentes materiales, concretamente una capa 451 que estará en contacto con la nieve y está realizada, por ejemplo, de terciopelo, una capa 453 que estará en contacto con el esquí que está preferiblemente realizada de caucho, y algunas otras capas estructurales 452 entre las mismas, tal como se ilustra en la figura 10. Habitualmente se usa una capa de cola 470 por encima de la capa de caucho 453 para sujetar la piel de esquí 450 a la base de esquí 460. Figure 10 shows a ski skin 450 and a ski base 460 connected in a traditional manner. The ski skin 450 is typically composed of layers of different materials, namely a layer 451 that will be in contact with the snow and is made of, for example, velvet, a layer 453 that will be in contact with the ski and is preferably made of rubber, and some other structural layers 452 between them, as illustrated in Figure 10. A layer of glue 470 is typically used above the rubber layer 453 to secure the ski skin 450 to the ski base 460.
Según la presente solicitud, la cola ya no se necesita para sujetar la piel de esquí 550, tal como se muestra en la figura 11. En lugar de cola, se mezclan partículas magnetizables directamente en la capa de caucho 553. Dependiendo del modelo, también pueden usarse otros materiales tales como silicona en lugar de caucho. En estos modelos con silicona, entonces se mezclan directamente partículas magnetizables en la silicona. Dado que no hay cola, se usan fuerzas magnéticas para sujetar la piel de esquí 550 a la base de esquí 560. According to the present invention, glue is no longer required to secure the ski skin 550, as shown in Figure 11. Instead of glue, magnetizable particles are mixed directly into the rubber layer 553. Depending on the model, other materials such as silicone can also be used instead of rubber. In these models with silicone, magnetizable particles are then mixed directly into the silicone. Since there is no glue, magnetic forces are used to secure the ski skin 550 to the ski base 560.
Durante la producción, las partículas magnetizables están orientadas de manera aleatoria y tienen granos orientados de manera aleatoria. Por tanto, no crean ningún campo magnético significativo. Un aparato de magnetización según la invención puede crear un campo magnético de aproximadamente 2 Tesla que puede saturar las partículas magnéticas, que retendrán una porción de esta magnetización, dentro de la capa de caucho 553 de la piel de esquí 550. Por tanto, la capa de caucho 553 puede magnetizarse mediante el aparato en una aproximación de una matriz de Halbach continua, lo cual proporciona fuerzas magnéticas significativas en una dirección perpendicular a la superficie de la capa de caucho 553 así como dentro de la capa en la dirección perpendicular a las tiras. During production, the magnetizable particles are randomly oriented and have randomly oriented grains. Therefore, they do not create any significant magnetic field. A magnetizing apparatus according to the invention can create a magnetic field of approximately 2 Tesla that can saturate the magnetic particles, which will retain a portion of this magnetization, within the rubber layer 553 of the ski skin 550. Therefore, the rubber layer 553 can be magnetized by the apparatus in an approximation of a continuous Halbach matrix, which provides significant magnetic forces in a direction perpendicular to the surface of the rubber layer 553 as well as within the layer in the direction perpendicular to the strips.
Con el fin de sujetar la piel de esquí 550 a la base de esquí 560, puede introducirse también una capa magnética 562 similar en la base de esquí 560. La base de esquí 560 está habitualmente realizada de una capa de HDPE de 1,2 mm. Puede mezclarse una capa delgada de HDPE con partículas magnetizables e integrarse en la capa de HDPE de la base de esquí 560, dando como resultado tres capas intercaladas en la base de esquí 560. La primera capa 561 es una capa de HDPE puro para deslizamiento, la segunda capa 562 es una capa de HDPE magnética con fines de sujeción, y la tercera capa 563 está realizada de HDPE puro con el fin de alcanzar el grosor de 1,2 mm sin añadir demasiado peso adicional. La capa magnética 562 de la base de esquí puede magnetizarse usando el mismo aparato para la base de esquí. Sin embargo, depende de un fabricante o un experto en la técnica decidir si se magnetizan tanto la piel de esquí como la base de esquí usando el aparato o si tan sólo una de ellas se magnetiza de esta manera. In order to attach the ski skin 550 to the ski base 560, a similar magnetic layer 562 may also be introduced into the ski base 560. The ski base 560 is typically made of a 1.2 mm layer of HDPE. A thin layer of HDPE may be mixed with magnetizable particles and integrated into the HDPE layer of the ski base 560, resulting in three layers sandwiched within the ski base 560. The first layer 561 is a pure HDPE layer for sliding, the second layer 562 is a magnetic HDPE layer for attachment purposes, and the third layer 563 is made of pure HDPE in order to achieve the 1.2 mm thickness without adding too much additional weight. The magnetic layer 562 of the ski base may be magnetized using the same apparatus as for the ski base. However, it is up to a manufacturer or a person skilled in the art to decide whether both the ski skin and the ski base are magnetized using the device or whether only one of them is magnetized in this way.
Sin embargo, un aparato de magnetización según la invención no se limita a la magnetización de pieles de esquí y bases de esquí sino que puede aplicarse a cualquier cosa que use láminas delgadas o capas de materiales magnetizables tales como Nd-Fe-B. Por ejemplo, puede usarse para magnetizar láminas delgadas con fines de sujeción tales como sujetar teléfonos a estaciones de conexión, o también pueden concebirse imanes para frigorífico planos. En este sentido, otra aplicación será aplicar partículas magnetizables a materiales textiles y magnetizarlas mediante un aparato según la invención, de modo que pueden usarse fuerzas magnéticas para cerrar o apretar prendas de vestir, en lugar de usar botones o cremalleras. Con respecto a una realización cilíndrica, tal como se ilustra, por ejemplo, en la figura 8, también puede usarse un aparato según la invención para crear una matriz de Halbach aproximada en un estator de un motor eléctrico, por ejemplo un motor paso a paso, en el que magnetizar el estator circular para dar un patrón multipolar continuo simplificará significativamente el ensamblaje del estator. However, a magnetization apparatus according to the invention is not limited to the magnetization of ski skins and ski bases but can be applied to anything that uses thin sheets or layers of magnetizable materials such as Nd-Fe-B. For example, it can be used to magnetize thin sheets for fastening purposes such as holding telephones to docking stations, or flat refrigerator magnets are also conceivable. In this regard, another application will be to apply magnetizable particles to textile materials and magnetize them by means of an apparatus according to the invention, so that magnetic forces can be used to close or tighten articles of clothing, instead of using buttons or zippers. With respect to a cylindrical embodiment, as illustrated, for example, in Figure 8, an apparatus according to the invention can also be used to create an approximate Halbach matrix in a stator of an electric motor, for example a stepper motor, where magnetizing the circular stator to give a continuous multi-pole pattern will significantly simplify the assembly of the stator.
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