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Dauermagnetische Spannvorrichtung mit ausschaltbarer Haftkraft
Die Erfindung bezieht sich auf eine dauermagnetische Spannvorrichtung mit ausschaltbarer Haftkraft zum Festhalten von und an magnetisierbaren Gegenständen, bei der die zum Festhalten bestimmte Spannfläche in Polfelder unterteilt ist, von denen jeweils zwei benachbarte Polfelder einzeln mit je einem andern der beiden Pole eines Dauermagneten zur Einschaltung der Haftkraft in magnetisch leitende Verbindung gebracht werden können, insbesondere Magnetfuss mit zwei entgegengesetzten, mit Hilfe eines einzigen Magneten polarisierbaren Polfeldern.
Bei bekannten Spannvorrichtungen dieser Art ist die zur Auflage auf der Unterlage oder für das Werkstück bestimmte Spannfläche aus Weicheisenstücken und schmalen Messingblechstreifen zusammengesetzt. Um eine gute mechanische Festigkeit zu erzielen, werden die Weicheisenstücke und die Messingblechstreifen miteinander hart verlötet und dann gemeinsam überschliffen. Es sind auch sogenannte Magnetfüsse bekanntgeworden, die ein aus zwei Hälften zusammengesetztes Gehäuse mit einer Längsbohrung haben, in der ein einziger zylinderförmiger Dauermagnet drehbar gelagert ist, der mit seiner einen Polfläche in der Einschaltstellung gegen die eine der beiden Polhälften anliegt, während sein entgegengesetzter Pol an der Bohrungswand der andern Gehäusehälfte anliegt.
Die beiden Gehäusehälften sind dabei durch zwischengelegte dünne Messingstücke voneinander getrennt, die in einer in der Drehachse verlaufenden Ebene liegen. Auch bei diesen Magnetfüssen sind die Gehäuseteile und die Messing- ; tücke miteinander hart verlötet. Diese Anordnungen machen es jedoch nötig, dass die als Übergangs- flächen für den magnetischen Kraftfluss dienenden Bohrungsflächen nach dem Verlöten erneut bearbeitet werden müssen. Die Herstellung derartiger Spannvorrichtungen ist daher verhältnismässig zeitraubend und iemzufolge teuer, da ausserdem besondere Vorsorge dafür getroffen werden muss, dass die miteinander ru verlötenden Teile während des Lötprozesses die vorgeschriebene Lage beibehalten.
Eine wesentliche Vereinfachung ergibt sich bei einer Spannvorrichtung der eingangs beschriebenen \rt, bei der gemäss der Erfindung die Spannfläche von einem einstückigen Bauteil aus magnetisierbarem Werkstoff gebildet ist, in dem zur Unterteilung in Polfelder wenigstens ein von der Spannfläche her ge- ehrter Einschnitt angebracht ist, der bis nahe an die der Spannfläche abgekehrte, mit dem oder den Dauermagneten in Verbindung stehende Begrenzungsfläche des Bauteils reicht.
In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele der Erfindung zwei Magnetfüsse im Schnitt und raumbildlich dargestellt.
Der Magnetfuss nach Fig. l besteht im wesentlichen aus einem quaderförmigen Weicheisengehäuse 10 md einem in diesem drehbar angeordneten Dauermagneten 11, der zylindrische Polflächen 12 und 13 hat md in einer Bohrung 14 im Gehäuse 10 gelagert ist. Die Polflächen erstrecken sich jeweils über einen Kinkel von etwa 90 . Sowohl die Oberseite 15 als auch die Unterseite 16 des Gehäuses können als Spann- läche dienen. Von der Oberseite 15 und Unterseite 16 her sind in das Gehäuse 10 zwei Schlitze 17 und 18 tingesägt, die bis nahe an die Bohrungswand 14 heranreichen, jedoch dort noch je einen dünnen Ver- ) indungssteg 19 bzw. 20 stehenlassen, über die beide Gehäusehälften zu einem einstückigen Ganzen ver- ) unden bleiben.
Durch die Schlitze entstehen an der Gehäuseoberseite 15 zwei zueinander entgegengesetzt magnetisierbare Polfelder 15a und 15b, während die als Aufstellfläche des Magnetfusses vorgesehene Unterseite 16 in zwei Polfelder 16a und 16b unterteilt ist.
Wenn der Magnetfuss mit seiner Unterseite auf eine bei 21 angedeutete magnetisierbare Unterlage aufgesetzt wird und der Drehmagnet 11 in der in Fig. 1 dargestellten Stellung steht, hat der zwischen
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den Unterseiten 16a und 16b und der Unterlage wirksame Luftspalt einen sehr viel niedrigeren magnetischen Widerstand als der Stegteil 20. Es stellt sich daher ein über die Unterlage 21 gehender magnetischer Fluss $ ein, während der Kurzschlussfluss über den Steg 20 infolge der dort rasch erreichten Sättigung nur sehr klein bleibt. Durch den Fluss zo wird der Magnetfuss auf seiner Unterlage festgehalten. Zum Abnehmen des Magnetfusses kann der Magnet 11 mit Hilfe eines in der.
Zeichnung nicht dargestellten Knebels um 900 derart gedreht werden, dass die Stege 19 bzw. 20 der Mitte der Polflächen 12 und 13 gegenüberstehen. In diesem Fall kann sich über jede der beiden durch die Stege voneinander getrennten Gehäusehälften vom Nordpol zum Südpol des Magneten 11 ein Kurzschluss ausbilden, der bewirkt, dass der vorher über die Unterlage 21 gehende Magnetfluss von dieser abgelenkt wird und nun nur noch innerhalb des Gehäuses 10 verläuft. Dadurch wird die Haftkraft des Magnetfusses aufgehoben. Dieser kann daher ohne weiteres von seiner Unterlage abgehoben werden.
Der besondere Vorteil der dünnen Stege 19 bzw. 20 besteht dabei darin, dass man auf die seither üblichen, aus nicht magnetisierbarem Werkstoff bestehenden Zwischenlagen zwischen der einen und der andern Gehäusehälfte verzichten kann und trotzdem einen genügend hohen magnetischen Widerstand zwischen den beiden Gehäusehälften erzielt. Darüber hinaus stellen die Stege sicher, dass der vom Dauermagnet ausgehende Fluss einen ausreichend widerstandsarmen Streuweg über die Stege findet, wenn der Magnetfuss in der Einschaltstellung bleibt, ohne dass er mit einem seiner Polfeldpaare durch ein magnetisierbares Werkstück überbrückt ist. Dadurch wird verhindert, dass der Kraftlinienweg des Dauermagneten vollständig geöffnet wird. Man kann daher in der beschriebenen Anordnung auch solche Magnetstähle
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liche Haftkraft durch ein Schiebemagnetsystem erzeugt.
Dieses besteht aus einem hohlzylindrischen Dauermagneten 31, der an der einen seiner beiden Stirnseiten einen Südpol S und an seiner andern Stirnseite einen Nordpol N hat. An jeder der beiden Stirnseiten des Dauermagneten, der nur dort zur Erzielung eines genügend kleinen magnetischen Übergangswiderstands beschliffen zu werden braucht, liegt eine aus Weicheisen bestehende dickwandige Metallscheibe 32 bzw. 33 an. Die beiden Metallscheiben sind auf einen gleichachsig zu ihnen angeordneten Messingbolzen 34 derart aufgezogen, dass sie sich vom Dauermagneten nicht lösen können. Sie sind in einer Bohrung 36 in dem aus Weicheisen hergestellten Gehäuse 37 in Achsrichtung des Bolzens 34 längsverschiebbar geführt. Das Weicheisengehäuse 37 hat annähernd prismatische Gestalt.
Jede seiner zur Achse der Bohrung 36 parallel verlaufenden Seitenflächen kann als Spannfläche zum Festhalten von oder an magnetisierbaren Werkstücken bzw. Unterlagen dienen, da von den Seitenflächen her eine quer zur Längsachse der Bohrung 36 verlaufende Ringnut 40 eingestochen ist, durch welche die Seitenflächen in jeweils zwei einander entgegengesetzt polarisierbare Polfelder 38 und 39 unterteilt werden. Die Ringnut 40 reicht bis nahe an die Bohrung 36 heran, so dass dort ein schmaler Steg 42 verbleibt, über den das Gehäuse einstückig verbunden ist.
Mit Rücksicht auf die zur Ausschaltung der Haftkraft erforderliche Kurzschlussstellung des Magneten ist die Ringnut 40 in der Verschieberichtung des Magnetsystems aussermittig derart angeordnet, dass in der in Fig. 2 dargestellten Einschaltstellung die gesamte Umfangsfläche der am Südpol anliegenden Scheibe 33 als Übergangsfläche für die vom Gehäuse auf die Scheibe 33 übertretenden Kraftlinien zur Verfügung steht. Wenn das Magnetsystem in der mit einem Pfeil angedeuteten Richtung in seine Kurzschlussstellung verschoben wird, gleitet die den Rückschluss ergebende Scheibe 33 unter dem Steg 42 hinweg und gelangt dann unmittelbar in magnetisch leitende Verbindung mit dem gleichen Teil des Gehäuses, an dem bereits die mit dem Nordpol verbundene Scheibe 32 anliegt.
Der Magnetfluss wird deshalb in der nicht dargestellten Kurzschlussstellung unter Umgehung des Widerstandes im Steg 42 von den Polflächen 39 abgeleitet.
Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung hat über die bereits bei Fig. 1 erwähnten Vorteile hinaus den weiteren Vorteil, dass man den Schlitz 40 in einem Arbeitsgang zusammen mit dem Ausdrehen der Bohrung 36 anbringen kann und dass in diesem Fall der Steg zwischen den beiden Gehäuseteilen genau konzentrisch zur Bohrungswand verläuft. Um zu verhindern, dass in die Schlitze 17, 18 bzw. 40 magnetisch leitende Verunreinigungen eindringen und die durch die Schlitze erzielte magnetische Unterteilung beeinträchtigen können, empfiehlt es sich, die Schlitze mit einer Vergussmasse aus Kunstharz od. dgl. aus- 2 ; ufl1Ilen.
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Permanent magnetic clamping device with switchable holding force
The invention relates to a permanent magnetic clamping device with a switchable adhesive force for holding and on magnetisable objects, in which the clamping surface intended for holding is divided into pole fields, of which two adjacent pole fields each with a different one of the two poles of a permanent magnet for switching on the Adhesive force can be brought into magnetically conductive connection, in particular a magnetic base with two opposing pole fields that can be polarized with the aid of a single magnet.
In known clamping devices of this type, the clamping surface intended for resting on the support or for the workpiece is composed of pieces of soft iron and narrow strips of sheet brass. In order to achieve good mechanical strength, the pieces of soft iron and the sheet brass strips are brazed together and then ground together. So-called magnetic feet have also become known, which have a housing composed of two halves with a longitudinal bore in which a single cylindrical permanent magnet is rotatably mounted, one of which is in the switched-on position against one of the two pole halves, while its opposite pole is on the bore wall of the other half of the housing is in contact.
The two halves of the housing are separated from one another by thin brass pieces placed in between, which lie in a plane running in the axis of rotation. With these magnetic feet, too, the housing parts and the brass; problem hard soldered together. However, these arrangements make it necessary that the bore surfaces serving as transition surfaces for the magnetic flux must be reworked after soldering. The production of such clamping devices is therefore relatively time-consuming and consequently expensive, since, in addition, special precautions must be taken to ensure that the parts to be soldered to one another maintain the prescribed position during the soldering process.
A significant simplification results in a clamping device of the type described at the beginning, in which, according to the invention, the clamping surface is formed by a one-piece component made of magnetizable material, in which at least one incision honored by the clamping surface is made for subdivision into pole fields, which extends to close to the boundary surface of the component facing away from the clamping surface and connected to the permanent magnet or magnets.
In the drawing, two magnetic feet are shown in section and three-dimensionally as embodiments of the invention.
The magnetic base according to FIG. 1 essentially consists of a cuboid soft iron housing 10 with a permanent magnet 11 rotatably arranged therein, which has cylindrical pole faces 12 and 13 and is mounted in a bore 14 in the housing 10. The pole faces each extend over an angle of approximately 90. Both the top 15 and the bottom 16 of the housing can serve as a clamping surface. From the top 15 and bottom 16 two slots 17 and 18 are sawn into the housing 10, which reach close to the bore wall 14, but still leave a thin connecting web 19 and 20, over which the two housing halves close a one-piece whole.
The slots create two oppositely magnetizable pole fields 15a and 15b on the upper side of the housing 15, while the lower side 16, which is provided as the mounting surface of the magnetic foot, is divided into two pole fields 16a and 16b.
When the bottom of the magnetic base is placed on a magnetizable base indicated at 21 and the rotary magnet 11 is in the position shown in FIG. 1, it has between
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The air gap effective on the undersides 16a and 16b and the base has a much lower magnetic resistance than the web part 20. Therefore, a magnetic flux $ is established over the base 21, while the short-circuit flux over the web 20 only occurs due to the saturation quickly achieved there remains very small. The magnetic foot is held on its base by the flux zo. To remove the magnetic base, the magnet 11 can be removed with the aid of a.
The toggle not shown in the drawing can be rotated by 900 in such a way that the webs 19 and 20 respectively face the center of the pole faces 12 and 13. In this case, a short circuit can form over each of the two halves of the housing separated from one another by the webs from the north pole to the south pole of the magnet 11, which causes the magnetic flux that had previously passed through the base 21 to be deflected by the latter and now only within the housing 10 runs. This removes the adhesive force of the magnetic base. This can therefore easily be lifted from its base.
The particular advantage of the thin webs 19 and 20 is that one can dispense with the interlayers between one and the other of the housing halves, which have been customary since then, and still achieve a sufficiently high magnetic resistance between the two housing halves. In addition, the webs ensure that the flux emanating from the permanent magnet finds a sufficiently low-resistance scattering path over the webs when the magnetic base remains in the switched-on position without one of its pole field pairs being bridged by a magnetizable workpiece. This prevents the line of force path of the permanent magnet from being completely opened. Such magnetic steels can therefore also be used in the arrangement described
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Liche adhesive force generated by a sliding magnet system.
This consists of a hollow cylindrical permanent magnet 31 which has a south pole S on one of its two end faces and a north pole N on its other end face. A thick-walled metal disk 32 or 33 made of soft iron rests on each of the two end faces of the permanent magnet, which only needs to be ground there to achieve a sufficiently small magnetic transition resistance. The two metal disks are drawn onto a brass bolt 34 arranged coaxially to them in such a way that they cannot detach from the permanent magnet. They are guided in a bore 36 in the housing 37 made of soft iron so as to be longitudinally displaceable in the axial direction of the bolt 34. The soft iron housing 37 has an approximately prismatic shape.
Each of its side surfaces running parallel to the axis of the bore 36 can serve as a clamping surface for holding or on magnetizable workpieces or documents, since an annular groove 40 extending transversely to the longitudinal axis of the bore 36 is pierced from the side surfaces, through which the side surfaces in each case in two oppositely polarizable pole fields 38 and 39 are divided. The annular groove 40 extends close to the bore 36 so that a narrow web 42 remains there, via which the housing is connected in one piece.
With regard to the short-circuit position of the magnet required to switch off the adhesive force, the annular groove 40 is arranged eccentrically in the direction of displacement of the magnet system in such a way that, in the switched-on position shown in FIG. 2, the entire circumferential surface of the disc 33 resting on the south pole as a transition surface for the from the housing the disc 33 crossing lines of force is available. When the magnet system is shifted into its short-circuit position in the direction indicated by an arrow, the disc 33 resulting in the inference slides under the web 42 and then comes into direct magnetically conductive connection with the same part of the housing on which the one with the north pole is already located connected disc 32 is applied.
The magnetic flux is therefore diverted from the pole faces 39 in the short-circuit position (not shown), bypassing the resistance in the web 42.
The arrangement shown in FIG. 2 has the further advantage, over and above the advantages already mentioned in FIG. 1, that the slot 40 can be made in one operation together with the turning out of the bore 36 and that in this case the web between the two housing parts runs exactly concentrically to the bore wall. In order to prevent magnetically conductive impurities from penetrating into the slots 17, 18 or 40 and impairing the magnetic subdivision achieved by the slots, it is advisable to cover the slots with a potting compound made of synthetic resin or the like. fill up.
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