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Magnetisches Spannwerkzeug
Die Erfindung bezieht sich auf magnetische Spannwerkzeuge, insbesondere solche mit Permanentmagneten. Obwohl die Erfindung in erster Linie bei permanentmagnetischen Spannwerkzeugen zum Hantieren verschiedener Materialien von Bedeutung ist und im Zusammenhang damit gezeigt und beschrieben ist, wird es verständlich sein, dass die Anwendbarkeit nicht allein darauf beschränkt ist.
Eine Verwendungsmöglichkeit der erfindungsgemässen Werkzeuge ist beim Hantieren mit Blechen od. dgl. aus ferromagnetischem Material, z. B. Eisenblech, Stahlblech usw., gegeben. Solche Bleche werden entweder in waagrechter Lage übereinander gestapelt oder etwa lotrecht in Fächern gelagert. Bei der waagrechten Anordnung muss das oberste Blech auf den Stapel geschoben bzw. von diesem in waagrechter Richtung weggezogen werden. Bei der annähernd lotrechten Anordnung müssen Bleche am Ende oder in der Mitte eines Faches in dieses hineingeschoben oder aus diesem herausgezogen werden. In beiden Fällen kann das Hantieren mit Blechen unter bestimmten Umständen schwierig sein, z. B. wenn die Bleche schwer oder besonders gross sind oder eine unhandliche Form aufweisen.
Es ist bereits ein Hilfsgerät zum Entstapeln von ferromagnetischen Blechen bekannt, das als Handschutz, Handschuh oder Handriemen ausgebildet und mit einem im Bereich der Innenhand, vorzugsweise in Ballennähe, angebrachten flachen Dauermagnetsystem versehen ist, welches aus Dauermagnetstreifen und Weicheisenstreifen besteht, die abwechselnd in einem Gehäuse derart angeordnet sind, dass die die Handfläche bildenden Eisenstreifen aufeinanderfolgend verschiedene Polarität aufweisen.
Es wird dabei ein Magnetsystem mit enger Polteilung verwendet, so dass das magnetische Feld nicht zu tief in einen Blechstapel eindringt und die einzelnen Bleche nicht aneinander haften. Das kleine Magnetsystem ist nicht so stark, dass man damit eine Blechtafel aufheben oder tragen kann, sondern eine Blechtafel soll damit vom Stapel ein Stück weggezogen werden, so dass sie dann mit der Hand erfasst werden kann.
Nicht nur Bleche, sondern auch Materialteile von anderer Form und Grösse müssen oft angehoben, transportiert und wo anders wieder abgelegt werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein permanentmagnetisches Werkzeug zu schaffen, welches die Hantierbarkeit der oben erwähnten Materialien erleichtert.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Handwerkzeug zu schaffen, welches die manuelle Bewegung und Handhabung der angegebenen Materialien erleichtert.
Ein solches Werkzeugsoll die Schwierigkeiten der Handhabung von Materialien sowohl beim Schieben oder andern horizontalen Bewegungen als auch bei vertikalen Bewegungen erleichtern.
Wenn ein Materialstack mit Hilfe der erfindungsgemässen Vorrichtung an die gewünschte Stelle gebracht wurde, ist es erforderlich, die Vorrichtung vom Materialstück zu lösen. Es ist daher eine weitere Aufgabe der Erfindung, an der Vorrichtung Hilfsmittel zum Loslösen vom festgehaltenen Materialstück vorzusehen.
In vielen Fällen sind die Materialstück nicht nur schwierig zu handhaben, sondern sie können auch ein beachtliches Gewicht aufweisen. Ein magnetisches Werkzeug, das am Materialstück so fest haftet, dass die zum Bewegen und Handhaben erforderlichen Kräfte übertragen werden können, muss notwendiger- weise kräftig sein, wobei dann das Loslösen ein Problem ist. Mit den erfindungsgemässen Hilfsmitteln kann das Loslösen vom festgehaltenen Materialstück leicht und rasch erfolgen.
Bei andern Materialarten, die nicht ferromagnetisch zu sein brauchen, wie Holz, Plastik od. dgl.,
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kann der Fall eintreten, dass Teile aus solchen Materialien zur Bearbeitung, z. B. beim Sägen, in einer bestimmten Lage gehalten oder geführt werden müssen. Es ist daher eine weitere Aufgabe der Erfindung ein permanentmagnetisches Werkzeug zu schaffen, welches leicht, rasch und sicher z. B. an einem Teil einer Holzbearbeitungsmaschine, etwa am eisernen Bett einer Motorsäge, befestigt werden kann, so dass das zu bearbeitende Werkstück in der richtigen Lage gehalten wird. Ein derartiges Werkzeug muss sich leicht vom Maschinenbett od. dgl. abnehmen lassen.
Es kann auch notwendig sein, ein solches Halte- oder Führungswerkzeug über kurze Strecken zu bewegen, und es ist daher eine weitere Aufgabe der Erfindung ein Werkzeug zu schaffen, welches eine solche feine verstellbarkeit ermöglicht.
Das erfindungsgemässe permanentmagnetische Werkzeug soll einfach im Aufbau und in der Handhabung sein.
Das Werkzeug soll auch preiswert herstellbar sein.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung, in welcher bestimmte Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher beschrieben. Der Fachmann wird bei Betrachtung dieser Beispiele erkennen, dass verschiedene Abänderungen hinsichtlich Aufbau, Arbeitsweise oder An- wendungsmöglichkeiten vorgenommen werden können ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Ansicht von unten eines erfindungsgemässen Werkzeuges zum
Hantieren mit ferromagnetischen Materialien, wobei der Hebel nach vorn umgelegt ist. Fig. 2 ist eine
Seitenansicht, Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie 3-3 von Fig. 1 und Fig. 4 eine Draufsicht auf dasselbe
Werkzeug. Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht eines Magnetelementes, z. B. einer Platte der einzelnen für das erfindungsgemässe Werkzeug verwendeten Magnete. Fig. 6 zeigt eine Stirnansicht einer Mehrzahl von nebeneinander liegenden einzelnen Magneten, wie sie im Gehäuse des Werkzeuges angeordnet sind.
Fig. 7 zeigt einen Teil einer ändern Ausführungsform des erfindungsgemässen Werkzeuges in Seitenansicht, Fig. 8 eine
Ansicht von unten, Fig. 9 eine Seitenansicht desselben Werkzeuges, wobei ein Ende von der Oberfläche, welche vom Werkzeug durch magnetische Kräfte gehalten wurde, abgehoben ist. Fig. 10 zeigt eine
Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemässen Werkzeuges, Fig. 11 eine Vorderansicht,
Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie 12-12 von Fig. 10 und Fig. 13 eine Ansicht von unten eines Teiles nahe beim vorderen Rand.
DasinFig. 1-4dargestellteWerkzeugbesteht aus einem Körper 18, der ein Gehäuse aus nichtmagne- tischem Material wie Aluminium od. dgl. mit einer Oberseite 20, Seitenwänden 22 sowie einer Vorderund einer Hinterwand 24 bzw. 26 besitzt. Die Oberseite 20 weist eine in der Längsrichtung des Gehäuses verlaufende längliche Öffnung 28 auf, die von seitlichen Flanschen 30 und Endflanschen 31, welche sich von der Oberseite des Gehäuses her erstrecken, begrenzt ist. Der freie Raum 32 des Flansches 30 liegt etwa in derselben Ebene wie die unteren Ränder der Vorder-, Hinter-und Seitenwände 24,26 bzw. 22.
Im Gehäuse befindet sich eine Mehrzahl von Magneten. Diese Magnete sind in Gruppen angeordnet, u. zw. in zwei vorderen Gruppen 36 und in zwei hinteren Gruppen 38. Die beiden vorderen und die beiden hinteren Gruppen befinden sich je beiderseits der Öffnung 28 und im Abstand voneinander.
Es können Permanentmagnete aus keramischem Material verwendet werden, wobei jeder Magnet, wie die Fig. 5 und 6 zeigen, aus einer Platte 40 aus einem bekannten Material, wie z. B. "Indox" besteht, welche in Richtung ihrer Dicke magnetisiert ist. An beiden Seiten ist je ein aus einer Platte aus Weicheisen oder Stahl bestehender Polschuh 44 angeklebt oder sonstwie befestigt. Die Polschuhe sind etwas breiter als die Permanentmagnete, so dass die unteren Teile 46 mit den Endflächen 48, den wirksamen Flächen zum Anziehen und Festhalten von ferromagnetischem Material, über die Magnetkörper hinausragen.
Die Magnete können auf verschiedene Weise im Werkzeug angeordnet sein. Eine Möglichkeit ist in Fig. 6 angedeutet, wobei gleichnamige Pole aneinanderstossen. Es können aber auch die ungleichnamigen Pole nebeneinander liegen. Die einzelnen Magnete können auch räumlich voneinander getrennt oder irgendwie anders angeordnet sein. Auch die Gruppen von Magneten können anders als gezeigt angeordnet sein. Es können auch Permanentmagnete aus andern Materialien, z. B. aus"Alnico", verwendet werden.
Die Magnete sind in einem Körper 50 aus Kunststoffmaterial, welches die Magnete festhält und kaum Bruchgefahr aufweist, eingebettet. Kunststoffe mit diesen Eigenschaften sind bekannt.
Das Werkzeug besitzt einen Hebel 52 mit einem Schaft 54, von dem wenigstens der innere Teil eine geringere Breite als die Öffnung 28 hat. Nahe beim inneren Ende des Hebels 54 ist eine querliegende Öffnung zur Lagerung auf einer Achse 56, welche etwa im Mittelpunkt des Gehäuses in Öffnungen der Flansche 30 aufgenommen ist, vorgesehen. An den Aussenseiten der Flansche 30 befinden sich Verstärkungsbutzen 58, in denen die Öffnungen der Flansche fortgesetzt sind. Das Kunststoffmaterial ausserhalb der Verstärkungsbutzen hält die Achse 56 in ihrer Lage fest.
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Der Handgriff am äusseren Ende des Hebels 54 ist durch ein Querstück 60 T-förmig ausgebildet. Wenn das Werkzeug am Querstück 60 gehalten wird, können die wirksamen Flächen der Magnete auf ein Werkstück aus ferromagnetischem Material, z. B. Stahlblech, das in Fig. 2 nicht dargestellt, jedoch in Fig. 3 mit 62 angedeutet ist, aufgesetzt werden. Wenn das Werkzeug auf ein solches Metallstück aufgesetzt ist, wird es durch die Magnete festgehalten und das Metallstück kann unter Benützung des Handgriffes am Hebel 52 geschoben, gezogen oder gehoben werden.
Zum Abheben des Werkzeuges vom Materialstück 62 hat das Ende des Hebels 54 in der Nähe der Achse 56 die Form einer Nocke 66. Wenn der Hebel in der Darstellung gemäss Fig. 2 und 3 im Gegenuhrzeigersinn bewegt wird, berührt die Nocke 66 die Oberfläche des festgehaltenen Materialstückes 62 und drückt das Werkzeug davon weg, so dass es in eine Entfernung gelangt, in welcher die magnetische Anziehungskraft so gering ist, dass das Spannwerkzeug ganz abgehoben werden kann.
Die Nocke 66 kann am Hebel in verschiedener Weise angeordnet sein, jedoch hat es sich in vielen Fällen als vorteilhaft erwiesen, die Abhebebewegung direkt aufwärts zu bewirken. Daher ist die Nocke 66 an der Rückseite oder Oberseite des Hebelendes angeordnet, so dass der Hebel über die vertikale Lage hinweggeschwenkt werden muss (in Fig. 3 strichliert angedeutet), um das Werkzeug vom Materialstück abzuheben. Dadurch, dass der Hebel etwa in der Mitte des Körpers 18 gelagert ist, ist das Werkzeug im wesentlichen immer im Gleichgewicht und die ferromagnetischen Materialien können leicht senkrecht in die Höhe gehoben werden. Ausser Blechen können auch verschiedene andere Materialien festgehalten werden.
Eine weitere Ausführungsform mit einem anders ausgebildeten Gehäuse ist in Fig. l0 - 13 dargestellt.
Die Öffnung 28a erstreckt sich bis zu einem Rand und in der oberen Hälfte durch die Vorderseite 24, wobei der untere Teil 72 der Vorderwand die nebeneinander liegenden Gehäuseteile verbindet. Bei dieser Anordnung kann der Hebelarm 54a, der gekrümmt ausgebildet ist, so nach vorne umgelegt werden, dass er im wesentlichen parallel zur Gehäuseoberfläche liegt.
Aus Fig. 12 ist ersichtlich, dass die wirksamen Flächen 48 der Polschuhe in der gleichen Ebene liegen wie der untere Rand des Gehäuses. Bei dieser Anordnung wird zwar das Magnetfeld verzerrt, aber es tritt im wesentlichen keine Beeinträchtigung der Anziehungskraft auf. Bei dieser Ausführungsform steht der untere Teil der Polschuhe etwas aus dem Kunststoffmaterial 50 hervor. Wenn irgendwelche kleine Teil- chen unter den wirksamen Flächen der Polschuhe vorhanden sind, welche einen direkten Kontakt der wirksamen Flächen mit der Materialoberfläche verhindern würden, genügt ein geringfügiges Hin- und Herschieben des Werkzeuges auf der Oberfläche um diese kleinen Teilchen in die Zwischenräume zwischen den Polschuhen zu bringen, wo sie nicht stören.
In den Fig. 7, 8 und 9 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, wobei das Werkzeug ein längliches
Gehäuse 80 mit einer Oberseite 82 und Seitenwänden 84 aufweist. Ein Ende 86 ist geschlossen, während am gegenüberliegenden Ende die Seitenwände verlängert und bei 88 einwärts und bei 90 nach vorne abgebogen sind. In den Teilen 90 ist eine Achse 93 angeordnet, die einen Hebel 92 mit einem Handgriff 108 trägt. Der innere Teil des Hebels 92 ist bei 100 gebogen und besitzt einen flachen Endteil 102. Das Werkzeug weist Gruppen von Magneten auf, welche im Plastikmaterial 104 eingebettet sind. Das Werkzeug gemäss Fig. 7, 8 und 9 kann als Führung oder Anschlag verwendet werden, wenn es an einem Maschinenteil 106 durch die magnetischen Haftkräfte befestigt wird (Fig. 9).
Wenn das Werkzeug abgehoben oder in die richtige Lage gebracht werden soll, wird der Handgriff 108 des Hebels 92 angehoben, wodurch der gebogene Hebelteil 100 die Oberfläche des Maschinenteiles 106 berührt und das dem Hebellager benachbarte Ende des Werkzeuges anhebt. Wenn der Hebel 92 ungefähr vertikal steht, ruht das flache Hebelende 102 auf dem Maschinenteil 106 und das Werkzeug kann leicht darauf verschoben werden. Dabei ist das Werkzeug bis auf die hinteren Ecken der Polschuhe an der Hinterseite vom Maschinenteil 106 abgehoben, so dass die magnetische Anziehungskraft nur gering ist.
Wenn das Werkzeug in die richtige Lage gebracht ist, wird der Hebel 92 wieder nach vorne umgelegt, wobei alle Magnete mit dem Maschinenteil 106 in Berührung kommen, und das Werkzeug unverrückbar festhalten. Wenn dieses Werkzeug auch zum Verschieben oder Aufheben von ferromagnetischem Material z. B. Eisenblech verwendet werden soll, kann der Hebel 92 mit einem Querstück versehen werden, so dass ein geeigneter Handgriff entsteht.
Fig. 14 zeigt ein Werkzeug zum Festhalten kleiner Eisenteile, z. B. um diese während ihrer Bearbeitung an einer Schleifmaschine sicher halten zu können. Das Werkzeug besitzt einen festen Handgriff 110 und zum Abdrücken des festgehaltenen Werkstückes einen schwenkbaren Hebel 111, der auf der Achse 112 ge- lagert ist. Eine haarnadelförmige Feder 113 drückt den Hebel 111 vom Handgriff 110 weg, wobei in dieser Endlage das nockenförmige Ende 115 des Hebels 111 nicht aus der Ebene der wirksamen Flächen 114 der
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Polschuhe herausragt. Die Magnete sind in zwei Gruppen beiderseits des Schlitzes für den Hebel 111 an- geordnet, die gesamte Arbeitsfläche ist annähernd quadratisch.
Die Fig. 15 und 16 zeigen ein Werkzeug in Form eines Anschlagwinkels, bei dem an der Ober- und
Unterseite je eine magnetische Arbeitsfläche 116 bzw. 117 vorgesehen ist. Der Hebel 118 zum Anheben i ist aussen an einer Seitenkante des Werkzeuges gelagert. Dieses Werkzeug ist insbesondere zum Auflegen auf die Grundplatte, z. B. einer Bohrmaschine, gedacht ; ferromagnetische Werkstücke können auf der
Oberseite festgehalten werden, für magnetische Werkstücke kann der Winkel 119 als Anschlag dienen.
Fig. 17 zeigt ein Werkzeug, bei dem zwei magnetische Arbeitsflächen 120 und 121 rechtwinkelig zueinander angeordnet sind. Zwischen den äusseren Enden der Schenkel dieses Werkzeuges erstreckt sich ein Handgriff 122. Dieses Werkzeug kann z. B. zum Festhalten von Blechteilen verwendet werden, welche längs einer Kante miteinander verschweisst werden sollen, wobei beide Blechteile rechtwinkelig aufeinander stehen.
Zur Verwendung in den beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde ein Typ und eine Form von
Permanentmagneten angegeben. Es ist aber selbstverständlich möglich, auch andere Typen und Formen zu verwenden, welche die Anziehungskraft zum Festhalten von ferromagnetischen Materialien liefern.
Während bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen die Magnete in einem Körper aus Kunststoffmaterial festgehalten sind, welcher seinerseits in einem gegossenen, gepressten oder gespritzten Rahmen oder Ge- häuse befestigt ist, ist es auch möglich, die Magnete einzugiessen oder zu umspritzen, wobei der dadurch gebildete Körper bereits das Werkzeug bildet, oder noch in einem Gehäuse angeordnet wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Magnetisches Spannwerkzeug mit einem oder mehreren Permanentmagneten in einer oder mehreren plattenförmigenAnordnung (en) in einem Rahmen oder Gehäuse zum Anziehen und Festhalten ferromagne- tischer Materialien an wenigstens einer Arbeitsfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (90) imRahmenoder Gehäuse (20,22, 24, 26 ; 80) eingegossen oder in einem Körper (50 ; 104) aus Kunststoff- material eingebettet sind und gegebenenfalls ein Hebel (52 ; 92 ; 111 ; 118) zum Abheben des Spannwerk- zeugesvomfestgehaltenenMaterial (62 ; 106) am oder im Gehäuse schwenkbar gelagert und bzw. oder am
Werkzeug ein starrer Handgriff (110 ; 122) vorgesehen ist.