BE1021277B1 - Magneetgrijper voor het vastnemen en loslaten van magnetische materialen - Google Patents

Abstract

Magneetgrijper voor het vastnemen en loslaten van magnetische materialen. Magneetgrijper (1) die bevat: - twee of meerdere bistabiele magneten (13), schakelbaar tussen een aangeschakelde stand, waarin betreffende bistabiele magneet (13) een magnetische grijpkracht kan uitoefenen op een vast te nemen magnetisch materiaal (2) , en een uitgeschakelde stand, waarin betreffende bistabiele magneet (13) geen magnetische grijpkracht kan uitoefenen op een vast te nemen magnetisch materiaal (2); een aanstuureenheid (25) voor het genereren van elektrische pulsen teneinde de bistabiele magneten (13) aan te sturen; - een elektrische batterij (26) als autonome energiebron voor het genereren van de elektrische pulsen.

Description

Magneetgrijper voor het vastnemen en loslaten van magnetische materialen.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een magneetgrijper voor het vastnemen en loslaten van magnetische materialen.

Meer bepaald heeft de uitvinding betrekking op zulke magneetgrijper die een gestel bevat dat voorzien is van aangrijpmiddelen waarmee de magneetgrijper kan worden gegrepen door een hefwerktuig, zoals bijvoorbeeld een hefkraan, een vorklift, een portaalbrug of dergelijke meer.

Hierbij is de magneetgrijper in eerste instantie bedoeld voor het heffen van objecten die geheel of gedeeltelijk vervaardigd zijn uit magnetische materialen, zoals bijvoorbeeld staal of andere ferromagnetische materialen of legeringen daarvan, waarbij zulke objecten allerlei vormen kunnen aannemen, bijvoorbeeld de vorm van platen, buizen, profielen, structurele balken of dergelijke meer.

Het is echter niet uitgesloten de magneetgrijper te gebruiken voor het vastnemen en loslaten van andere zaken, zoals bulk materialen of ertsen met magnetische eigenschappen of metalen afval of zogenaamd scrap of dergelij ke.

Er zijn reeds verschillende types magneetgrijpers bekend voor het heffen van zulke magnetische materialen, doch deze vertonen allemaal zekere nadelen.

Zo zijn er bijvoorbeeld de bekende magneetgrijpers van het type dat voorzien is van een permanente magneet.

Een voordeel van dit type bekende magneetgrijper is dat er geen externe energie dient te worden toegevoegd voor het opwekken van een magnetisch veld.

Dit type bekende magneetgrijper heeft echter vele nadelen die verbonden zijn aan zijn eerder primitieve opbouw, waarbij bijvoorbeeld de omschakeling tussen een toestand voor het grijpen en een toestand voor het terug loslaten van een object steeds manueel door een operator dient te gebeuren.

Hierbij wordt het magneetveld van de permanente magneet door manuele verdraaiing gericht teneinde het betreffende materiaal vast te nemen dan wel terug los te laten.

De magnetische grijpkracht opgewekt door de permanente magneet van dit type bekende magneetgrijper is ook steeds dezelfde, zodat de grootte van deze magnetische grijpkracht niet kan worden ingesteld.

Zulke instelling van de grootte van de magnetische grijpkracht is doorgaans nochtans nuttig om ervoor te kunnen zorgen dat met de magneetgrijper bijvoorbeeld telkens slechts één plaat van een stapel op elkaar geplaatste stalen platen kan worden genomen en dat er niet meerdere platen tegelijk worden opgenomen.

Andere meer gesofisticeerde bekende magneetgrijpers zijn van een type waarbij het magnetisch veld elektrisch wordt opgewekt met behulp van één of meerdere elektromagneten.

Deze bekende magneetgrijpers met elektromagneet hebben het voordeel dat de opgewekte magnetische grijpkracht wel kan worden ingesteld door de elektromagneet of elektromagneten te doen doorstromen met de overeenkomstige elektrische stroom.

Een belangrijk nadeel van dit bekende type magneetgrijpers is echter dat tijdens het vastgrijpen van een vast te nemen element met zulke magneetgrijper, continu energie in de vorm van elektrische stroom dient te worden toegevoerd aan de elektromagneten teneinde het magnetisch veld opgewekt in deze elektromagneten in stand te houden.

Dit houdt niet enkel een mogelijks veiligheidsrisico in, doch is tevens een kostelijke zaak indien het magnetisch veld langdurig werkzaam dient te zijn.

Van dit bekende type magneetgrijpers met elektromagneten bestaan er globaal genomen twee mogelijke uitvoeringsvormen.

In een eerste uitvoeringsvorm wordt de elektrische energie extern toegevoerd vanuit een externe voeding, zoals een elektrisch net of generator of dergelijke, wat uiteraard het nadeel biedt dat deze externe voeding voorhandig dient te zijn, waarbij voorts de verbinding met een externe voeding ook vaak beperkingen inhoudt voor wat betreft de mobiliteit van de magneetgrijper.

In een andere uitvoeringsvorm van dit bekende type magneetgrijpers met elektromagneten wordt de elektromagneet gevoed vanuit een batterij die voorzien is aan de magneetgrijper zelf, zodat deze beschikt over een zekere autonomie.

Desalniettemin is de autonomie van zulke magneetgrijper uiterst beperkt gezien de grote vraag naar elektrische energie voor het opwekken van een magnetisch veld, zodat tijdens het vastnemen van objecten met zulke bekende magneetgrijper toch nog een externe voeding dient te worden voorzien voor het opladen van de batterij en het in stand houden van het magneetveld.

Voorts zijn de bekende magneetgrijpers van dit type doorgaans qua vorm niet geschikt om materialen met uiteenlopende vormen te kunnen vastnemen en zijn ze niet in staat om objecten op volledig automatische wijze op te nemen, waarbij bepaalde handelingen, zoals bijvoorbeeld het schakelen van de elektromagneten, nog steeds door een operator dienen te gebeuren, wat bovendien gemakkelijk aanleiding kan geven tot fouten.

De batterij systemen nodig voor zulke magneetgrijper zijn tevens groot en duur en hebben slechts een geringe levensduur, waarna ze aan vervanging toe zijn.

Bijgevolg zijn zulke batterij systemen tevens zeer belastend voor het milieu.

De huidige uitvinding heeft dan ook tot doel aan één of meer van de voornoemde en eventuele andere nadelen een oplossing te bieden.

Het is in het bijzonder een doel van de uitvinding een magneetgrijper te ontwikkelen die een zeer grote autonomie bezit, vergelijkbaar met het type magneetgrijper voorzien van een permanente.magneet, welke anderzijds tevens zeer flexibel in gebruik is en een verregaande automatisatie toelaat, waarbij bij voorkeur het vastnemen en loslaten van objecten kan gebeuren zonder tussenkomst of met slechts een minimale tussenkomst van een operator.

Het is een ander objectief van de uitvinding een oplossing aan te bieden voor de energievoorziening van de magneetgrijper die tevens veel milieuvriendelijker is dan de bestaande systemen waarmee magneetgrijpers worden voorzien van energie.

Het is voorts een objectief van de uitvinding zulke magneetgrijper zodanig uit te voeren dat het magneetveld ervan voor het opnemen van materialen kan worden ingesteld, meer bepaald kan worden vergroot of verkleind naargelang de situatie, en dat op eenvoudige wijze objecten van allerlei vormen ermee kunnen worden vastgenomen.

Hiertoe betreft de huidige uitvinding een magneetgrijper voor het vastnemen en loslaten van objecten vervaardigd uit magnetische materialen, die een gestel bevat voorzien van aangrijpmiddelen waarmee de magneetgrijper kan worden gegrepen door een hefwerktuig, waarbij de magneetgrijper verder minstens de volgende elementen bevat: - twee of meerdere bistabiele magneten, welke minstens schakelbaar zijn tussen een aangeschakelde stand, waarin de betreffende bistabiele magneet een magnetische grijpkracht kan uitoefenen op een vast te nemen magnetisch materiaal, en een uitgeschakelde stand, waarin de betreffende bistabiele magneet geen of nagenoeg geen magnetische grijpkracht kan uitoefenen op een vast te nemen magnetisch materiaal; - een aanstuureenheid voor het genereren van elektrische pulsen teneinde de bistabiele magneten aan te sturen naar de overeenkomstige gewenste standen; en, - een elektrische batterij die dienst doet als autonome energiebron voor het genereren van de elektrische pulsen.

Een eerste belangrijk voordeel van zulke magneetgrijper volgens de uitvinding is te wijten aan het feit dat gebruik wordt gemaakt van twee of meerdere zogenaamde bistabiele magneten.

Zulke bistabiele magneten zijn voorzien van een stel permanente magneten, evenals van een spoel waarvan de functie verschillend kan zijn naargelang de specifieke uitvoeringsvorm, doch welke spoel steeds dienst doet om te schakelen tussen twee standen, meer bepaald tussen een aangeschakelde stand waarbij een grijpkracht kan worden uitgeoefend en een uitgeschakelde stand waarbij dit niet het gval is.

In sommige uitvoeringsvormen wordt de spoel gebruikt om een kern te magnetiseren.

Naargelang de stroomzin van de elektrische stroom waarmee de spoel wordt bekrachtigd, wordt de kern in de ene dan wel in de andere zin gemagnetiseerd, zodat het magneetveld opgewekt door de permanente magneten wordt versterkt, dan wel wordt teniet gedaan door het magneetveld van de kern, respectievelijk in de aangeschakelde stand en de uitgeschakelde stand van de magneetgrijper.

In andere uitvoeringsvormen wordt het magneetveld opgewekt in de spoel gebruikt om de permanente magneten te verplaatsen in een behuizing, waarbij al dan niet een luchtspleet in de magnetische kringloop wordt opgenomen, wat respectievelijk overeenkomt met de uitgeschakelde dan wel aangeschakelde stand van de bistabiele magneten.

Het grote voordeel van zulke bistabiele magneten is dan ook dat voor het schakelen tussen de voornoemde aangeschakelde en uitgeschakelde stand slechts tijdelijk een elektrische stroom dient te worden toegepast onder de vorm van een elektrische puls, teneinde de kern in de juiste richting en volgens de gewenste sterkte te magnetiseren of om de permanente magneten te verplaatsen, waarbij na het magnetiseren van de kern of het verplaatsen van de permanente magneten geen elektrische stroom meer dient te worden toegepast, aangezien het beschikbare magneetveld voor de grijpkracht voortspruit uit het magneetveld van de permanente magneten eventueel gecombineerd met het remanent magnetisme van de kern.

Het is dus duidelijk dat slechts een weinig elektrische energie nodig is voor het schakelen van de magneetgrijper, welke hoeveelheid elektrische energie vele malen kleiner is dan de energie die nodig is bij de bekende magneetgrijpers voorzien van elektromagneten.

Bijgevolg is het mogelijk een magneetgrijper volgens de uitvinding uit te rusten met een batterij welke toelaat vele tientallen, honderdtallen of zelfs duizendtallen keren te schakelen tussen de aangeschakelde stand en de uitgeschakelde stand zonder dat de batterij opnieuw dinet te worden herladen.

Een magneetgrijper overeenkomstig de uitvinding beschikt dan ook over een zeer grote autonomie.

Een ander voordeel van een magneetgrijper overeenkomstig de uitvinding is dat het vastnemen en heffen van een object ermee zeer veilig en efficiënt is, aangezien het magnetisch veld, dat voor het heffen gebruikt wordt, afkomstig is van de permanente magneten eventueel gecombineerd met het remanent magnetisme van een kern, waardoor zelfs in geval de voornoemde batterij volledig ontladen is, er geen gevaar bestaat dat het magnetisch veld voor de grijpkracht zou worden onderbroken of wegvallen.

Nog een ander voordeel van een magneetgrijper overeenkomstig de uitvinding is dat het schakelen van de bistabiele magneten gebeurt met een aanstuureenheid die hiertoe de passende elektrische pulsen genereert, zodat geen manuele interventie van een operator vereist is en zodat zulke magneetgrijper volgens de uitvinding bijgevolg wel de voordelen van een bekende magneetgrijper uitgerust met een permanente magneet heeft, doch niet zijn nadelen.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna als voorbeeld zonder enig beperkend karakter enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een magneetgrijper voor het vastnemen en loslaten van magnetische materialen overeenkomstig de uitvinding beschreven, met verwijzing naar bijgaande figuren, waarin: figuur 1 in perspectief een magneetgrijper volgens de uitvinding weergeeft, gebruikt voor het heffen van eeen staalplaat; figuur 2 een zijaanzicht volgens pijl F2 weergeeft op de magneetgrijper uit figuur 1, in een toestand waarbij de magneetgrijper met zijn gewicht rust op de stalen plaat; figuur 3 op grotere schaal het gedeelte van de magneetgrijper weergeeft dat in figuur 2 met F3 is aangeduid; figuur 4 analoog aan figuur 2 een zijaanzicht weergeeft op de magneetgrijper uit figuur 1, in een toestand waarbij het gewicht van de magneetgrijper nog niet rust op de stalen plaat; figuur 5 op grotere schaal het gedeelte van de magneetgrijper weergeeft dat in figuur 4 met F5 is aangeduid; figuur 6 in perspectief nogmaals de magneetgrijper uit de figuren 1 en 2 weergeeft, gebruikt voor het heffen van een stalen profiel, waarbij paren bistabiele magneten van de magneetgrijper zijn verdraaid in een andere stand; figuren 7 en 8 vooraanzichten volgens de pijl F7/F8 weergeven op de magneetgrijper uit figuur 6, respectievelijk in een toestand waarbij de magneetgri jper wel en niet met zijn gewicht op het stalen profiel rust; en, figuren 9 en 10 zijaanzichten weergeven volgens de pijl F9/F10, respectievelijk in de toestanden overeenkomstig figuren 7 en 8.

De in de figuren weergegeven magneetgrijper 1 volgens de uitvinding is bedoeld voor het vastnemen en loslaten van magnetische materialen 2.

In de figuren 1, 2 en 4 is als voorbeeld van zulk vast te nemen magnetisch materiaal 2 een stalen plaat 3 weergegeven, met typisch eerder grote dimensies in twee richtingen XX' en YY', respectievelijk volgens de breedte B en de lengte L van de stalen plaat 3, en met een kleine dimensie in de resterende richting ZZ' volgens de dikte D van de stalen plaat 3.

In de figuren 6 tot 10 is een situatie geïllustreerd waarbij de magneetgrijper 1 gebruikt wordt om een magnetisch materiaal 2 onder de vorm van een stalen profiel 4 vast te nemen, met typisch eerder een grote dimensie in slechts één richting XX' volgens de lengte L van het stalen profiel 4 en met hiermee vergeleken eerder kleinere dimensies in de andere richtingen YY' en ZZ', overeenkomstig de hoogte H en de breedte B van het stalen profiel 4.

Uiteraard zijn andere objecten vervaardigd uit magnetische materialen 2 niet uitgesloten, zoals stalen profielen, structurele stalen balken of stalen platen met andere vormen, bulkmaterialen of afvalschroot en zo meer.

De magneetgrijper 1 is voorzien van een gestel 5 dat in het getoonde voorbeeld een skelet 5 vormt, waarbij dit skelet 5 in dit geval een centrale balk 6 bevat bestaande uit een hol metalen kokerprofiel 6 dat zich uitstrekt in een richting UU'.

Aan beide vrije uiteinden 7 en 8 van de centrale balk is telkens een ophanging 9 gemonteerd.

Het gestel 5 kan bijvoorbeeld zijn vervaardigd uit een koolstof staal, of eventueel uit aluminium teneinde het gewicht ervan te reduceren.

De ophangingen 9 vormen in het getoonde voorbeeld een soort dwarsstukken 9 die zich globaal genomen uitstrekken volgens een richting VV' aan weerszijden van de centrale balk 6 en die in hun midden zijn voorzien van een verbinding 10 waarmee ze aan de centrale balk 6 zijn verbonden.

Elke ophanging 9 heeft voorts een paar vrije uiteinden 11 en 12, waaraan telkens een paar bistabiele magneten 13 is aangebracht.

Elke ophanging 9 is in dit geval door middel van bouten en moeren aan de centrale balk 6 vastgebout, zodanig dat de ophangingen 9 gemakkelijk kunnen geherpositioneerd worden op de centrale balk 6, bijvoorbeeld om de magneetgrijper 1 te kunnen aanpassen in functie van de vorm van het te grijpen magnetisch materiaal 2.

In de hier besproken uitvoeringsvorm is de verbinding 10 tussen een ophanging 9 en de centrale balk 6 roteerbaar uitgevoerd, waarbij de ophangingen 9 kunnen geroteerd worden rondom een as WW' die enerzijds loodrecht staat op de richting UU', d.i. de richting waarin de centrale as 6 zich uitstrekt, en anderzijds op de richting VV' , d.i. de richting waarin de betreffende ophanging 9 zich uitstrekt.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm overeenkomstig de uitvinding, is het roteren van een ophanging 9 via de roteerbare verbinding 10 mogelijk door een manuele interventie van een operator.

De operator kan hierbij bijvoorbeeld een mechanische blokkering ontgrendelen, waarna een rotatie van de ophaning 9 tot in de gewenste positie mogelijk is.

Daarna kan de verbinding 10 door de operator opnieuw worden gefixeerd door het opnieuw vergrendelen van de mechanische blokkering.

Zulke mechanische blokkering kan bijvoorbeeld bestaan uit een heen en weer beweegbare pin voorzien op een eerste deel van de verbinding 10 en uit gaten die gelijkmatig zijn verspreid over een omtrek van een tweede deel van de verbinding 10, waarbij door het introduceren van de pin in één van de gaten de verbinding 10 in de gewenste positie kan worden gefixeerd.

Bij voorkeur is zulke pin veerbekrachtigd zodat deze automatisch in het betreffende gat wordt gehouden zolang ze niet door een operator wordt ontgrendeld.

Aldus kan de richting W' van elke ophanging 9 ten opzichte van de centrale as 6 worden gewijzigd door een verdraaiing om de as WW' , waarbij in het geval van figuur 1 de ophangingen 9, welke zijn uitgevoerd als een een soort dwarsstukken 9, effectief dwars op de centrale as 6 staan, zodat de richtingen VV' loodrecht staan op de richting UU', terwijl in het geval van figuur 6 de ophangingen 9 parallel zijn gebracht met de centrale as 6, zodat de richtingen VV' zich uitstrekken parallel aan de richting UU'.

Doordat de ophangingen 9 positioneerbaar zijn ten opzichte van de centrale balk 6 wordt een grotere vrijheidsgraad bekomen voor het postioneren van de bistabiele magneten 13.

Volgens de uitvinding is echter een simpelere versie van een magneetgrijper 1 niet uitgesloten, waarbij het gestel 5 enkel is uitgevoerd uit gedeelten die vast aan elkaar zijn verbonden en waarbij de positionering van de bistabiele magneten 13 ten opzichte van een magnetisch materiaal 2 uitsluitend gebeurt door het positioneren van het gestel 5 zelf.

De bistabiele magneten 13 zijn magneten die, zoals de naam suggereert, over twee stabiele standen beschikken, waarbij meer bepaald zulke bistabiele magneet 13 kan geschakeld worden tussen een aangeschakelde stand en een uitgeschakelde standen.

In de aangeschakelde stand kan de betreffende bistabiele magneet 13 een magnetische grijpkracht uitoefenen op een vast te nemen magnetisch materiaal 2, terwijl in de uitgeschakelde stand de betreffende bistabiele magneet 13 geen of nagenoeg geen magnetische grijpkracht kan uitoefenen op een vast te nemen magnetisch materiaal 2.

Zoals in de inleiding werd uiteengezet, zijn beide standen stabiel in de zin dat het magnetisch veld dat wordt aangeschakeld voor het grijpen van een magnetisch materiaal 2 of dat wordt uitgeschakeld voor het terug loslaten van een magnetisch materiaal 2, enkel afkomstig is van permanente magneten, al dan niet gecombineerd met een remanent magnetisme opgewekt in een kern en het dus niet afkomstig is van een elektromagneet waarvan het magnetisch veld onderbroken kan worden bij stroomonderbreking.

Elk paar bistabiele magneten 13 is in dit geval geïntegreerd in een voet 14 die voorzien is van een opstaand stuk 15 dat zich uitstrekt volgens een richting TT' parallel aan de richting WW' waarrond zijn ophanging 9 verdraaibaar is.

Het opstaand stuk 15 is aan één uiteinde 16 vast verbonden met een platte zool 17, die bedoeld is om in contact te komen met het op te nemen magnetisch materiaal 2.

De platte zolen 17 zijn in dit geval rechthoekig is uitgevoerd, waarbij telkens twee bistabiele magneten 13 in een zool 17 zijn geïntegreerd en waarbij deze bistabiele magneten 13 van zulk paar naast elkaar zijn geplaatst volgens de richting VV' van de ophanging 9 waaraan ze zijn verbonden.

Het opstaand stuk 15 is aangebracht in het midden van de platte zool 17 en staat er loodrecht op.

Het andere uiteinde 18 van het opstaand stuk 15 van de voet 14 is door middel van een cardanische verbinding 19 opgehangen aan het betreffende vrije uiteinde 11 of 12 van zijn ophanging 9, zodat de richting TT' van het opstaand stuk 15 steeds is uitgelijnd volgens de richting van de zwaartekracht voor zover de voeten 14 vrij zijn opgehangen aan hun ophanging 9.

De cardanische verbinding 19 bevat hiertoe een tussenstuk 20 dat enerzijds scharnierbaar is verbonden met het uiteinde 18 van het opstaand stuk 15 door middel van een scharnier 21, welke scharnier 21 een rotatie toelaat van de voet 14 rondom een as 22 die zich uitstrekt parallel aan de richting VV' van de betreffende ophanging 9.

Anderzijds is het tussenstuk 20 scharnierbaar verbonden met het betreffende vrije uiteinde 11 of 12 van de betrokken ophanging 9 door middel van een scharnier 23, welke scharnier 23 een rotatie toelaat rondom een as 24 dwars op de andere as 22 en die zich uitstrekt dwars op de richting VV' van de betreffende ophanging 9.

In de getoonde uitvoeringsvorm hangen de ophangingen 9 en de voeten 14 met de paren bistabiele magneten 13 aan de centrale balk 6 of ondersteunen ze deze centrale balk 6 op zodanige wijze dat het ganse gestel 5 gemakkelijk kan geplaatst worden op het te nemen magnetische materiaal 2, waarbij meer bepaald bij het nemen van een stalen plaat 3 alle voeten 14 zijn uitgelijnd in een vlak dat de richtingen XX' en YY' bevat en bij het nemen van een eerder één dimensionale structuur, zoals een stalen profiel 4, de voeten 14 zijn uitgelijnd volgens een lijn XX' .

Uiteraard zijn totaal andere vormen aangepast voor het vastnemen van anderssoortige materialen niet uitgesloten volgens de uitvinding.

In het getoonde voorbeeld bevat de magneetgrijper 1 ook slechts twee ophangingen 9 met telkens een paar bistabiele magneten 13 aan elk van de uiteinden 11 en 12 ervan, waarbij de magneten 13 paarsgewijs en volgens een symmetrisch patroon zijn aangebracht aan het gestel 5, wat volgens de uitvinding gemakkelijk kan uitgebreid worden naar meerdere paren bistabiele magneten 13 of zelfs tot totaal andere configuraties mocht dit nodig zijn voor een bepaalde toepassing.

De magneetgrijper 1 is voorts voorzien van een aanstuureenheid 25 waarmee de bistabiele magneten 13 kunnen worden aangestuurd of geschakeld naar de overeenkomstige gewenste standen, bijvoorbeeld door middel van elektrische pulsen gegenereerd door de aanstuureenheid 25.

Een elektrische batterij 26 doet dienst als autonome energiebron voor het genereren van de elektrische pulsen.

Aangezien de bistabiele magneten 13 enkel energie verbruiken bij de omschakeling ervan van de ene stand naar de andere, kan zulke batterij 26 zeer lang meegaan zonder dat ze dient te worden herladen, waarbij meerdere tientallen tot zelfs duizendtallen omschakelingen van de bistabiele magneten 13 kunnen worden gerealiseerd.

Volgens een mogelijke uitvoeringsvorm van een magneetgrijper 1 in overeenstemming met de uitvinding is de aanstuureenheid 25 ook bedoeld voor het roteren van elke ophanging 9 ten opzichte van de centrale balk 6 teneinde de bistabiele magneten 13 in een positie te plaatsen die geschikt is voor het opnemen van het betrokken magnetisch materiaal 2.

Op deze manier kan een manuele interventie van een operator voor dit doeleinde worden vermeden.

Meer algemeen kan een magneetgrijper 1 volgens de uitvinding één of meerdere bistabiele magneten 13 bevatten die voorzien zijn op een beweegbaar gedeelte van het gestel 5 dat een andere vorm kan hebben dan de ophangingen 9 uit de figuren, zoals bijvoorbeeld op een beweegbare arm of dergelijke.

Zulk beweegbaar gedeelte is door aansturing via de aanstuureenheid 25 beweegbaar en positioneerbaar zijn ten opzichte van het resterende gedeelte van het gestel 5.

Hierdoor kunnen, zoals in de getoonde uitvoeringsvorm, de bistabiele magneten 13 eventueel beter gepositioneerd worden in functie van de vorm van het te nemen magnetisch materiaal 2, alvorens het magnetisch materiaal 2 wordt gegrepen door de magneetgrijper 1 erop te plaatsen met een hefwerktuig.

In andere uitvoeringsvormen is het ook mogelijk de beweging van het beweegbaar gedeelte zodanig aan te sturen met de aanstuureenheid 25 dat één of meerdere bistabiele magneten 13 rechtstreeks door deze beweging in contact wordt of worden gebracht met het te nemen magnetisch materiaal 2.

Teneinde de magneetgrijper 1 gemakkelijk te kunnen heffen met een hefwerktuig zijn volgens de uitvinding aangrijpmiddelen 27 voorzien.

Deze aangrijpmiddelen 27 bevatten in dit geval enerzijds een paar kokervormige balken 28 met open uiteinden die centraal zijn aangebracht op het gestel 5, meer bepaald op de centrale balk 6, en die zich uitstrekken dwars op deze centrale balk 6.

Deze kokervormige balken 28 zijn bedoeld om de magneetgrijper te kunnen grijpen en heffen met een vorkheftruck, door de vorken ervan via de open uiteinden in de kokervormige balken 28 te schuiven.

Anderzijds bevatten de aangrijpmiddelen 27 in dit geval tevens een paar ogen 29 aangebracht op gelijke afstand van het midden van de centrale balk 6, die kunnen gebruikt worden om de magneetgrijper 1 te heffen of te grijpen met een paar haken van een takel of kraan of dergelijke meer.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is een magneetgrijper 1 overeenkomstig de uitvinding voorzien van detectiemiddelen 30 die toelaten een volledig grijpklare toestand, dan wel een onvolledig grijpklare toestand te detecteren.

Met een volledig grijpklare toestand wordt een toestand van de magneetgrijper 1 bedoeld, waarbij alle bistabiele magneten 13 van de magneetgrijper 1 grijpklare, bistabiele magneten 13 zijn, omdat ze elk in een grijptoestand kunnen komen voor het nemen van een magnetisch materiaal 2 en hierbij elk kunnen bijdragen aan het realiseren van de nodige magnetische hefkracht voor het heffen van dat magnetische materiaal 2.

Een minimale voorwaarde om tot een volledig grijpklare toestand te komen, is uiteraard dat elke bistabiele magneet 13 in contact kan worden gebracht met het te nemen magnetische materiaal 2.

Met een onvolledig grijpklare toestand wordt anderzijds een toestand van de magneetgrijper 1 bedoeld waarbij één of meerdere bistabiele magneten 13 van de magneetgrijper 1 niet grijpklare, bistabiele magneten 13 zijn, omdat ze niet in een grijptoestand kunnen komen, doordat de betreffende magneten niet in staat zijn het betreffende magnetische materiaal 2 vast te nemen, bijvoorbeeld omdat ze niet in contact kunnen komen met het magnetische materiaal 2 of omdat ter plaatse van contact met het te nemen stuk er geen magnetisch materiaal 2 aanwezig is of dergelijke meer.

In de uitvoeringsvorm van een magneetgrijper 1 volgens de uitvinding geïllustreerd in de figuren zijn tevens zulke detectiemiddelen 30 voorzien, welke meer in detail zijn weergegeven in de figuren 3 en 5.

Deze detectiemiddelen 30 worden in dit geval gevormd door detectieschakelaars 31 die worden geschakeld bij een overgang van een niet grijpklare toestand, waarin de magneetgrijper 1 ter plaatse van de betreffende bistabiele magneet 13 of magneten 13 is opgeheven door een hefwerktuig, naar een grijpklare toestand, waarin de magneetgrijper 1 ter plaatse van de betreffende bistabiele magneet niet is opgeheven door een hefwerktuig, en andersom.

Hiertoe zijn in het getoonde voorbeeld de ophangingen 9 tweedelig uitgevoerd als een schaar met een twee benen 32 die in het midden van de ophanging 9 scharnierend aan elkaar zijn verbonden door middel van een scharnier 33 waarvan de rotatieas 34 zich uitstrekt volgens de richting UU' van de centrale as 6.

Elk been 32 van een ophanging 9 heeft hierbij een lang beengedeelte 35 met een lange hefboomsarm ten opzichte van het scharnier 33 en dat zich uitstrekt tot aan het overeenkomstige vrije uiteinde 11 of 12 met de betreffende voet 14 en bistabiele magneet 13, evenals een kort beengedeelte 36 met een korte hefboomsarm ten opzichte van het scharnier 33 en dat zich uitstrekt in de richting van de voet 14 met bistabiele magneet 13 van het andere been 32.

Elke ophanging 9 is hierbij voorzien van een paar detectieschakelaars 31 die in dit geval zijn voorzien tussen een lang beengedeelte 35 en een kort beengedeelte 36 van de ophanging 9 aan weerszijden van de centrale balk 6.

De detectieschakelaars 31 hebben hiertoe een behuizing 37 voorzien op het betreffende lange beengedeelte 35 van één van de benen 32, waarbij een schakelgedeelte 38, dat zich uitstrekt uit deze behuizing 37, voorzien is van een pin 39 welke is aangebracht in een gleuf 40 die hiertoe voorzien is in elk kort beengedeelte 35 van het andere been 32.

Wanneer de magneetgrijper 1 met zijn gewicht steunt op het te nemen magnetische materiaal 2, zoals het geval is in de figuren 2, 7 en 9, dan scharnieren de benen 32 van elke ophanging 9 ietwat uit elkaar rond scharnier 33, waardoor de pin 39 van een detectieschakelaar 31 zich positioneert aan één uiteinde 41 van de betreffende gleuf 40, zoals meer in detail is weergegeven in figuur 3.

Wanneer de magneetgrijper 1 echter wordt gehoffen door een hefwerktuig en aldus het gewicht van de magneetgrijper 1 niet meer rust op een te heffen magnetisch materiaal, welke situatie geïllustreerd is in de figuren 4, 8 en 10, dan scharnieren de benen 32 van elke ophanging 9 ietwat naar elkaar toe rond scharnier 33, waardoor de pin 39 van een detectieschakelaar 31 zich positioneert aan het andere uiteinde 42 van de betreffende gleuf 40, wat meer in detail is weergegeven in figuur 5.

Naargelang de positie van de pin 39 in de gleuf 40 wordt de betreffende detectieschakelaar 31 geschakeld, waardoor in dit geval zulke schakeling overeenkomt met het waarnemen van een toestand waarbij het gewicht van de magneetgrijper 1 al dan niet rust op een magnetisch materiaal 2 ter plaatse van de betreffende bistabiele magneet 13.

Een volledig grijpklare toestand is in dit geval een toestand waarbij een de detectieschakelaars 31 van elke bistabiele magneet 13 zijn geschakeld naar de toestand overeenkomstig deze weergegeven in figuur 3, waarbij alle voeten 14 rusten op het magnetische materiaal 2 en een deel van het gewicht van de magneetgrijper 1 dragen.

Zulke detectiemiddelen 30 zijn zeer nuttig aangezien ze toelaten de magneetgrijper 1 uit te voeren met een volautomatische werkingsmodus, waarbij deze werkingsmodus bij voorkeur door een operator kan worden ingesteld via de aanstuureenheid 25.

Hierbij kunnenin de vol-automatische werkingsmodus bij detectie van een volledig grijpklare toestand met de detectiemiddelen 30, door de aanstuureenheid 25 automatisch alle bistabiele magneten 13 naar de aangeschakelde toestand worden geschakeld door middel van overeenkomstige elektrische pulsen gegenereerd door de aanstuureenheid 25, zodat ze een magnetische kracht kunnen uitoefenen op het magnetische materiaal 2.

Teneinde een veilige werking te garanderen is de aanstuureenheid 25 volgens de uitvinding voorzien van een beveiliging die, bij detectie van een onvolledig grijpklare toestand door de detectiemiddelen 30, het heffen van een magnetisch materiaal 2 verhindert door alle bistabiele magneten 13 naar een uitgeschakelde toestand te schakelen.

Eventueel kan er als alternatief voor gezorgd worden dat de aanstuureenheid 25 is voorzien van een beveiliging die, bij detectie van een onvolledig grijpklare toestand door de detectiemiddelen 30, het heffen van een magnetisch materiaal toch toelaat door alle grijpklare, bistabiele magneten 13 naar de aangeschakelde toestand te schakelen en ze met een elektrische puls bijkomend te magnetiseren teneinde de magnetische grijpkracht van de aangeschakelde bistabiele magneten 13 te vergroten in die mate dat de afwezigheid van grijpkracht aan de niet grijpklare, bistabiele magneten 13 wordt gecompenseerd.

Op deze wijze kunnen verschillende materialen met zeer uiteenlopende vormen en gewichten op zeer efficiënte en automatische wijze worden vastgenomen en verplaatst.

Bij voorkeur is een magneetgrijper 1 volgens de uitvinding tevens voorzien van signalisatiemiddelen, bijvoorbeeld onder vorm van één of meerdere LED's of een LCD scherm of dergelijke meer, teneinde bepaalde toestanden van de magneetgrijper 1 te kunnen signaleren aan een operator.

Typisch kunnen zulke signalisatiemiddelen bijvoorbeeld gebruikt worden om een operator op de hoogte te stellen dat de magneetgrijper 1 in een volledig grijpklare toestand is.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een magneetgrijper 1 volgens de uitvinding zijn de bistabiele magneten 13 bijkomend voorzien van een regelbare electromagneet voor het opwekken van een door de aanstuureenheid 25 instelbaar tegenveld, wanneer de betreffende bistabiele magneet 13 is geschakeld in de aangeschakelde stand, teneinde de grootte van de totale beschikbare magnetische grijpkracht in de aangeschakelde stand in te stellen.

Door een gepaste keuze van de grootte van het tegenveld kan er met zulke uitvoeringsvorm bijvoorbeeld voor gezorgd worden dat de magneetgrijper 1 telkens slechts één stalen plaat opneemt van een stapel stalen platen opneemt wanneer de bistabiele magneten 13 hiertoe zijn aangeschakeld.

Bij voorkeur is de aanstuureenheid 25 tevens door een operator instelbaar in een werkingsmodus met afstandsbediening, waarbij de operator de bistabiele magneten 13 door middel van een afstandbediening in een aangeschakelde dan wel een uitgeschakelde stand kan zetten.

Zulke werkingsmodus kan bijzonder handig zijn wanneer met de magneetgrijper 1 bijvoorbeeld schrootafval dient te worden gedumpt, waarbij het kan volstaan dat een operator op afstand waarneemt dat de gehoffen magnetische materialen 2 zich in een positie bevinden waarin het veilig is de bistabiele magneten 13 naar een uitgeschakelde stand te schakelen teneinde het schroot daar te storten.

Volgens nog een andere voorkeurdragende uitvoeringsvorm is aanstuureenheid 25 tevens door een operator instelbaar in een manuele werkingsmodus, waarbij de operator de bistabiele magneten 13 manueel gezamenlijk dan wel afzonderlijk in een aangeschakelde dan wel een uitgeschakelde stand kan zetten.

Deze werkingsmodus is eerder bedoelt voor noodsituaties of voor gevallen waar er iets is misgelopen.

Uiteraard zijn vele andere mogelijke uitvoeringsvormen van een magneetgrijper 1 volgens de uitvinding niet uitgesloten.

De magneetgrijper 1 kan bijvoorbeeld aangepast zijn om eerder lichte objecten, dan wel veel zwaarder objecten te kunnen vastnemen en opheffen, bijvoorbeeld objecten met een gewicht dat kan variëren van bijvoorbeeld 28 kg tot 28

Mt.

Hiertoe kan het aantal bistabiele magneten waarmee de magneetgrijper 1 is uitgerust overeenkomstig worden vermeerderd of verminderd.

Tevens zijn vele verschillende uitvoeringsvormen van een magneetgrijper 1 volgens de uitvinding mogelijk aangepast in functie van de dimensies van de cp te nemen objecten, waarbij het gestel 3 overeenkomstig kan worden vergroot of verkleind, met meerdere of mindere balken zijn uitgevoerd, als een bak of plaatvormig element zijn uitgevoerd, voorzien zijn van uitschuifbare of uitklapbare gedeelten en zo meer.

De dimensies van de op te nemen objecten uit magnetisch materiaal sterk uiteenlopen. Bijvoorbeeld kan de magneetgrijper 1 bedoeld zijn voor standaard stalen platen van 1 m bij 2 m en 0,5 mm dik, doch het is even goed mogelijk de magneetgrijper uit te voeren voor het grijpen van stalen platen met dimensies tot 12 m bij 3 m en met sterk uiteenlopende diktes en zo meer.

In andere mogelijke uitvoeringsvormen kan een magneetgri jper 1 zijn ingewerkt in een systeem met een robot of lasersnijmachine.

Hierbij kan de aanstuureenheid 25 van de magneetgrijper 1 deel uitmaken van de robot of de lasersni jmachine, zodat deze de magneetgrijper 1 kan controleren en aansturen, waarbij bijvoorbeeld in functie van de vorm of grootte van het te grijpen materiaal 2 de magneetgri jper 1, en in het bijzonder de bistabiele magneten 13 ervan, anders kunnen aangestuurd worden, en dit alles volledig automatisch, zonder enige tussenkomst van een operator.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen van een magneetgrijper 1 volgens de uitvinding, doch zulke magneetgrijper 1 kan op allerlei andere manieren worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (15)

1. Conclusies

   1. Magneetgrijper (1) voor het vastnemen en loslaten van magnetische materialen (2), die een gestel (5) bevat voorzien van aangrijpmiddelen (27) waarmee de magneetgrijper (1) kan worden gegrepen door een hefwerktuig, daardoor gekenmerkt dat de magneetgrijper (1) verder minstens de volgende elementen bevat: - twee of meerdere bistabiele magneten (13), welke minstens schakelbaar zijn tussen een aangeschakelde stand, waarin de betreffende bistabiele magneet (13) een magnetische grijpkracht kan uitoefenen op een vast te nemen magnetisch materiaal (2), en een uitgeschakelde stand, waarin de betreffende bistabiele magneet (13) geen of nagenoeg geen magnetische grijpkracht kan uitoefenen op een vast te nemen magnetisch materiaal (2); - een aanstuureenheid (25) voor het genereren van elektrische pulsen teneinde de bistabiele magneten (13) aan te sturen naar de overeenkomstige gewenste standen; en, - een elektrische batterij (26) die dienst doet als autonome energiebron voor het genereren van de elektrische pulsen.
2. 2. Magneetgrijper (1) volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de magneetgrijper (1) meerdere bistabiele magneten (13) bevat die paarsgewijs en volgens een symmetrisch patroon zijn aangebracht aan het gestel (5).
3. 3. Magneetgrijper (1) volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat het gestel (5) een centrale balk (6) bevat en dat minstens één ophanging (9) aan de centrale balk is voorzien die zich in een richting (VV' ) uitstrekt aan weerszijden ervan, die met zijn midden aan de centrale balk (6) is verbonden en die een paar vrije uiteinden (11,12) heeft waaraan telkens een paar bistabiele magneten (13) is aangebracht.
4. 4. Magneetgrijper (1) volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat één of meerdere bistabiele magneten (13) voorzien zijn op een beweegbaar gedeelte van het gestel (5) , dat door aansturing via de aanstuureenheid (25) beweegbaar is ten opzichte van het resterende gedeelte van het gestel (5).
5. 5. Magneetgrijper (1) volgens conclusies 3 en 4, daardoor gekenmerkt dat een voornoemde ophanging (9) zulk een beweegbaar gedeelte van het gestel vormt, waarbij de beweging bestaat uit een rotatie van de ophanging (9) omheen een as die zich uitstrekt volgens een richting (WW') die loodrecht staat op de centrale balk (6), evenals op de richting (W') waarin de betreffende ophanging (9) zich uitstrekt.
6. 6. Magneetgrijper (1) volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat één of meerdere bistabiele magneten (13) zijn voorzien van een regelbare electromagneet voor het opwekken van een door de aanstuureenheid (25) instelbaar tegenveld, wanneer de bistabiele magneet (13) is geschakeld in de aangeschakelde stand, teneinde de grootte van de totale beschikbare magnetische grijpkracht in de aangeschakelde stand in te stellen.
7. 7. Magneetgri jper (1) volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de magneetgrijper (1) is voorzien van detectiemiddelen (30) die toelaten een volledig grijpklare toestand, dan wel een onvolledig grijpklare toestand te detecteren, waarbij in de volledige grijpklare toestand alle bistabiele magneten (13) grijpklare, bistabiele magneten (13) zijn, omdat ze in een grijptoestand kunnen komen, in dewelke de betreffende bistabiele magneten (13) in staat zijn het betreffende magnetische materiaal (2) vast te nemen, terwijl in de onvolledig grijpklare toestand, één of meerdere van de bistabiele magneten (13) niet grijpklare, bistabiele magneten (13) zijn, omdat ze niet in een grijptoestand kunnen komen, doordat de betreffende bistabiele magneten (13) niet in staat zijn het betreffende magnetische materiaal (2) vast te nemen.
8. 8. Magneetgrijper (1) volgens conclusie 7, daardoor gekenmerkt dat de detectiemiddelen (30) worden gevormd door detectieschakelaars (31) die worden geschakeld bij een overgang van een niet grijpklare toestand, waarin de magneetgrijper (1) ter plaatse van de betreffende bistabiele magneet (13) is opgeheven door een hefwerktuig, naar een grijpklare toestand, waarin de magneetgrijper (1) ter plaatse van de betreffende bistabiele magneet (13) niet is opgeheven door een hefwerktuig, en andersom.
9. 9. Magneetgrijper (1) volgens conclusies 7 of 8, daardoor gekenmerkt dat de aanstuureenheid (25) is voorzien van een beveiliging die, bij detectie van een onvolledig grijpklare toestand door de detectiemiddelen (30), het heffen van een magnetisch materiaal (2) verhindert door alle bistabiele magneten (13) naar een uitgeschakelde toestand te schakelen.
10. 10. Magneetgrijper (1) volgens conclusies 8 en 9, daardoor gekenmerkt dat de aanstuureenheid (25) door een operator instelbaar is in een vol-automatische werkingsmodus, waarbij in deze werkingsmodus bij detectie van een volledig grijpklare toestand door de aanstuureenheid (25) automatisch alle bistabiele magneten (13) naar de aangeschakelde toestand worden geschakeld door middel van overeenkomstige elektrische pulsen gegenereerd door de aanstuureenheid (25).
11. 11. Magneetgrijper (1) volgens conclusies 7 of 8, daardoor gekenmerkt dat de aanstuureenheid (25) is voorzien van een beveiliging die, bij detectie van een onvolledig grijpklare toestand door de detectiemiddelen (30), het heffen van een magnetisch materiaal (2) toelaat door alle grijpklare bistabiele magneten (13) naar de aangeschakelde toestand te schakelen en ze met een elektrische puls bijkomend te magnetiseren teneinde de magnetische grijpkracht van de aangeschakelde bistabiele magneten (13) te vergroten in die mate dat de afwezigheid van grijpkracht aan de niet grijpklare, bistabiele magneten (13) wordt gecompenseerd.
12. 12. Magneetgrijper (1) volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de aanstuureenheid (25) door een operator instelbaar is in een werkingsmodus met afstandsbediening, waarbij de operator de bistabiele magneten (13) door middel van een afstandbediening in een aangeschakelde dan wel een uitgeschakelde stand kan zetten.
13. 13. Magneetgrijper (1) volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de aanstuureenheid (25) door een operator instelbaar is in een manuele modus, waarbij de operator de bistabiele magneten (13) manueel gezamenlijk en/of afzonderlijk in een aangeschakelde dan wel een uitgeschakelde stand kan zetten.
14. 14. Magneetgrijper (1) volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de batterij (26) meer dan duizend omschakelingen van de bistabiele magneten (13) tussen een aangeschakelde en een uitgeschakelde stand toelaat zonder te worden herladen.
15. 15. Magneetgrijper (1) volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de aangrijpmiddelen een paar kokervormige balken (28) bevatten die centraal zijn aangebracht op het gestel teneinde de magneetgrijper (1) te kunnen grijpen met een vorklift.