BR112013030125A2 - magnet, clamping device, clamping arrangement and method of attachment to an object - Google Patents

magnet, clamping device, clamping arrangement and method of attachment to an object

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BR112013030125A2 BR112013030125A BR112013030125A BR112013030125A2 BR 112013030125 A2 BR112013030125 A2 BR 112013030125A2 BR 112013030125 A BR112013030125 A BR 112013030125A BR 112013030125 A BR112013030125 A BR 112013030125A BR 112013030125 A2 BR112013030125 A2 BR 112013030125A2
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Janne Pulkkinen
Reijo Nätti
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Abstract

relatório descritivo da patente de invenção para "ímã, dispositivo de fixação, disposição de fixação e método para fixação em um objeto". campo técnico da invenção a invenção refere-se a um ímã e a um método para fixação em um objeto de acordo com os preâmbulos das reivindicações independentes apresentadas adiante. a invenção refere-se adicionalmente a um dispositivo de fixação e a uma disposição de fixação, por meio dos quais um objeto, tal como, por exemplo, um objeto a ser trabalhado ou uma base de trabalho, pode ser preso. técnica anterior dispositivos destinados a suspender e a mover um objeto geralmente usam ímãs, por meio da força de retenção dos quais um objeto é preso. os dispositivos usam um ou diversos ímãs, que podem ser ou ímãs permanentes ou eletroímãs. um problema com um ímã permanente é o de que sua força de retenção não pode ser ajustada, sendo, com isso, difícil desprendê-lo do objeto. a força de retenção de um eletroímã pode ser ajustada ao se alterar a corrente elétrica que percorre através de uma bobina do eletroímã. um problema com o eletroímã é, contudo, o de que a manutenção da força de retenção consome energia elétrica. objetivo e breve descrição da invenção é um objetivo da presente invenção o de, entre outras coisas, reduzir ou mesmo eliminar os problemas acima mencionados que aparecem na técnica anterior. é um objetivo da presente invenção o de prover um ímã, um dispositivo de fixação, uma disposição de fixação e um método, que podem ser usados de maneira fácil e rápida para prender um objeto e para desprendê-lo. um objetivo adicional da invenção é o de prover um ímã, um dispositivo de fixação, uma disposição de fixação e um método que consuman tão pouca energia elétrica quanto possível. as desvantagens acima mencionadas podem ser reduzidas ou até mesmo eliminadas por completo, e os objetivos acima são obtidos por meio da presente invenção, que é caracterizada pelo fato de ser definida nas partes caracterizantes das reivindicações independentes apresentadas adicionalmente abaixo. algumas concretizações preferidas de acordo com a invenção são descritas nas reivindicações dependentes apresentadas adicionalmente abaixo. as concretizações e vantagens mencionadas neste texto se aplicam, quando o caso, tanto ao ímã, ao dispositivo de fixação, à disposição de fixação, ao método como a outros objetos da invenção de acordo com a invenção, mesmo que nem sempre seja especificamente mencionado. um típico ímã de acordo com a invenção compreende um primeiro ímã permanente para criar um campo magnético, e um invólucro e um centro, que são dispostos para guiar o fluxo magnético para um objeto a ser preso. um típico ímã de acordo com a invenção compreende uma corrediça, que é disposta para ser móvel em relação ao invólucro e ao centro e que compreende um dito primeiro ímã permanente. um típico ímã de acordo com a invenção adicionalmente compreende um eletroímã para mover a corrediça. no ímã de acordo com a invenção, a corrediça é disposta para ser móvel em relação ao resto do ímã entre uma posição de retenção e uma posição aberta, a fim de fechar e abrir o circuito do fluxo magnético. a corrediça é movida em relação ao invólucro e ao centro por meio de um campo magnético provido com o eletroímã. na posição de retenção, a corrediça fica em contato com o invólucro e o centro com força magnética permanente, mantendo a parte do circuito fechado do fluxo magnético que está dentro do ímã. tipicamente, o objeto a ser fixado no ímã, tal como, por exemplo, o objeto a ser trabalhado ou a base de trabalho, forma a peça do circuito fechado do fluxo magnético que está fora do ímã. as partes do invólucro e do centro destinadas a ficarem em contato com o objeto a ser preso formam os pólos diferentemente denominados do ímã. o centro é tipicamente disposto dentro de uma área delimitada pelo invólucro. a bobina do eletroímã é tipicamente disposta em torno do centro e fixada ao invólucro. o invólucro vantajosamente compreende um furo atravessante cilíndrico, dentro do qual dão dispostos o centro e o eletroímã. quando a corrente elétrica for conduzida para a bobina do eletroímã em uma determinada direção, o campo magnético produzido pelo eletroímã enfraquecerá o campo magnético do ímã permanente. em uma determinada intensidade do campo magnético, a corrediça se desprende do invólucro e do centro, por meio do que o circuito fechado do fluxo magnético se rompe, a força magnética é enfraquecida e o ímã é desativado, isto é, a fixação do ímã é desativada. a fixação do ímã é desprendida de ambos os pólos do ímã ao mesmo tempo. a retenção do ímã é ativada de modo que a corrente elétrica seja conduzida para a bobina do eletroímã na direção oposta a quando a retenção é desprendida. a corrente elétrica é assim guiada na direção da bobina, o que fortalece o campo magnético do ímã permanente. agora, o campo magnético da bobina começa a puxar a corrediça para sua direção. finalmente, quando a força tiver aumentado o suficiente, o circuito fechado do fluxo magnético dentro do ímã será novamente fechado. o objeto, que o ímã usa para prender, fecha o circuito no lado de fora do ímã. se a corrente elétrica estiver ainda aumentada, quando o circuito do fluxo magnético for fechado, a força de retenção poderá ser até aumentada muitas vezes. a parte do ímã permanente em conexão com a corrediça móvel pode, por exemplo, ser material magnético de neodímio. o material magnético de neodímio é, neste texto, geralmente chamado com o nome mais curto de neodímio, de acordo com um ingrediente no mesmo. o campo magnético que produz a força de retenção pode ser provido ou apenas com um ímã permanente ou tanto com um ímã permanente quanto com um eletroímã. quando a corrente elétrica for alimentada através da bobina do eletroímã, a força de retenção cancelará o campo magnético produzido pelo ímã permanente ou o reforçará, dependendo de qual direção a corrente elétrica é alimentada na bobina. os campos magnéticos do ímã permanente e do eletroímã podem, em uma maneira conhecida, ser ajustados para cancelar o efeito entre si ou podem ser ajustados para prover uma força de retenção, que, caso necessário, é enfraquecida ou reforçada com o campo magnético do eletroímã e/ou mecanicamente. com o controle da quantidade de corrente elétrica, a força de retenção do ímã pode ser assim selecionada, conforme desejado. com a desativação da corrente elétrica, a força de retenção não para, mas o ímã permanece retido. o enfraquecimento da força de retenção do prendedor magnético pode ser realizado ou mecanicamente com a mudança do circuito magnético dentro do dispositivo de fixação ou com o enfraquecimento do campo criado pelo ímã permanente com o eletroímã. uma vantagem do ímã de acordo com a invenção é a de que a energia elétrica é necessária apenas para alterar o estado do ímã da posição aberta para a posição de retenção e vice-versa. em outras palavras, quando o ímã estiver na posição de retenção ou aberta, o ímã não precisará de energia elétrica. em uma concretização da invenção, a corrediça compreende uma primeira parte de corrediça e uma segunda parte de corrediça, entre as quais o primeiro ímã permanente é fixado. as partes de corrediça são fixadas em conexão com os pólos diferentemente denominados do ímã permanente. o primeiro ímã permanente, a primeira parte de corrediça e a segunda parte de corrediça são vantajosamente placas redondas. em uma concretização da invenção, a corrediça é disposta para ser móvel, de modo que, na posição de retenção do ímã, a primeira parte de corrediça fique em contato com o invólucro e a segunda parte de corrediça fique em contato com o centro. em uma concretização da invenção, a bobina do eletroímã é disposta pelo menos parcialmente em torno do centro. em uma concretização da invenção, o centro compreende um segundo ímã permanente, que é disposto de modo que os pólos diferentemente denominados do primeiro e do segundo ímãs permanentes fiquem opostos entre si. devido ao segundo ímã permanente, o circuito magnético pode ser eficientemente desativado. em uma concretização da invenção, o ímã compreende pelo menos uma mola, que é disposta para mecanicamente se desprender da corrediça do invólucro e do centro, quando o fluxo magnético produzido pelo primeiro ímã permanente for enfraquecido suficientemente devido ao campo magnético produzido pelo eletroímã. em uma concretização da invenção, uma ou mais molas foram assim dispostas entre a corrediça móvel e as outras partes do ímã. o fator de recuperação elástica das molas é disposto para afastar a corrediça do resto do ímã e para manter a corrediça afastada do circuito magnético. o fator de recuperação elástica é, portanto, usado para resistir à força magnética permanente. quando o campo magnético gerado com o eletroímã for usado para enfraquecer o campo magnético permanente, em uma determinada intensidade do campo magnético elétrico, as molas terão a força para afastar a corrediça das outras partes do ímã. desse modo, o circuito fechado se rompe, a força magnética é enfraquecida e o ímã é desativado, isto é, a retenção do ímã é desativada. quando da ativação de tal ímã, a corrediça, à qual é fixada a parte do ímã permanente, começará a se mover, quando o campo magnético for mais forte do que o fator de recuperação elástica das molas. por meio das ditas molas, a necessidade de potência do eletroímã pode ser ajustada. o fator de recuperação elástica das molas controla uma parte da desativação do ímã, por meio do que a bobina pode ficar menor do que seria necessário sem as molas. em uma concretização da invenção, o ímã compreende uma placa traseira, onde a corrediça é disposta para ser fixada na posição aberta do ímã. a força de fixação pode ser ajustada para ser adequada com a alteração da forma e/ou metalicidade da placa traseira. em uma concretização da invenção, o ímã compreende pelo menos uma luva deslizante, que é disposta para controlar o movimento da corrediça. as luvas deslizantePatent specification descriptive report for "magnet, fixture, fixture arrangement and method for fixation to an object". Technical Field of the Invention The invention relates to a magnet and a method for attachment to an object according to the preambles of the independent claims set forth below. The invention further relates to a clamping device and clamping arrangement whereby an object such as, for example, an object to be worked on or a work base may be secured. Prior art devices intended to suspend and move an object generally use magnets, by means of the retaining force from which an object is attached. The devices use one or several magnets, which can be either permanent magnets or electromagnets. One problem with a permanent magnet is that its retaining force cannot be adjusted, making it difficult to detach from the object. The holding force of an electromagnet can be adjusted by changing the electrical current that travels through an electromagnet coil. One problem with the electromagnet, however, is that maintaining the holding force consumes electricity. The object and brief description of the invention It is an object of the present invention to, among other things, reduce or even eliminate the above mentioned problems that appear in the prior art. It is an object of the present invention to provide a magnet, a clamping device, a clamping arrangement and a method which can be used quickly and easily to secure an object and to detach it. A further object of the invention is to provide a magnet, a clamping device, a clamping arrangement and a method that consumes as little electrical energy as possible. The aforementioned disadvantages may be reduced or even completely eliminated, and the above objects are achieved by means of the present invention, which is characterized in that it is defined in the characterizing parts of the independent claims set forth below. Some preferred embodiments according to the invention are described in the dependent claims set forth below. The embodiments and advantages mentioned in this text apply, where appropriate, to the magnet, the clamping device, the clamping arrangement, the method and other objects of the invention according to the invention, even if not always specifically mentioned. A typical magnet according to the invention comprises a first permanent magnet for creating a magnetic field, and a housing and center, which are arranged to guide the magnetic flux to an object to be secured. A typical magnet according to the invention comprises a slide which is arranged to be movable with respect to the housing and center and which comprises said first permanent magnet. A typical magnet according to the invention further comprises an electromagnet for moving the slide. In the magnet according to the invention, the slide is arranged to be movable relative to the rest of the magnet between a holding position and an open position in order to close and open the magnetic flux circuit. the slide is moved relative to the housing and center by means of a magnetic field provided with the electromagnet. In the holding position, the slide contacts the housing and center with permanent magnetic force, keeping the loop part of the magnetic flux inside the magnet. typically, the object to be fixed to the magnet, such as, for example, the object to be worked on or the work base, forms the closed loop part of the magnetic flux that is outside the magnet. the parts of the housing and center intended to be in contact with the object to be secured form the differently named poles of the magnet. the center is typically disposed within an area enclosed by the enclosure. The electromagnet coil is typically arranged around the center and attached to the housing. The housing advantageously comprises a cylindrical through hole within which the center and the electromagnet are arranged. When the electric current is conducted to the electromagnet coil in a certain direction, the magnetic field produced by the electromagnet will weaken the magnetic field of the permanent magnet. At a certain intensity of the magnetic field, the slide detaches from the housing and the center, whereby the closed loop of the magnetic flux breaks, the magnetic force is weakened and the magnet is deactivated, ie the magnet clamping is disabled. The magnet clamping is detached from both magnet poles at the same time. Magnet retention is activated so that electrical current is conducted to the electromagnet coil in the opposite direction to when the retention is released. The electric current is thus guided towards the coil, which strengthens the magnetic field of the permanent magnet. Now, the magnetic field of the coil begins to pull the slide toward you. Finally, when the force has increased sufficiently, the closed loop magnetic flux within the magnet will be closed again. The object, which the magnet uses to secure, closes the circuit on the outside of the magnet. If the electric current is still increased, when the magnetic flux circuit is closed, the holding force may even be increased many times. The part of the permanent magnet in connection with the movable slide may, for example, be neodymium magnetic material. The magnetic material of neodymium is, in this text, generally called with the shortest name of neodymium, according to an ingredient in it. The magnetic field that produces the holding force can be provided either with a permanent magnet or with either a permanent magnet or an electromagnet. When the electric current is fed through the electromagnet coil, the holding force will cancel the magnetic field produced by the permanent magnet or reinforce it, depending on which direction the electric current is fed into the coil. The magnetic fields of the permanent magnet and electromagnet may, in a known manner, be adjusted to cancel the effect on each other or may be adjusted to provide a holding force which, if necessary, is weakened or reinforced with the magnetic field of the electromagnet. and / or mechanically. By controlling the amount of electric current, the magnet holding force can thus be selected as desired. With the deactivation of the electric current, the holding force does not stop, but the magnet remains retained. The weakening of the retaining force of the magnetic clamp can be accomplished either mechanically by changing the magnetic circuit within the clamping device or by weakening the field created by the permanent magnet with the electromagnet. An advantage of the magnet according to the invention is that electrical energy is required only to change the state of the magnet from the open position to the holding position and vice versa. In other words, when the magnet is in the hold or open position, the magnet will not need electricity. In one embodiment of the invention, the slide comprises a first slide part and a second slide part, between which the first permanent magnet is fixed. the slide parts are fixed in connection with the differently named permanent magnet poles. The first permanent magnet, the first slide part and the second slide part are advantageously round plates. In one embodiment of the invention, the slide is arranged to be movable so that, in the magnet holding position, the first slide portion contacts the housing and the second slide portion contacts the center. In one embodiment of the invention, the electromagnet coil is arranged at least partially around the center. In one embodiment of the invention, the center comprises a second permanent magnet, which is arranged such that the differently named poles of the first and second permanent magnets are opposite each other. Due to the second permanent magnet, the magnetic circuit can be effectively deactivated. In one embodiment of the invention, the magnet comprises at least one spring which is arranged to mechanically detach from the housing slide and center when the magnetic flux produced by the first permanent magnet is weakened sufficiently due to the magnetic field produced by the electromagnet. In one embodiment of the invention, one or more springs were thus arranged between the movable slide and the other parts of the magnet. The spring elastic recovery factor is arranged to move the slide away from the rest of the magnet and to keep the slide away from the magnetic circuit. The elastic recovery factor is therefore used to resist permanent magnetic force. When the magnetic field generated with the electromagnet is used to weaken the permanent magnetic field at a certain intensity of the electric magnetic field, the springs will have the force to move the slide away from the other parts of the magnet. In this way, the closed circuit breaks, the magnetic force is weakened and the magnet is deactivated, ie the retention of the magnet is deactivated. upon activation of such a magnet, the slide to which the permanent magnet portion is attached will begin to move when the magnetic field is stronger than the spring elastic recovery factor. by means of said springs, the power requirement of the electromagnet can be adjusted. The spring elastic recovery factor controls a part of the magnet's deactivation, whereby the coil may be smaller than would be necessary without the springs. In one embodiment of the invention, the magnet comprises a back plate, wherein the slide is arranged to be secured in the open position of the magnet. The clamping force may be adjusted to suit the change in shape and / or metallicity of the backplate. In one embodiment of the invention, the magnet comprises at least one sliding sleeve which is arranged to control the movement of the slide. the sliding gloves

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