Zylindrischer Eörper mit durch Dauermagnete erregter Umfangsfläche
Es ist schon vorgeschlagen worden, zylin drische Körper, z. B. Räder, Rollen oder Walzen, an der Umfangsfläche dauermagnetisch zu erregen, um auf diese Weise zu erreichen, dass ferromagnetische Körper an der UmfangsfIäche haften, wobei diese zur Haftung zu bringenden Korper, falls sie eine Achse aufweisen, entweder achsparallel oder mit ihrer Achse senkrecht zur Achse des magnetisehen Körpers angeordnet werden können.
Fiir derartige Einrichtungen, die als Transportwalzen verwendet werden oder auch als Reibräder in Reibradgetrieben dienen und ferner als Seilscheiben oder dergleichen benutzt werden können, kornmt es darauf an, an der Umfangsfläche einen stark wirkenden m. agnetischen Arbeitsluftspalt aufzubauen.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Umfangsfläche eines zylindrisehen Körpers aus Teilen aus ferromagnetischem Werkstoff und zwischengeschalteten Teilen aus nichtmagnetischem Werkstoff aufgebaut wird. Die Erregung kann alsdann durch Dauermagnete erfolgen, die zweckmässig zwischen den Teilen aus niehtmagnetischem Werkstoff als Stege parallel zur Zylinderachse angeordnet sind. In einer abgewandelten Ausgestaltung der Erfindung können die die ferromagnetischen Teile erregenden Dauermagnete radial im Zylinder angeordnet sein.
In den Zeichnungen sind verschiedene A. usfiihrungsbeispiele des Erfindungsgegen- standes dargestellt.
Fig. 1 ist ein senkrechter Selmitt durch eine Ausführungsform.
Fig. 2 ist ein ebensolcher Selinitt durch eine weitere Ausführungsform.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht des antimagnetischen Nabenkörpers 2 mit Bohrungen zur Aufnahme der Magnetstege gemäss Fig. I und
Fig. 4 eine Ansicht des Umfanges.
Fig. 5 zeigt eine Aneinanderreihung von Rädern nach Fig. 1 im senkrechten Schnitt.
Fig. 6 und 7 sind senkrechte Schnitte zweier weiterer Ausführungsformen.
Fig. 8, 9 und 10 sind senkrechte Schnitte durch abgewandelte Ausführungsformen.
Fig. 11 zeigt im senkrechten Schnitt eine Mehrfachanordnung.
Fig. 12, 13, 14 und 16 zeigen senkrechte Schnitte durch Räder oder Rollen mit besonderer Profilierung der Umfangsfläche.
Fig. 15 ist eine Seitenansicht zu Fig. 14,
Fig. 17 eine Seitenansicht zu Fig. 16.
Fig. 18 und 19 zeigen zwei Anwendungs- fälle.
Fig. 20 ist eine Draufsicht auf einen zylindrischen Körper mit einem nichtmagnetischen Flächenabschnitt und
Fig. 21 ein senkrechter Schnitt durch diesen Körper.
Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 ist auf einer Welle 1 ein Nabenkörper 2 aus nichtmagnetischem Werkstoff aufgesetzt.
Dieser Nabenkörper 2 trägt ferromagnetisehe Ringscheiben 3, die aus Stahl oder aus Weich eisen hergestellt sein können. Zwischen diese Ringseheiben 3 sind als Stege die Dauermagnete 4 eingesetzt, deren Aehsen parallel zu den Wellenachsen 1 laufen. Die Ringscheiben 3 sind an ihrem Umfang so geformt, dass sie zusammen mit einem Ring 5 aus nichtmagnetischem Werkstoff die Umfangsfläche des Rades bilden, die entweder, wie in Fig. 1 dargestellt, eben sein kann oder, wie aus Fig. 2 ersichtlieh, profiliert.
Die Ringe 3 werden entsprechend den eingezeichneten Buchstaben von den Dauermagneten 4 erregt, und am Umfang bildet sich zwischen den Polen lY'lmd S'der Arbeitsluft- spalt, der einen auf dem Umfang des Rades gelegten ferromagnetischen Körper festhält.
In Fig. 5 sind eine Reihe Räder gemäss Fig. l auf eine Achse nebeneinandergesetzt, um auf diese Weise eine Verbreiterung der Umfangsfläche zu erreichen. Es ist zweck- mässig, die einzelnen Räder in diesem Falle so aneinanderzureihen, dass auf dem Umfang gleichnamige Pole nebeneinanderliegen. Im gewählten Beispiel sind drei solcher Räder zu einer Mehrfachanordnung zusammengebaut.
Es ist selbstverständlich, dass dieser Zusam- menbau in beliebiger Anzahl vor sieh gehen kann.
In den beiden Ausführungsformen nach Fig. 6 und 7 sind die Dauermagnete radial angeordnet. Die Gesamtordnung sieht auf der Welle 1 einen Körper 2 aus nichtferromagnetischem Werkstoff, beispielsweise einer Alu minium-oder Magnesiumlegierung, vor. Dieser Nabenkörper 2 trägt einen Ringsteg 6 aus ferromagnetischem Werkstoff, auf den die Dauermagnete 4 radial aufgesetzt sind, und zwar gegenpolar magnetisiert, wie aus den eingezeichneten Buchstaben erkennbar. Auf den Dauermagneten sitzen Ringe 7 aus ferromagnetischem Werkstoff, getrennt durch einen Ring 5 aus nichtmagnetischem Werkstoff.
Über diesen Ring 5 hinweg bildet sich der Arbeitsluftspalt. Es ist zweckmässig, die Seiten des Radkörpers mittels Scheiben 8 aus nichtmagnetischem Werkstoff abzudecken.
Die beiden Ausführungsformen Fig. 6 und 7 sind praktisch gleich, jedoch mit dem Un terschied, dass der Ringsteg 6 in Fig. 7 abge schrägt ist und die Magnete abgeschrägt mit ihm verbunden sind. Hierdurch wird eine bessere Lei-Ring der magnetischen Kraftlinien sichergestellt. Ausserdem ist die Umfangs- fläche nach Fig. 7 profiliert.
In Fig. 8 ist die Ausführungsform'so gewählt, dass der Ringsteg 6 (gemäss Fig. 6 und 7) durch entsprechende Ausbildung des Nabenkörpers 2 aus nichtferromagnetischem Werkstoff aus Konstruktionsgründen fortfällt.
Während bei den Ausführungsformen nach Fig. 6 bis 8 die Dauermagnete gegenpolar angeordnet sind, zeigt Fig. 9 eine Ausführungs- form mit gleichpolarer Anordnung. Auf der Welle 1 ist der Nabenkörper 2 vorgesehen, auf diesen ist der ferromagnetische Körper 9 aufgeschoben, der mit einem mittleren Ringsteg 10 versehen ist. Die Dauermagnete 4 sind gleichpolar aufgesetzt und tragen an ihrem äussern Ende je einen Ring 7 aus ferromagnetischem Werkstoff. Die Verteilung der Pole ergibt sich aus den eingezeichneten Buchstaben ; am Umfang des Rades bilden sich zwei Arbeitsluftspalte 5 zwischen den Ringen 7 einerseits und dem ringstegartigen Körper 10.
In Fig. 10 ist eine Mehrfachanordnung ge mäss Fig. 9 dargestellt, wobei der Ringsteg 9 einstückig ist. Die Seiten sowohl bei der Aus führungsform nach Fig. 9 als aueh nach Fig. 10 können wiederum abgedeekt werden mit nichtmagnetischen Ringplatten 8.
Fig. 11 zeigt eine Mehrfachanordnung besonderer Art. Auf der Welle 1 sitzt ein Nabenkörper 11 aus ferromagnetischem Werkstoff, der eine Nut oder Aussparung 12 aufweist, in den radial die Dauermagnete 4 eingesetzt sind. Auf den Dauermagneten 4 sitzt ein Ring 13 ebenfalls aus ferromagnetischem Werkstoff als Polschuh, und zwischen diesem Ring und den Rändern der Aussparung 12 im Kör- per 11 befinden sich die nichtmagnetisehen Ringe 14. Die Verteilung der Pole ist aus den eingezeichneten Buchstaben ersichtlich. Im ge wählten Beispiel sind vier solcher Magnetsysteme so nebeneinandergesetzt, dass auf dem Umfang der entstehenden Walze jeweils gleichnamige Pole nebeneinanderliegen.
Es ist selbstverständlich, dass jeder dieser Körper aueh als Einzelrad verwendet werden kann, genau so wie es möglich ist, die Mehrfach- anordnung auch mit einer andern Anzahl von Systemen zu versehen.
In den Fig. 12 und 13 sind Ausführungs- formen gemäss Fig. 11 als Einzelanordnungen gezeigt, bei denen aber die Umfangsfläehe abgeschragt (Fig. 12) oder bombiert ist (Fig. 13). Auch Fig. 14 zeigt eine solehe Anordnung, jedoch ist die Umfangsfläche ausgenommen und auf diese Weise besonders geeignet, ein Rohr oder einen Stab 15 zu fordern, wenn die dauermagnetisch erregte Rolle in Umlauf versetzt wird.
Häufig wird gefordert, dass ein Werkstiiek, beispielsweise ein Rohr 16, beim Transport sich auch noch drehen soll. In diesem Falle wird zweckmässigerweise eine Anordnung ge mäss Fig. 16/17 verwendet. Im wesentlichen entspricht das Dauermagnetsystem der Ausführungsform nach Fig. 11. Es ist jedoch der eine Rand 17 des Körpers 11 wesentlich höher hinaufgezogen als der andere, und die Ringe 14 und 13 sind abgeschrägt.
Infolgedessen läuft das Rohr auf dem Umfang des Rades und wird beim Umlauf des Rades vom Radkranz 17 und dem magnetischen Feld zwischen 17 und 13 länger festgehalten als zwischen dem Ring 13 und dem gegenüberliegenden Radkranz. Auf diese Weise wird dem Rohr 16 eine drehende Komponente vermittelt.
Räder, Rollen und Walzen mit dauermagnetischer Erregung gemäss der Erfindung können für die verschiedensten Zwecke verwendet werden, so dass die erwähnten Verwen- dungszwecke keineswegs erschöpfend aufgeführt sind. Es ist beispielsweise möglieh, Stützböcke 18 (Fig. 18) mit derartigen dauermagnetisch erregten Rollen 19 zu versehen und diese in mehr oder minder gleichmässiger Verteilung vorzusehen, um Bleche transportieren zu können, beispielsweise in Blechrichtwerken oder Abkantvorrichtungen. Eine andere Möglichkeit der Verwendung ist in Fig.
19 dargestellt, wo in einem Stützblock 18 zwei dauermagnetische Rollen 19 und 20 vorgesehen sind, die dazu dienen, einen Stab 21 oder dergleichen niederzuhalten, während irgendwelche Operationen an dem Werkstück vorgenommen werden. Diese Anwendungsfälle lassen sich beliebig vermehren.
Da sich Fälle ergeben, wo zum Beispiel der Transportweg kleiner ist als der Umfang der zylindrischen Körper oder der zu transportierende Gegenstand infolge der magnetischen Haftkraft nur unter einem nicht unerheblichen Kraftaufwand von dem zylindrischen Körper entfernt werden kann, wird gemäss Fig. 20 und 21 ein zylindrischer Körper vorgeschlagen, der bei an sich gleicher Bauweise auf seinem Umfang eine unmagnetische bzw. praktisch unmagnetische Zone in Form eines Segmentes 22 aufweist.
Ein besonders einfaches und zweckmässiges Verfahren zur Herstellung solcher teilmagnetischer zylindrischer Körper besteht darin, beim zylindrischen Körper, der mit parallel zur Zylinderachse stehenden, auf einem Kreis angeordneten Dauermagneten versehen ist, die Schnittebene so zu führen, dass sie mindestens angenähert tangential zu diesem Kreis liegt und den abgeschnittenen segmentförmigen Teil zu ersetzen durch einen Teil aus nicht- magnetischem Werkstoff Dieser Massnahme zufolge werden an dieser Stelle die magnetischen Kraftlinien des Magnetsystems so weit geschwächt, dass das entsprechende Oberflä chenteil des zylindrischen Körpers praktisch unmagnetisch ist.
Da die zu transportierenden Gegenstände nur eine linienformige bzw. je nach der Pro filierung eine punktformige Berührung mit dem zylindrischen Körper erhalten, ist der durch das aufgesetzte Segmentstüek geschaffene nichtmagnetische Oberflächenteil des Körpers ausreichend für eine unmagnetische bzw. praktisch unmagnetisehe Zone, in der das Abheben der transportierten Gegenstände erfolgen kann. Sollte aber die nichtmagnetische Oberfläche gegenüber der magnetischen Oberfläche zu klein sein, können selbstverständlich mehrere Segmente abgeschnitten und diese durch nichtmagnetische Segmente wieder er setzt werden.
Auf diese Weise lassen sich auf der Umfangsfläche auch abwechselnd magne tische vmd unmagnetische Zonen schaffen.
Je nach der Lage des Schnittes (Sehkante) zur Peripherie des Magnetsystems lässt sich eine mehr oder weniger starke Schwächung der Kraftlinien erzielen und gegebenenfalls noch ein gewisser Magnetismus beibehalten, was das Abheben der Gegenstände nicht wesentlich behindern würde. Besondere Verwen- dungszwecke können die Beibehaltung eines schwachen Magnetismus erforderlich erscheinen lassen.
Das erwähnte Abschneiden eines Segmentes 22 hat den Vorteil, dass das konzentrisch um die Achse aufgebaute Magnetsystem nicht verändert zu werden braucht.
Cylindrical body with a peripheral surface excited by permanent magnets
It has already been proposed to use cylindrical bodies, e.g. B. wheels, rollers or rollers to excite permanent magnetically on the circumferential surface in order to achieve in this way that ferromagnetic bodies adhere to the circumferential surface, these bodies to be made to adhere, if they have an axis, either axially parallel or with their axis can be arranged perpendicular to the axis of the magnetized body.
For such devices, which are used as transport rollers or also serve as friction wheels in friction gears and can also be used as pulleys or the like, it is important to have a strongly acting m on the peripheral surface. build up magnetic working air gap.
According to the invention, this is achieved in that the circumferential surface of a cylindrical body is made up of parts made of ferromagnetic material and interposed parts made of non-magnetic material. The excitation can then take place by permanent magnets, which are expediently arranged between the parts made of non-magnetic material as webs parallel to the cylinder axis. In a modified embodiment of the invention, the permanent magnets exciting the ferromagnetic parts can be arranged radially in the cylinder.
Various exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawings.
Fig. 1 is a vertical Selmitt through one embodiment.
Fig. 2 is such a Selinitt through a further embodiment.
FIG. 3 is a side view of the antimagnetic hub body 2 with bores for receiving the magnetic webs according to FIGS
Fig. 4 is a view of the circumference.
FIG. 5 shows a row of wheels according to FIG. 1 in vertical section.
Figures 6 and 7 are vertical sections of two further embodiments.
8, 9 and 10 are vertical sections through modified embodiments.
11 shows a multiple arrangement in vertical section.
12, 13, 14 and 16 show vertical sections through wheels or rollers with special profiling of the peripheral surface.
Fig. 15 is a side view of Fig. 14,
FIG. 17 shows a side view of FIG. 16.
FIGS. 18 and 19 show two applications.
Fig. 20 is a plan view of a cylindrical body having a non-magnetic face portion and
21 is a vertical section through this body.
In the embodiments according to FIGS. 1 and 2, a hub body 2 made of non-magnetic material is placed on a shaft 1.
This hub body 2 carries ferromagnetic washers 3, which can be made of steel or soft iron. The permanent magnets 4, whose axes run parallel to the shaft axes 1, are used as webs between these ring washers 3. The annular disks 3 are shaped on their circumference in such a way that, together with a ring 5 made of non-magnetic material, they form the circumferential surface of the wheel, which can either be flat, as shown in FIG. 1, or, as shown in FIG. 2, profiled.
The rings 3 are excited by the permanent magnets 4 in accordance with the drawn letters, and the working air gap is formed on the circumference between the poles lY'lmd S ', which holds a ferromagnetic body on the circumference of the wheel.
In FIG. 5, a row of wheels according to FIG. 1 are placed next to one another on an axis in order to achieve a widening of the circumferential surface in this way. In this case, it is advisable to line up the individual wheels so that poles of the same name lie next to one another on the circumference. In the example chosen, three such wheels are assembled into a multiple arrangement.
It goes without saying that this assembly can take place in any number.
In the two embodiments according to FIGS. 6 and 7, the permanent magnets are arranged radially. The overall arrangement provides for a body 2 made of non-ferromagnetic material, for example an aluminum or magnesium alloy, on the shaft 1. This hub body 2 carries an annular web 6 made of ferromagnetic material, on which the permanent magnets 4 are placed radially, namely magnetized with opposite polarity, as can be seen from the drawn letters. Rings 7 made of ferromagnetic material sit on the permanent magnets, separated by a ring 5 made of non-magnetic material.
The working air gap is formed over this ring 5. It is advisable to cover the sides of the wheel body with disks 8 made of non-magnetic material.
The two embodiments Fig. 6 and 7 are practically the same, but with the difference that the ring web 6 is chamfered in Fig. 7 and the magnets are connected to it beveled. This ensures a better lei ring of the magnetic lines of force. In addition, the peripheral surface according to FIG. 7 is profiled.
In FIG. 8, the embodiment is chosen so that the ring web 6 (according to FIGS. 6 and 7) is omitted for construction reasons due to the corresponding formation of the hub body 2 from non-ferromagnetic material.
While in the embodiments according to FIGS. 6 to 8 the permanent magnets are arranged with opposite polarity, FIG. 9 shows an embodiment with an arrangement of the same polarity. The hub body 2 is provided on the shaft 1, and the ferromagnetic body 9, which is provided with a central annular web 10, is pushed onto this. The permanent magnets 4 are attached with the same polarity and each have a ring 7 made of ferromagnetic material at their outer end. The distribution of the poles results from the drawn letters; Two working air gaps 5 are formed on the circumference of the wheel between the rings 7 on the one hand and the ring web-like body 10.
In Fig. 10 a multiple arrangement ge according to FIG. 9 is shown, wherein the annular web 9 is in one piece. The sides both in the embodiment according to FIG. 9 and also according to FIG. 10 can in turn be covered with non-magnetic ring plates 8.
11 shows a multiple arrangement of a particular type. A hub body 11 made of ferromagnetic material is seated on the shaft 1 and has a groove or recess 12 into which the permanent magnets 4 are inserted radially. A ring 13, likewise made of ferromagnetic material, sits on the permanent magnet 4 as a pole shoe, and the non-magnetic rings 14 are located between this ring and the edges of the recess 12 in the body 11. The distribution of the poles can be seen from the letters drawn. In the example chosen, four such magnet systems are placed next to each other in such a way that poles of the same name are next to each other on the circumference of the roller being created.
It goes without saying that each of these bodies can also be used as an individual wheel, just as it is possible to provide the multiple arrangement with a different number of systems.
In FIGS. 12 and 13, embodiments according to FIG. 11 are shown as individual arrangements, but in which the circumferential surface is bevelled (FIG. 12) or cambered (FIG. 13). 14 also shows such an arrangement, but the circumferential surface is excluded and in this way particularly suitable for supporting a tube or a rod 15 when the permanently magnetically excited roller is set in rotation.
It is often required that a workpiece, for example a pipe 16, should also rotate during transport. In this case, an arrangement according to Fig. 16/17 is expediently used. The permanent magnet system essentially corresponds to the embodiment according to FIG. 11. However, one edge 17 of the body 11 is drawn up considerably higher than the other, and the rings 14 and 13 are bevelled.
As a result, the tube runs on the circumference of the wheel and is held in place longer by the wheel rim 17 and the magnetic field between 17 and 13 than between the ring 13 and the opposite wheel rim when the wheel rotates. In this way, the tube 16 is provided with a rotating component.
Wheels, rollers and cylinders with permanent magnetic excitation according to the invention can be used for the most varied of purposes, so that the mentioned uses are by no means listed exhaustively. For example, it is possible to provide support frames 18 (FIG. 18) with such permanently magnetically excited rollers 19 and to provide these in a more or less even distribution in order to be able to transport sheet metal, for example in sheet metal straightening plants or folding devices. Another possibility of use is shown in Fig.
19, where two permanent magnet rollers 19 and 20 are provided in a support block 18 which serve to hold down a rod 21 or the like while any operations are being carried out on the workpiece. These use cases can be multiplied as required.
Since there are cases where, for example, the transport path is smaller than the circumference of the cylindrical body or the object to be transported can only be removed from the cylindrical body with a not inconsiderable amount of force due to the magnetic force, a cylindrical body is shown in FIGS. 20 and 21 Body proposed which has a non-magnetic or practically non-magnetic zone in the form of a segment 22 on its circumference, with the same construction.
A particularly simple and expedient method for producing such partially magnetic cylindrical bodies consists in guiding the cutting plane of the cylindrical body, which is provided with permanent magnets parallel to the cylinder axis and arranged on a circle, in such a way that it is at least approximately tangential to this circle and to replace the cut segment-shaped part with a part made of non-magnetic material. According to this measure, the magnetic lines of force of the magnet system are weakened at this point to such an extent that the corresponding surface part of the cylindrical body is practically non-magnetic.
Since the objects to be transported only receive a linear or, depending on the profile, a punctiform contact with the cylindrical body, the non-magnetic surface part of the body created by the attached segment piece is sufficient for a non-magnetic or practically non-magnetic zone in which the lifting of the transported objects can take place. However, if the non-magnetic surface is too small compared to the magnetic surface, several segments can of course be cut off and these are replaced by non-magnetic segments.
In this way, alternating magnetic and non-magnetic zones can also be created on the circumferential surface.
Depending on the position of the cut (visual edge) to the periphery of the magnet system, a more or less strong weakening of the lines of force can be achieved and, if necessary, a certain magnetism can be retained, which would not significantly hinder the lifting of the objects. Special uses may make it appear necessary to maintain weak magnetism.
The aforementioned cutting off a segment 22 has the advantage that the magnet system built up concentrically around the axis does not need to be changed.