Ausschaltbare dauermagnetische Hafteinrichtung Es ist bekannt, dauermagnetische Haft einrichtungen, wie sie beispielsweise zum Auf spannen von Werkstücken auf Werkzeug maschinen oder zum vorübergehenden Be festigen von Messuhren, Lampen, Ständern und dergleichen an ferromagnetischen Gegen ständen dienen, ausschaltbar zu machen. Bei diesen bekannten Hafteinrichtungen sind Polschuhe oder Polleitstücke vorgesehen, an denen sich die Dauermagnete in bestimmten Stellungen kurzschliessen, um auf diese Weise die Haftkraft auszuschalten. Es ist ferner vorgeschlagen worden, in einer solchen Haft einrichtung zwei Magnetgruppen vorzusehen.
Die eine Gruppe steht fest und die andere ist derart beweglich, dass entgegengesetzte Pole an den gleichen Leitstücken zur Einwirkung gebracht werden, so dass die magnetische Potentialdifferenz von Leitstück zu Leitstück Null wird. Damit ist die Haftkraft ausge schaltet.
Obwohl sich diese Einrichtungen in der Praxis bewährt haben, zeigen sie den Nach teil, verhältnismässig grosse Eisenmassen für die Rückschlüsse zu benötigen und dadurch schwer und raumgreifend zu sein. Der Er finder hat sich demgegenüber die Aufgabe gestellt, eine ausschaltbare dauermagnetische Hafteinrichtung zu schaffen, die solcher Rückschlusseisenmassen nicht bedarf und die infolgedessen leicht und in kleinen Abmes sungen gebaut werden kann und trotzdem grosse Haftkräfte auszuüben imstande ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst, indem wenigstens zwei lamellenartige, ferro- magnetische Polplatten mittels eines Gestells aus nichtmagnetischem Werkstoff parallel und mit einem Zwischenraum voneinander und ein Dauermagnet derart angeordnet sind, dass der Scheiben- oder streifenförmige Dauer magnet so in den Lamellenzwischenraum einfahrbar ist, dass in der eingeschalteten Stellung die Lamellen verschiedene Polarität erhalten.
Es können mehr als zwei Polplatten mit Zwischenräumen und eine letzteren ent sprechende Anzahl Dauermagnete vorhanden sein. Werden die Dauermagnete aus den Zwischenräumen zwischen den Lamellen herausgefahren, so entfällt zweckmässig die magnetische Induktion der ferromagneti- schen Lamellen und damit die Haftkraft der Spannvorrichtung. Für den Aufbau eines solchen Systems ist ein Dauermagnetwerk stoff mit hoher Koerzitivkraft von Vorteil. Die bekannten metallkeramischen Dauer magnetwerkstoffe auf Ferritbasis haben sich hierzu als besonders geeignet erwiesen. Diese Werkstoffe bestehen aus Eisen-III-Oxyd, Bariumoxyd und gegebenenfalls Bleioxyd, Calziumoxyd, einzeln oder gemeinsam.
Je nach den gegebenen Verhältnissen kann die Anordnung der Polplatten einerseits und der Dauermagnete anderseits so zuein- ander erfolgen, dass das Einfahren der Dauer magnetscheiben in die Polplattenanordnung durch Verschieben in einer Ebene. oder durch Verdrehen um eine Achse erfolgt. Natur gemäss sind auch Abwandlungen dieser Be wegungsmechanismen bzw. eine Kombination beider Bewegungen möglich. Im Falle des Verdrehens um eine Achse ergibt sich eine Anordnung, wie sie bei Drehkondensatoren üblich ist, wobei ein Teil dieses Drehkonden sators , nämlich der Rotor, aus dauermagne tischen Lamellen besteht, während der Stator aus den lamellenartigen Polschuhen gebildet ist. Es ist aber auch die Umkehrung des Prinzips möglich.
In der Zeichnung sind zwei bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegen standes beispielsweise dargestellt.
Fig.1 stellt perspektivisch eine Aus führungsform dar, bei welcher die Magnete in einer Ebene verschoben werden; Fig. 2 stellt perspektivisch eine Anord nung dar, bei der die Magnete auf einer Welle sitzend verdreht werden; Fig. 3, 4 zeigen ein drittes Beispiel im Schaubild.
Auf einer nichtmagnetischen Grundplatte 1 (Fig. 1) sind parallel zueinander die lamel lenartigen Polschuhe 2 aufgestellt. Zwischen den einzelnen Lamellen 2 sind Zwischenräume freigelassen, in die die Dauermagnetstreifen 3 hineinpassen. Diese Dauermagnetstreifen sind, wie aus den eingesetzten Buchstaben ersichtlich, in Richtung ihrer dünnsten Ab messung magnetisiert. Rückwärtig sind sie durch ein Brücke, 4 aus nichtmagnetischem Werkstoff miteinander verbunden, so dass sie gemeinsam in Richtung des Pfeils 5 am Knopf 5' in einer Ebene hin und her gescho ben werden können.
Werden nun die Dauermagnete 3 in die Zwischenräume zwischen die Lamellen 2 ein geschoben, so wird jeweils der Oberseite einer zwischen zwei Dauermagneten liegenden Lamelle eine Polarität induziert, wie durch die eingezeichneten Buchstaben angedeutet. Ein auf die Lamellen 2 aufgelegtes ferro- magnetisches Werkstück würde also fest- gehalten. Wenn die Magnete in die in der Fig. 1 gezeichnete Stellung zurückgebracht wer den, so entfällt die magnetische Induktion der Polschuhlamellen 2 durch die Magnet lamellen 3, so dass auf das zu spannende Werkstück durch die Magnete 3 über die Lamellen 2 keine Einwirkung mehr möglich ; ist.
Das gespannt gewesene Werkstück muss nun mit seinem Restmagnetismus über die Luftspalte der ferromagnetischen Lamellen 2 hinwegarbeiten. Es erhält dieser sekundär entstandene magnetische Kreis eine sehr tief, liegende Formkonstante, so dass der Rest magnetismus weitgehend verschwindet und das Werkstück - selbst wenn es aus Stahl mit deutlicher Koerzitivkraft besteht - leicht abgehoben werden kann. Diese Eigenschaft der beschriebenen Anordnung ist ein zusätz licher, wesentlicher Fortschritt gegenüber den bisher bekannten Spannanordnungen, die nach dem Kurzschlussprinzip arbeiten; denn bei den bekannten Anordnungen wird nicht nur der Erregermagnet, sondern auch das magnetisch induzierte Werkstück kurz geschlossen.
Daher wird bei ihm eine hoch liegende Formkonstante, verbunden mit einem Maximalwert des Restmagnetismus, eingestellt. Das hat aber zur Folge, dass die Werkstücke bei den bisher bekannten dauer magnetischen Haftanordnungen auch in Aus schaltstellung noch mehr oder weniger stark haften bzw. zum Kleben neigen.
Es kann zweckmässig sein, wie bei 6 an gedeutet, eine Eisenabschirmung vorzusehen mit Durchbrechungen, durch die die Magnete 3 hindurchbewegt werden. Ein derartiger Schirm verhindert jegliche Einstreuung von Kraftlinien zu den Lamellen 2 im ausgeschal teten Zustande.
Während im dargestellten Ausführungs beispiel der Fig. 1 die Verschiebung der Magnete parallel zur Haftfläche erfolgt, ist die Anordnung auch so möglich, dass die Ver schiebung der Magnete in einer Ebene senk recht oder unter einem andern Winkel zur Haftfläche vorgenommen wird, ohne dass hierdurch eine Abweichung vom grundsätz lichen gegeben ist. Die Fig. 1 zeigt im übrigen nur das Prinzip der Anordnung. In der Praxis wäre derart zu verfahren, dass von der Grundplatte 1 aus gehend ein in sich geschlossenes Gehäuse ge schaffen wird, an welchem die Oberkanten der Lamellen zur Bildung einer Haftfläche zugänglich sind.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 zeigt ein rechteckiges Gehäuse 7, das mit einer zylindrischen Bohrung 8 versehen ist. Von der oberen Fläche des Körpers 7 her sind in Schlitze die Eisenlamellen 9 eingesetzt, die die Hälfte der zylindrischen Bohrung 8 aus füllen. Die andere Hälfte der zylindrischen Bohrung 8 bietet Raum für die halbkreis förmig gestalteten Dauermagnetplatten 10, die parallel zueinander auf eine Welle 11 aufgereiht sind. Der Abstand der einzelnen Dauermagnetscheiben und ihre Breite sind so gewählt, dass die einzelnen Dauermagnet scheiben durch Verdrehen der Welle zwischen die einzelnen Eisenlamellen 9 eingefahren werden können.
Während in der in Fig. 2 dargestellten Lage an der Haftfläche 12 eine Haftkraft nicht ausgeübt wird, ist die Haft kraft an dieser Fläche eingeschaltet, wenn die halbkreisförmigen Magnetscheiben 10 zwischen die Lamellen eingefahren sind. Wie ohne weiteres erkennbar ist, zeigt dieses Haftsystem einen Auf bau, wie er etwa einem Drehkondensator entspricht. Das Gehäuse wird an beiden Stirnenden durch eine Platte (in der Fig. 2 fortgelassen) abgedeckt, die gleichzeitig die Lagerbohrung für die Welle 11 aufweist.
Die Bewegung der Welle wird durch einen Schaltknopf oder Schaltgriff bewirkt, und es ist zweckmässig, Rasterungen vorzusehen, um zu verhindern, dass die Magnetscheiben ungewünscht ihre Stellung verändern.
Es wirkt sich vorteilhaft aus, dass die beschriebene Hafteinrichtung ein nicht magnetisches Gehäuse benötigt. Es ist in folgedessen möglich, dieses aus Aluminium, Aluminiumlegierungen oder einem sonstigen Leichtmetallwerkstoff herzustellen. Ganz be sonders zweckmässig ist es, das Gehäuse ins besondere für die Auführungsform nach Fig. 2 aus Kunststoffen herzustellen, wobei die Eisenlamellen 9 bei der Herstellung des! Gehäuses mit eingegossen, eingepresst oder eingespritzt werden können. Das Haftsystem ist auf diese Weise sehr einfach herzustellen und weist ausserdem ein ausserordentlich geringes Gewicht auf.
Das geringe Gewicht ist besonders auch deshalb von Vorteil, weil bei vielen Haftaufgaben von der Haft einrichtung nicht nur ein besonderer Gegen stand getragen werden muss, sondern auch noch das Eigengewicht, beispielsweise wenn die Hafteinrichtung an einer senkrechten oder überhängenden Fläche befestigt werden muss.
Eine besonders vorteilhafte und den Auf gaben einer rationellen Fertigung entgegen kommende Aufbauform der in Fig. 2 dar gestellten Hafteinrichtung besteht darin, dass das System aus einzelnen Abschnitten gemäss Fig. 3 aufgebaut wird. Darin ist 13 ein antimagnetischer Block beispielsweise aus Kunststoff, in dessen Bohrung 14 eine Dauermagnetscheibe 15 eingebracht ist, die verbunden ist mit einer antimagnetischen Traghülse 16. Die Hülse 16 kann eine Vier kantbohrung 17 zur Aufnahme der Dreh achse erhalten. In einen Absatz 18 des Blok- kes 13 wird die Weicheisenlamelle 19 be festigt.
Vier Bohrungen 20 gestatten inZusam- menwirken mit Fixierungshilfsmitteln wie Führungsstiften 21 das Vereinigen mehrerer i solcher Blöcke durch Spannschrauben zur gewünschten Hafteinrichtung gemäss Fig. 4. Zwei Endflansche 22 und 22' bilden seitlich Begrenzungsflächen, die ihrerseits die Lager für die Schaltachse aufnehmen. Die beiden ; Endflächen können aus Eisen bestehen, wenn darauf geachtet wird, dass sie gleiche Polari tät erhalten.
Die in Fig.3 eingezeichnete Magnet scheibe befindet sich übrigens in Ausschalt-, Stellung. Wird diese Scheibe um l80 ge- dieht, so befindet sie sich in der Einschalt stellung, die in Fig. 4 durch die eingezeich neten Buchstaben angedeutet ist. ' Für die beschriebene Hafteinrichtung ist vornehmlich ein Dauermagnetstoff mit mög- lichst hoher Koerzitivkraft vorzusehen, wie es bei den metallkeramischen Dauermagneten auf Ferritbasis der Fall ist.
Infolge der Cha rakteristik der Magnetisierungskurve dieses Werkstoffes ergeben sich sehr kurze Magnet längen, d. h. verhältnismässig dünne Schei benmagnete und damit eine sehr feine Pol teilung. Daraus aber resultiert eine erheb liche Haftkraft auch für dünne Werkstücke, insbesondere dünne Bleche.
Es ist ferner möglich, die Länge der Haft fläche praktisch beliebig gross zu machen. Dies ist insbesondere deshalb möglich, weil der Bewegung der Magnete in die Zwischen räume zwischen die Lamellen hinein und aus diesen Zwischenräumen heraus ein nur äu sserst geringer Widerstand entgegensteht, eine Folge der geringen Induktion des vorgeschla genen Dauermagnetwerkstoffes.
Es ist zweckmässig, die bewegten Magnet scheiben aus mechanischen Gründen mit nichtmagnetischem Werkstoff wie Messing oder dergleichen zu umkapseln bzw. zu um manteln.
Polschuhanordnung und Magnetanord nung können auch zwei völlig getrennte Bau einheiten sein, die erst zum Zwecke des Spannens ineinandergesteckt werden. .
Statt, wie Fig. 4 zeigt, die Hafteinrich tung aus einzelnen Abschnitten aufzubauen, könnte das Gehäuse aus einem einzigen Kunststoffblock bestehen, in dessen Schlitze Weicheisenlamellen 19 eingesetzt sind.