CN103918044A - 推拉式磁体、推拉式磁体的应用和用于直线运动和/或轴向旋转构件的制动或夹紧装置 - Google Patents

推拉式磁体、推拉式磁体的应用和用于直线运动和/或轴向旋转构件的制动或夹紧装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种推拉式磁体，包括磁体主体（1）、衔铁、盖（3）、至少一个电线圈（4）和用于力传递的机构（5），所述盖（3）封闭所述衔铁往复运动的腔，所述电线圈（4）绕所述衔铁的运动轴线同心地设置在所述磁体主体（1）中，所述用于力传递的机构（5）起作用地连接于所述衔铁并从该推拉式磁体中伸出。根据本发明，所述推拉式磁体的衔铁是沿轴向被引导的环形衔铁（2），所述用于力传递的机构（5）绕所述环形衔铁（2）的移动轴线同轴地设置。其优点在于，推拉式磁体在吸力和保持力较高的同时，使开关路程较长并且结构较小。由此还实现了其高出最多100%的保持力，由此，所述推拉式磁体特别是适于杆件和绳索的制动和夹紧装备的操作。

Description

推拉式磁体、推拉式磁体的应用和用于直线运动和/或轴向旋转构件的制动或夹紧装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1所述类型的推拉式磁体、推拉式磁体的根据权利要求6所述类型的应用、以及根据权利要求8所述类型的用于直线运动和/或轴向旋转的构件的制动或夹紧装置。
公知的用于对直线运动和/或绕轴线旋转运动的构件（例如绳索和杆件）进行制动和/或夹紧的安全系统，如主要有Chr.Mayr GmbH&Co.KG公司供应的安全系统。以商品名ROBA-linearstop提供的安全系统与世界范围内供应市场的所有其他夹紧或制动系统相同，由液压和气动地驱动。其不利之处在于，首先必须为此提供必要的介质，而在夹紧和制动系统的使用场合通常存在电能，并且电能比作为液压或气动形式产生的压力能更为经济。除了较高的供应成本，由于为了确保满足对这种安全制动装置的安全性，液压和气动的驱动形式还要求在现场对系统的绝对密封的设计，因而导致成本。此外不利的是，较高的维护耗费，特别是液压设备，由于定期进行换油所要求的维护耗费。在制动系统的维护时间期间，集成有维护系统的整个设备停机。
这些缺点可以通过利用电驱动的推拉式磁体作为调节机构的制动和夹紧装置来克服。利用附着磁体可以产生非常高的保持力。这里不利的是，附着磁体的衔铁不能克服较大的空隙。通常最大空隙约为1mm。因此，它也不能通过或跨越较大的调节路径。
利用推式磁体（Hubmagnet）可以克服较大的空隙。在传统的推式或拉式磁体中，在其轴向的中心设有推动衔铁，所述推动衔铁由衔铁主轴引导（DE7406334U；DE2843593；DE19537656A1）。但为了实现较大的力，必须相应地将磁体的结构形式设计得较大。这又有这样的缺点，即它在制动或夹紧装置中无法提供的较大的结构空间，所述制动或夹紧装置使用于例如需要直线运动和/或绕轴旋转构件或机械。
发明内容
相比而言，根据本发明的具有权利要求1的特征部分的特征的推拉式磁体具有这样的优点，即，所述磁体在吸力和保持力较高的同时，使开关路程较长并且结构形式较小。因此，特别适用于操作杆件和绳索的制动和夹紧技术装置。
这通过以下技术方案实现，即，所述衔铁是被轴向地引导的环形衔铁并且围绕环形衔铁的运动轴线同轴地设置用于力传递的机构。由此还实现了其高出最多100%的保持力。术语环形衔铁不仅是指在俯视图中为圆环形的衔铁。而且这里词语“环形”也表示任何可能的多边形的闭合形状。
根据本发明的一种优选的实施形式，衔铁形成为扁平衔铁，该扁平衔铁的环形保持和粘结面的宽度相对于该扁平衔铁的环形保持和粘结面的高度具有更大。衔铁的扁平形状允许实现推拉式磁体总体上较为扁平的结构形状。通过组合两个磁体系统形成了一种全新的磁体形状，这种磁体形状能够满足更高的要求并能够广泛地使用。
扁平衔铁磁体的高吸力和保持力是基于精确地获得的磁通量和对于这种磁体结构新开发的控制电子装置实现的，所述控制电子装置可以在毫秒范围内使得在磁体中实现多于一百次的过激励，并由此还实现了超高的吸引力。
此外，已经证实，这种新的磁体形状也可以用于所有其他应用领域，即用于所有需要高的吸力和保持力的场合。
相对于液压或气动驱动的制动系统，根据本发明的具有权利要求8的特征的用于直线运动和/或轴向旋转的构件的制动或夹紧装置的优点在于，这种制动或夹紧装置更为快速和节省能量地工作并且几乎是无需维护的。此外，所述制动或夹紧装置由于设备技术上较少的耗费，对于能量载体的提供和对于推拉式磁体的制造都较为经济。这通过使推拉式磁体用作所述制动系统的调节驱动装置来实现，所述推拉式磁体的衔铁是被轴向地引导的环形衔铁，并且绕环形衔铁的运动轴线同轴地设置用于力传递的机构。这里既可以由推拉式磁体触发制动或夹紧过程，也可以向作用中的制动器通风。在后一种情况下，推拉式磁体用于杆件、轴或绳索的断电的制动器和/或夹紧器的通风装置时，具有与液压或气动的通风装置一样好的参数。
在下面的说明、附图和权利要求中可以得出本发明其他的优点和优选的实施形式。
附图说明
本发明的主题的实施形式在附图中示出并在下面详细说明。图中：
图1所示为根据本发明的推拉式磁体的基本结构；
图2所示为推拉式磁体的第二种应用；
图3所示为推拉式磁体的第三种应用；
图4连同制动装置示出推拉式磁体；以及
图5所示为制动系统的在推拉式磁体内部的布置结构。
具体实施方式
图1所示为根据本发明的推拉式磁体，它包括磁体主体1，该磁体主体1构成磁体壳体。在所述磁体壳体的下部区域中设有环形衔铁2。磁体主体1和环形衔铁2通过磁体盖3封闭。在磁体主体1中设有用于容纳电线圈的线圈腔4，该线圈腔4绕环形衔铁2的移动轴线同心地设置，所述移动轴线用点划线表示，。为了向调节件5传递力，在环形衔铁2中加工出与其移动轴线同轴的四个盲孔（见俯视图），分别向这些盲孔中松动地装入一个压力栓6。分别从磁体主体1中伸出的各个压力栓6的自由端上，压力栓6与调节件5连接，所述调节件5在该实施例中为压板。分别在进入或离开磁体主体1的区域内，压力栓6在磁体主体1中被容纳部7引导。由此以及由于导向销6在环形衔铁2中机械脱耦地固定，环形衔铁2可以精确线性地被压力栓6引导，其做功总是平行于衔铁配合面进行。
图1和图2中示出的推拉式磁体的基本结构，是作为推式或拉式磁体的钵状磁体的基本结构，该钵状磁体具有轴向的通孔8，该通孔8也位于环形衔铁2和磁体盖3中。环形衔铁2的做功行程用箭头9表示。磁体主体1和环形衔铁2之间的空隙用附图标记10表示。杆件、轴或绳索可以被引导通过以上所述的通孔8。磁体主体1中的环形衔铁2和衔铁配合件的工作面通过密封件保护，以免受外部影响。此处，磁体主体1的形状可以是不同的几何形状。这种推拉式磁体可以用于各种需要高的推力和/或保持力的切换功能/开关功能。
在图2所示为第二种实施例的推拉式磁体，它同样具有穿过该推拉式磁体的通孔8，其中作为调节件5的两个压力栓被引导穿过环形衔铁2和磁体盖3并通过凸缘板11相互连接。在凸缘板11和磁体盖3之间设置弹簧组件12，所述弹簧组件12操作此处未示出的操作机构，例如用于杆、轴或绳索的制动机构。
图3所示为根据本发明的推拉式磁体的第三种实施例的剖视示意图，该推拉式磁体的环形衔铁2具有圆柱形的细长形状，它带有中央孔。在该推拉式磁体的下端，通过螺栓将磁体盖3固定在其壳体上。图3对应于在说明图1和图2时提及的相应构件具有相同的附图标记。支承套筒21穿过整个推拉式磁体，所述支承套筒21一方面保护磁体不受污物和湿气的影响，另一方面用作能够自由运动的环形衔铁2的导向件，为此，所述环形衔铁2在中央孔中具有滑动支承套。在磁体主体1的上部区域中，与环形衔铁2的移动轴线同轴地加工出孔，所述孔容纳压力销22，所述压力销22通过其一端松动地配合在环形衔铁2的盲孔中，并通过其从磁体主体1中伸出的自由端作用于此处未示出的弹簧上，所述弹簧作为用于环形衔铁2的复位弹簧。
图4所示为具有根据本发明的推拉式磁体的制动装置的剖视图，所述制动装置例如可以设计成杆件夹紧器或制动器，或设计成绳索制动器。图4对应于在说明图1至图3时提及的部分的相应构件具有相同的附图标记。
在这种应用中要求，引导需要制动的或需要夹紧的部件（杆件、轴或绳索）通过制动元件。制动力本身在该实施例中通过压力弹簧13产生。根据本发明的具有在图1和图2中描述的构件的推拉式磁体作为通风装置提供给压力弹簧13。为了使推拉式磁体能在中央向压力弹簧13施加作用力，要求杆件、轴或绳索也被引导通过所述推拉式磁体。为了能够对具有较小直径的杆件、轴或绳索进行制动或夹紧，要求夹紧元件14施加很大的夹紧力。夹紧元件14可以通过此处未详细示出的杠杆系统或者通过楔形传动装置操作。为了能够作用大的力，调节驱动装置还必须能够经过大的路程。利用根据本发明的推拉式磁体可以实现6mm至10mm的做功行程。
最后，图5所示为设有根据本发明的推拉式磁体的制动系统的剖视图，所述制动系统的操作件位于推拉式磁体的内部。图5对应于在说明图1和2时提及的部分的相应构件具有相同的附图标记。除了已经提及的构件，该附图还示出了环形线圈15在推拉式磁体的线圈腔4中的布置形式。在磁体主体1中还安置有带电接线端17的开关电子装置16。在通孔8的内，杆件18被引导通过推拉式磁体。与衔铁2连接的调节件5以其另一个端部铰接在压板19上，该压板19又与同轴地绕杆件18设置的夹紧件20起作用地连接。
所有在说明书、随附的权利要求书和附图中示出的特征既可以单独地也可以以相互任意组合地构成本发明的重要内容。
附图标记列表
1    磁体主体
2    环形衔铁
3    磁体盖
4    线圈腔
5    调节件
6    压力栓
7    容纳部
8    通孔
9    做功行程
10   空隙
11   凸缘板
12   弹簧组件
13   压力弹簧
14   夹紧元件
15   环形线圈
16   开关电子装置
17   电接线端
18   杆件
19   压板
20   夹紧件
21   支承套筒
22   压力销
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种推拉式磁体，包括磁体主体（1）、衔铁、盖（3）、至少一个电线圈（4）和用于力传递的机构（5），所述盖（3）用于封闭所述衔铁往复运动的腔，所述电线圈（4）绕所述衔铁的运动轴线同心地设置在所述磁体主体（1）中，所述用于力传递的机构（5）起作用地连接于所述衔铁并从该推拉式磁体中伸出，其特征在于，该推拉式磁体的所述衔铁是被轴向地引导的环形衔铁（2），所述用于力传递的机构（5）绕所述环形衔铁（2）的运动轴线同心地设置。
2.根据权利要求1所述的推拉式磁体，其特征在于，所述环形衔铁（2）形成为扁平衔铁，该扁平衔铁的环形保持和粘结面的宽度相对于该扁平衔铁的环形保持和粘结面的高度明显更大。
3.根据权利要求1或2所述的推拉式磁体，其特征在于，所述磁体主体（1）、环形衔铁（2）和磁体盖（3）具有中央通孔（8），该通孔（8）的轴线对应于所述运动轴线。
4.根据权利要求1、2或3所述的推拉式磁体，其特征在于，所述用于力传递的机构（5）通过其自由端与用于直线运动和/或轴向旋转的构件的制动或夹紧装置起作用地连接。
5.根据权利要求4所述的推拉式磁体，其特征在于，所述磁体主体（1）、环形衔铁（2）和磁体盖（3）具有中央通孔（8），该通孔（8）的轴线对应于所述运动轴线，并且直线运动和/或轴向旋转的构件至少伸入所述通孔（8）。
6.推拉式磁体的应用，所述推拉式磁体包括磁体主体（1）、衔铁、盖（3）、电线圈（4）和用于力传递的机构（5），所述盖（3）用于封闭所述衔铁往复运动的腔，所述电线圈（4）绕所述衔铁的运动轴线同心地设置在所述磁体主体（1）中，所述用于力传递的机构起作用地连接于所述衔铁并从该推拉式磁体中伸出，其特征在于，该推拉式磁体的所述衔铁是被轴向地引导的环形衔铁（2），所述用于力传递的机构（5）绕所述环形衔铁（2）的运动轴线同心地设置，并且该推拉式磁体用于操作用于直线运动和/或轴向旋转的构件的制动或夹紧装置，所述制动或夹紧装置具有绕直线运动和/或轴向旋转的构件的轴线同心地设置的操作件，该操作件与所述推拉式磁体的用于力传递的机构（5）起作用地连接。
7.根据权利要求6所述的推拉式磁体的应用，其特征在于，所述环形衔铁（2）形成为扁平衔铁，该扁平衔铁的环形保持和粘结面的宽度相对于该扁平衔铁的环形保持和粘结面的高度明显更大，并且该推拉式磁体用于操作用于直线运动和/或轴向旋转的构件的制动或夹紧装置。
8.用于直线运动和/或轴向旋转的构件的制动或夹紧装置，所述构件例如是绳索、杆件、轴等，所述制动或夹紧装置包括同心地包围所述构件的制动或夹紧块、操作所述制动或夹紧块的调节元件和调节驱动装置，其特征在于，所述调节驱动装置包括推拉式磁体，该推拉式磁体的衔铁是被轴向地引导的环形衔铁（2）并具有绕运动轴线同心地设置的调节件（5），该调节件（5）从所述推拉式磁体中伸出并与所述制动或夹紧块的所述调节元件起作用地连接。
9.根据权利要求8所述的制动或夹紧装置，其特征在于，环形衔铁（2）形成为扁平衔铁，该扁平衔铁的环形保持和粘结面的宽度相对于该扁平衔铁的环形保持和粘结面的高度明显更大。
10.根据权利要求8或9所述的制动或夹紧装置，其特征在于，所述推拉式磁体同轴地包围所述直线运动和/或轴向旋转的构件。

Claims (10)

1.一种推拉式磁体，包括磁体主体（1）、衔铁、盖（3）、至少一个电线圈（4）和用于力传递的机构（5），所述盖（3）用于封闭所述衔铁往复运动的腔，所述电线圈（4）绕所述衔铁的运动轴线同心地设置在所述磁体主体（1）中，所述用于力传递的机构（5）起作用地连接于所述衔铁并从该推拉式磁体中伸出，其特征在于，该推拉式磁体的所述衔铁是被轴向地引导的环形衔铁（2），所述用于力传递的机构（5）绕所述环形衔铁（2）的运动轴线同轴地设置。
2.根据权利要求1所述的推拉式磁体，其特征在于，所述环形衔铁（2）形成为扁平衔铁，该扁平衔铁的环形保持和粘结面的宽度相对于该扁平衔铁的环形保持和粘结面的高度明显更大。
3.根据权利要求1或2所述的推拉式磁体，其特征在于，所述磁体主体（1）、环形衔铁（2）和磁体盖（3）具有中央通孔（8），该通孔（8）的轴线对应于所述运动轴线。
4.根据权利要求1、2或3所述的推拉式磁体，其特征在于，所述用于力传递的机构（5）通过其自由端与用于直线运动和/或轴向旋转的构件的制动或夹紧装置起作用地连接。
5.根据权利要求4所述的推拉式磁体，其特征在于，所述磁体主体（1）、环形衔铁（2）和磁体盖（3）具有中央通孔（8），该通孔（8）的轴线对应于所述运动轴线，并且直线运动和/或轴向旋转的构件至少伸入所述通孔（8）。
6.推拉式磁体的应用，所述推拉式磁体包括磁体主体（1）、衔铁、盖（3）、电线圈（4）和用于力传递的机构（5），所述盖（3）用于封闭所述衔铁往复运动的腔，所述电线圈（4）绕所述衔铁的运动轴线同心地设置在所述磁体主体（1）中，所述用于力传递的机构起作用地连接于所述衔铁并从该推拉式磁体中伸出，其特征在于，该推拉式磁体的所述衔铁是被轴向地引导的环形衔铁（2），所述用于力传递的机构（5）绕所述环形衔铁（2）的运动轴线同轴地设置，并且该推拉式磁体用于操作用于直线运动和/或轴向旋转的构件的制动或夹紧装置，所述制动或夹紧装置具有绕直线运动和/或轴向旋转的构件的轴线同心地设置的操作件，该操作件与所述推拉式磁体的用于力传递的机构（5）起作用地连接。
7.根据权利要求6所述的推拉式磁体的应用，其特征在于，所述环形衔铁（2）形成为扁平衔铁，该扁平衔铁的环形保持和粘结面的宽度相对于该扁平衔铁的环形保持和粘结面的高度明显更大，并且该推拉式磁体用于操作用于直线运动和/或轴向旋转的构件的制动或夹紧装置。
8.用于直线运动和/或轴向旋转的构件的制动或夹紧装置，所述构件例如是绳索、杆件、轴等，所述制动或夹紧装置包括同心地包围所述构件的制动或夹紧块、操作所述制动或夹紧块的调节元件和调节驱动装置，其特征在于，所述调节驱动装置包括推拉式磁体，该推拉式磁体的衔铁是被轴向地引导的环形衔铁（2）并具有绕运动轴线同心地设置的调节件（5），该调节件（5）从所述推拉式磁体中伸出并与所述制动或夹紧块的所述调节元件起作用地连接。
9.根据权利要求8所述的制动或夹紧装置，其特征在于，环形衔铁（2）形成为扁平衔铁，该扁平衔铁的环形保持和粘结面的宽度相对于该扁平衔铁的环形保持和粘结面的高度明显更大。
10.根据权利要求8或9所述的制动或夹紧装置，其特征在于，所述推拉式磁体同轴地包围所述直线运动和/或轴向旋转的构件。
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