CN112368058B - 具有磁性可激活和不可激活锚定表面的磁性模块 - Google Patents

Abstract

一种磁性模块(10)，其具有两个前锚定表面(A1、A2)，该前锚定表面可通过磁通量的反转而磁性激活和去激活；模块(10)包括第一固定磁芯(16)和第二固定磁芯(17)，每个固定磁芯配置有限定相应前锚定表面(A1、A2)和后表面(B1、B2)的多个极性元件(26)，并且设置有布置在相邻极性元件(26)之间的多个第一永磁体(29)，其中，第一永磁体(29)的同极(N、S)与单个极性元件(26)的侧面接触，以在每个固定磁芯中产生相反极性的交替感应磁极。在两个固定磁芯(16、17)之间设置有用于磁通量反转的可移动磁性单元(18；18A、18B)，可移动磁性单元(18)配置有多个第二永磁体(30)，第二永磁体(30)具有面对两个固定磁芯(16、17)的后表面(B1、B2)的交替地具有相反极性的磁极(N、S)；可移动磁性单元(18；18A、18B)可以在用于磁通量反转的第一操作位置和第二操作位置之间移动，以磁性激活和分别去激活锚定模块(10)的前锚定表面(A1、A2)中的一个或两个。

Description

具有磁性可激活和不可激活锚定表面的磁性模块

技术领域

本发明涉及一种用于锚定组件的铁磁工件的磁性模块，该磁性模块具有两个相对的锚定面，这两个锚定面能够通过锚定模块内部的磁通量的反转而磁性激活和去激活。

背景技术

能够连接分离的铁磁工件或构成组件的一部分的磁性模块在磁性玩具领域或其他用途中是众所周知的。上述类型的磁性模块例如可从DE3910304和EP1080476中获知；特别地，EP1080476描述了一种由磁性模块和铁磁模块的组合产生的组件，该组件可以手动组装和拆卸，其中磁性模块由在每一端具有永磁体的条形元件和适于使由两个磁体产生的磁通量短路的中间金属插头组成，从而在构造组件时提供单一模块沿着闭合磁路的磁动势的总和。

尽管用于玩具组件的类似磁性模块已经允许获得相对较高的锚固力以及磁力和组件重量之间的良好关系，但是如果与例如类似于DE3910304中描述的类型的磁性模块相比，它们是永久磁化的，因此必需抵消锚固磁力以拆卸一部分或整个玩具。

关于需要使用能够提供高锚定磁力(如果不是不可能的话，这使得手动组装或拆卸它们变得困难)的磁性模块的应用，代表接近于本发明的现有技术的欧洲专利EP1399933公开了一种磁性模块，该磁性模块设置有两个结构和功能独立的锚定磁头，该锚定磁头由中间管状元件连结，其中每个锚定磁头包括多极定子和转子，该多极定子和转子被配置成通过极性反转系统来激活和去激活锚定磁力，该极性反转系统可以容易地手动激活。

然而，根据EP1399933的磁性模块，除了很大且结构复杂之外，从外部作用时，完全不适合需要在封闭组件中联合地或选择性地驱动两个磁头的应用；此外，很难将类似的磁性模块与可用于不同的应用领域的不同类型的组件相关联。

发明内容

本发明的目的

本发明的主要目的是提供一种具有双锚定面的磁性模块，该磁性模块有利地采用了根据EP1399933的磁性模块的某些结构特征，该磁性模块可以定位在两个相对组件之间的封闭空间中，并且该磁性模块可以同时从封闭空间的外部或者从磁性模块所定位的两个组件中的至少一个的一侧来磁性激活和去激活。

本发明的进一步的目的是提供一种上述类型的锚定磁性模块，其特征在于结构简单，从而降低了生产成本，并且适于在任何应用领域中与任何类型的组件结合和使用。

本发明的进一步的目的是提供一种具有两个锚定磁面的模块，这两个锚定磁面无论通过何种方式进行定向和配置，都适于在模块的激活状态下提供磁通量的总和，从而提供相对高的锚定磁力。

本发明的另一个目的是提供一种锚定磁性模块，该锚定磁性模块相对于总表面积，在每个锚定面上具有高百分比的有效磁性面积。

发明概要

上述可以通过本发明的锚定磁性模块来获得。

通常，根据本发明，提供了以一种磁性模块，适于可脱离地锚定构成组件一部分的铁磁工件，其中所述磁性模块包括：

第一固定磁芯和第二固定磁芯，其中每个固定磁芯包括限定前锚定表面和与所述前锚定表面轴向间隔开的后表面的多个极性元件，以及设置在相邻极性元件之间的多个极化永磁体；每个固定磁芯的前锚定表面可通过可移动磁性单元由交替地具有相反极性的多个感应磁极而磁性激活，所述可移动磁性单元配置有交替地具有相反极性的相同多个永磁体，其特征在于包括：

可移动磁性单元，其直接设置在所述第一固定磁芯和第二固定磁芯的相对后表面之间，并且配置在面对相应的固定磁芯的后表面的每一侧上，交替地具有相反极性的多个第二永磁体对应于所述固定磁芯的所述多个感应极性元件；

所述可移动磁性单元被支撑以在用于激活所述磁性模块的第一操作位置和用于去激活所述磁性模块的第二操作位置之间移动，其中在所述第一操作位置，所述可移动磁性单元的每个极性的每个第二永磁体与所述固定磁芯的相应感应极性元件对准，所述固定磁芯具有与所述可移动磁性单元的相应的第二永磁体相同的极性，在所述第二操作位置，所述可移动磁性单元的每个极性的每个第二永磁体与以相反极性感应的所述固定磁芯的相应极性元件对准。

附图说明

根据下文参照附图的描述，根据本发明的锚定磁性模块的这些和其他特征以及一些优选实施例将变得更加明显，其中：

图1示意性地示出了通过中间磁性模块连接的两个通用组件；

图2是六极磁性模块的第一实施例的立体图；

图3是适于激活和去激活图2的磁性模块的工具的立体图；

图4是根据图2的模块的线4-4的剖视图；

图5是根据图4的线5-5的剖视图；

图6是图4的模块的磁芯的立体图；

图7是关于磁性模块的第二实施例的类似于图5的剖视图；

图8是图7的模块的磁芯的立体图；

图9是关于第三实施例的类似于图4的剖视图；

图10是第四实施例的类似于图7的剖视图；

图11示意性地示出了处于去激活状态的图4和图9的模块的磁路的一部分；

图12示意性地示出了处于激活状态的图4和图9的模块的磁路的一部分；

图13示意性地示出了处于去激活状态的图7和图10的模块的磁路的一部分；

图14示意性地示出了只有一个激活面的图7和图10的模块的磁路的一部分；

图15示意性地示出了处于完全激活状态的图7和图10的模块的磁路的一部分；

图16是类似于图2的磁性模块的第五实施例的立体图；

图17是图16的模块的磁芯的立体图；

图18是根据图16的模块的线18-18的剖视图；

图19是第六实施例的类似于图18的剖视图。

具体实施方式

参照图1至6以及图11和12，将描述根据本发明的磁性模块的第一实施例及其功能。

为了示例性的目的，图1示出了使用根据本发明的磁性模块10来锚定由塑料、木材或其他非导磁材料制成的两个面板11、12，或者更一般地，以任何方式构造的两个组件，其中每个面板或组件11、12包括导磁金属部件，例如以任何合适的方式紧固到相应的面板11、12或其他组件部件的铁材料的板13、14，例如通过螺钉或其他方式胶合、固定。

在图1的示例中，两个板13、14或两个组件的其他金属部件容纳在相应的座中；两个组件的金属板或金属部件可以不同地配置和布置。

图1(总是出于示例的目的)示出了根据本发明的磁性模块的典型使用条件；如图所示，磁性模块10位于存在于两个面板11、12或其他类型的组件之间的封闭空间15中，这使得在组装状态下，模块10只能通过两个面板11、12或组件中的至少一个中的孔从外部触及。因此，如图1所示，并且将参照图2-6的示例更深入地描述，磁性模块10包括：

第一固定磁芯16，其磁性锚定到金属板13或第一组件的其他金属元件；

第二固定磁芯17，其磁性锚定到金属板14或第二组件的其他金属元件；以及

第三磁芯18，或者更一般地，可移动磁性单元，其位于两个固定磁芯16和17之间的中间位置。

如图6所示，两个固定磁芯16、17和磁芯或可移动磁性单元18、18A、18B配置和提供有永磁体系统，该系统适于反转模块10内的磁通量，以通过磁芯或功能等同的可移动磁性单元的适当角运动在两个操作位置之间来同时激活和去激活两个固定磁芯16和17，在第一个操作位置中，磁性模块10处于去激活状态，以便容易地定位在两个面板11、12之间或被移除，而在磁芯或可移动磁性单元18、18A、18B的第二操作状态中，模块10被磁性激活并磁性锚定到两个面板11、12或等效组件的金属板13、14。

在所考虑的示例中，将磁性模块10示意性地表示为可移动磁性单元18、18A、18B，可移动磁性单元18、18A、18B可旋转地支撑在两个固定磁芯16、17之间，如图2-6所示。因此，如图1所示，一个或两个面板11、12和一个或两个金属板13、14或等效组件具有孔19、20，孔19、20轴向对准一个或两个固定磁芯16、17的相应孔21，分别对准可移动磁性单元18、18A、18B或等效可移动磁性单元的成形孔22(例如多边形)。通过对准的孔19、20、21和22从外部引入工具端或其它控制装置23(例如图3所示的类型)，可以机械地接合(总是从外部作用)可移动磁性单元18、18A、18B，以在磁性模块10的两个激活和去激活操作位置之间成角度地旋转。因此，通过激活和去激活模块10，两个面板11、12或等效组件可以容易地组装和拆卸，随后有可能重复使用相同的面板和相同的磁性模块。作为手动控制工具或装置23的替代，可以使用机电控制系统。

在图2-6的例子中，示出了圆柱形或圆形的六极磁性模块，其具有两个相对的前锚定面；然而，磁性模块10的具体形状、其部件和模块两个前锚定面的磁极数量也可以改变，并且可以相对于所示的进行不同的配置。

具体而言，图2-6的磁性模块包括外壳25，外壳25由任何类型的圆形或多边形非导磁材料制成的管状体构成。在管状体25内部，容纳有第一和第二固定磁芯16和17，它们之间相对，并在轴向间隔开的位置固定到管状体25上。如前所述，在两个固定磁芯16和17之间容纳有可移动磁性单元18、18A、18B，对可移动磁性单元18、18A、18B进行作用，可以磁性激活和去激活锚定模块10。

在所考虑的示例中，固定磁芯16和17(在下文中更简单地称为“定子”)都是具有预定直径的盘形；在两个定子16和17之间的可移动磁性单元18、18A、18B(在下文中也称为“转子单元”)随之是盘形的单一转子18，其具有与两个定子16和17基本相同或者稍小的直径。

两个定子16和17以机械或磁性的方式相同地构造，不同之处在于，定子16具有面向模块10的一个面的可磁性激活和可去激活的前锚定表面A1，而另一个定子17具有面向模块的与前一个相对的另一个面的可磁性激活和可去激活的前锚定表面A2。

特别地，如图6所示，每个定子16、17的固定磁芯配置有多个极性元件26(例如三角形，在所示情况下为六个)，其中每个极性元件26具有类似于扇形的基本上三角形的形状，其从中心部分27向外边缘26’径向延伸，在相邻的极性元件26之间提供角度间隔布置。因此，在每个定子16、17的相邻极性元件26之间，形成由两个相邻极性元件26的平面侧面界定的相应数量的径向空腔28。

每个径向空腔28为相应的第一永磁体29(例如矩形或不同构造的永磁体)限定了壳体底座，其中一个由29’表示，并且示出为处于从相应的壳体空腔28抽出的状态。

在所考虑的示例中，每个定子16、17的极性元件26限定了面向模块10的相应外面的平坦形状的前锚定表面A1、A2，分别限定了面向模块10的内部(即单一转子18)的平坦形状的后表面B1、B2。

如图所示，两个定子16和17的极性元件26通过多个第一永磁体29形成具有交替相反的极性N、S的磁感应极。总是参考图6，定子16的极性元件26的极化N、S相对于另一个定子17的极性元件26的极化N、S交错一个极距P。

总是参考图2-6的示例，并且如在随后的图11和12中清楚示出，每个定子16、17的多个极性元件26通过相应的多个第一永磁体29交替地与磁极N、S磁感应，使得每个极性N和S的每个极性元件26的两个侧面与相应的侧向的第一永磁体29的相应极性N和S的磁极接触。换言之，定子16、17的每个感应极性元件26具有平坦的侧面，该侧面与插入相应径向空腔28中的两个侧向第一永磁体29的相同极性的磁极磁性接触。

总是参考图2-6的示例，类似于构成锚定磁性模块10的两个固定磁芯的两个定子16和17，磁芯或可移动磁性单元18、18A、18B也包括盘形转子，其具有面向定子16的后平坦表面B1的第一平坦极面C1和面向另一个定子17的后平坦表面B2的第二平坦极面C2。如图11和12所示，单一转子18的两个极面C1和C2都被多个第二永磁体30以具有交替地具有相反极性N、S的磁极极化，确保在两个极面C2、C1之一上的每个第二永磁体30的每个磁极N、S对应于另一极面上相同的第二永磁体30的与之前极性相反的极性S、N的磁极；在任何情况下，单一转子18的磁极数必须对应于两个定子16、17中每一个的感应磁极数。

在特定的情况下，通过将单一转子18配置成星形结构来获得上述效果，该星形结构由非导磁材料制成，包括从中心部分32径向突出的多个臂31，对应于两个定子16和17中的每一个的极性元件26的数量的多个第二永磁体30紧固在臂31之间。

可以支撑单一转子18以便以任何方式在两个定子之间绕模块10的纵向轴线成角度地旋转，例如通过介入自润滑和抗磨损材料的薄层(未示出)，避免单一转子18的两个面C1和C2与两个定子16、17的后表面B1、B2之间的摩擦滑动。

在所考虑的示例中，可以在两个操作位置之间控制单一转子18或更一般地可移动磁芯，这两个操作位置以极距P间隔开，在第一操作位置中，激活锚定模块10，即磁性地激活两个定子16、17的前锚定表面A1、A2，而在第二操作位置中，禁用锚定模块10，磁性地去激活两个定子16、17的前锚定表面A1、A2。

出于示例性目的，单一转子18的控制系统可以通过使用图3的手动工具来获得，该手动工具配置有不同多边形形状的端部23A和23B，每个端部可通过其中一个定子的轴向对准的孔21在与单一转子18相同配置的成形孔22中接合和脱离。

除了单一转子18的孔22和控制工具23的多边形形状之外，还可以使用具有不同构造的工具，该工具适于机械地接合单一转子18的相同构造的孔。

如下文将参照图11和12所述，当单一转子18的第二永磁体30的磁极N和S在两个特定的操作或角度位置完全对准定子16、17的极性元件26的相应感应磁极N、S时，发生磁性模块10的完全激活和去激活。

因此，磁性模块10设置有合适的停止装置，用于将单一转子18停止在图11和12的两个前置操作位置；例如，如图5所示，单一转子18的一个臂31在其端部具有销31’，该销31’可沿着形成在管状外壳25的内表面上的弧形空腔34滑动；空腔34在其一端配置有止挡肩部35，并在前一端的相对端配置有止挡肩部36，在该止挡肩部36处获得模块10的完全去激活(DEMAG)和完全激活(100％MAG)。通过将单一转子18停止在两个端部停止位置35、36之间的中间位置，获得了锚定磁性模块的部分磁化，并且因此获得了从DEMAG逐渐增加到100％MAG的锚定磁力。

功能

图2-6的磁性模块10的功能模式可以通过参考图11和12的磁路图来解释，其中参考数字和字母与前面附图中使用的相同，以指示相似或等效的部分。

图11示出了处于去激活或完全向外去磁化状态(DEMAG)并朝向两个待连接的铁磁工件13、14的磁性模块，而图12示出了处于激活或完全向外磁化状态(100％MAG)并朝向两个铁磁工件13、14的相同磁性模块10。

特别地，如图11的去磁化状态所示，定子16和17的每个感应极性元件26都与相应侧向第一永磁体29的极性N、S的同向磁极相接触，并且和极性S、N与相应的侧向第一永磁体29的极性相反的转子18的磁极相接触。在这些条件下，两个定子16和17的极性元件26将仅用作磁轭，用于使由各种第一永磁体29、第二永磁体30产生的磁通量短路；因此，磁通量将沿着与定子16、17的每个前锚定表面A1、A2的磁极数量相等的多个内部磁路F1发展。模块10的两个锚定面因此将是中性的或完全去磁化的。在这些条件下，模块10将定位在两个铁磁元件13、14或等效组件之间，分别以极其容易的方式被移除。

相比之下，图12示出了在单一转子18的极距P的角旋转之后磁性模块10的完全激活状态，其中两个定子16、17的前锚定表面A1和A2被完全磁化，并且定子16、17的第一永磁体29和单一转子18的第二永磁体30的磁通量沿着相对于磁性模块在外部闭合的多个磁路F2和F3发展，穿过待锚定的磁性件13和14，磁性件13和14由此通过模块10紧密地磁性锚定在它们之间。优选地，单一转子18的每个第二永磁体30的总磁通量必须等于与每个极性元件26的侧面接触的两个侧向第一永磁体29产生的磁通量。

发生图12的激活状态，移动单一转子18或等效的可移动磁芯，其极距对应于两个定子16、17的两个相邻极性元件26的轴线之间的距离，对应于单一转子18的相同极距P。

由于现在两个定子16、17的每个极性元件26的三个面与相同极性的同向磁极接触，在每个极性元件26中，将感应出相同极性的磁极；因此，模块10的两个相对面都将是磁激活的，使得锚定两个铁件13、14成为可能。

具体地，如图12所示，由感应两个定子的极性元件26的每个第一永磁体29产生的磁通量的一部分沿着一个第一闭合回路F2发展，该第一闭合回路F2包括两个相邻的感应磁极和中间的第一永磁体29，以及相对的待锚定的铁磁工件13、14；相比之下，由单一转子18的两个相邻的第二永磁体30产生的磁通量的一部分沿着第二闭合回路F3发展，该第二闭合回路F3包括两个定子的两个相邻的极性元件26、在两个定子的极性元件26的感应磁极处对准的单一转子18的相应的第二永磁体30以及两个铁磁件13和14。

因此，两个铁磁件13和14将通过由每对闭合磁路F2和F3的磁通量之和产生的磁力而锚定到模块上。

在图2-6中，示出了锚定磁性模块10的第一实施例，其中使用了设置在两个定子或功能等效的固定磁芯之间的可移动磁性单元，其中可移动磁性单元由单一转子或等效的可移动磁芯组成。

如先前所述，图2-6的解决方案，除了具有易于构建的机械和磁性结构的特征之外，包括比先前已知的解决方案更少的部件和更低的成本，允许通过单次操作同时激活和去激活模块的两个磁性面。

在两个定子或固定磁芯之间设置单一转子或等效的可移动磁性单元的这种解决方案是非常有利的，因为除了能够在两个相对的面上同时激活和去激活模块之外，还允许将锚定磁力从零逐渐调节到最大允许值，将单一转子18停止在图11(完全去激活)和图12(完全激活)之间的任何中间状态。

此外，如已经报告的，当模块10的两个锚定面激活时，由沿着闭合磁路F2和F3串联放置的所有磁体中的磁动势产生的磁通量的强度加起来集中在两个铁磁件13、14或相关组件的锚定区域中。

最后，除了前面提到的优点之外，磁性模块可以可缩回地插入两个待锚定的组件之间，通过特定的控制系统，例如通过可插入到至少一个待锚定的组件、至少一个定子或固定磁芯以及转子或可移动中间磁性单元的轴向对准的特定孔中的工具23，从外部作用来磁性激活和去激活。

为了防止支撑和容纳模块10的主体25在激活和去激活步骤期间相对于待锚定的两个组件中的壳体底座移动或旋转，提供了将磁性模块10的外壳主体25构造成具有防止其旋转的形状或合适的装置；这可以例如通过将主体25的外表面构造成具有一个或多个空腔或突出部分40(图2)来实现，该空腔或突出部分40适于防止模块10在激活期间旋转。

在图2的示例中，除了圆形之外，磁性模块10和主体25还具有定子的前锚定表面A1和A2，位于它们之间平行的平面上；然而，磁性模块10和相关主体25可以包括不同构造的锚定面，位于不同定向的平面上；出于示例性目的，模块10的一个或两个锚定面可以具有半圆形、球形或多边形形状，以适合于由待锚定的一个或两个组件类似构造的耦合表面。

其他实施例

以下附图示出了根据本发明的磁性模块的其他实施例。

特别地，图7和图8示出了磁性模块10的第二实施例，其中用于激活和去激活模块的可移动磁性单元由配置相同的两个磁性连接的转子18A和18B或等效的可移动磁芯构成，其具有朝向两个定子16、17或等效的固定磁芯的后表面B1、B2的、在相反方向极化的相应磁体。

在图7和图8中，使用了与前述附图相同的附图标记来表示相似或等同的部件。

图7、8与图13-15相结合，涉及磁性模块的解决方案，将该磁性模块配置成使得能够如前一种情况一样同时激活和去激活模块的两个面，并且相对于另一个锚定面选择性地和独立地激活和去激活模块的一个面。

在这种情况下，磁性模块10也配置有转子单元或可移动磁芯，其设置在两个定子16、17或固定磁芯之间并与其磁性连接；该第二种解决方案与前一种解决方案的不同之处在于，可移动磁性单元包括两个转子18A和18B，这两个转子18A和18B在其之间磁性连接或可磁性连接在一起，并且与两个定子16、17磁性连接或可磁性连接在一起，其中每个转子18A、18B可以单独驱动或与另一个转子一起驱动，以磁性激活和去激活模块10的一个或两个锚定面。

根据图7和8的示例，磁性模块10同样包括圆形或多边形管状主体25，以容纳第一磁性定子16，分别用于容纳与图2-6的模块10的磁性定子16和17完全相同的第二磁性定子17。

每个定子16、17同样由多个从中心部分27径向延伸的三角形或扇形的极性元件26组成；两个定子16、17的极性元件26同样借助于多个第一永磁体29用相反极性的磁极N和S交替极化，该多个第一永磁体29构造和布置为具有与定子的每个极性元件26的相对面接触的相同极性N或S。

类似于图2-6的示例，两个定子16和17中的每一个的极性元件26同样限定了可被磁化的相应前锚定表面A1、A2和后表面B1、B2，前锚定表面A1、A2构成模块的两个锚定面之一，后表面B1、B2如前所述。

因此，图7和8的磁性模块10与图2和4的磁性模块10的不同之处在于，可移动磁性单元现在由圆盘形式的第一转子18A和与前一转子同轴的圆盘形式的第二转子18B组成。

可移动磁性单元配置成在面对相应固定磁芯16、17的后表面B1、B2的两个转子的侧面具有交替地具有相反极性的多个磁极。

具体而言，每个转子18A、18B包括多个第二永磁体30，第二永磁体30以N和S极性交替极化，极化轴平行于模块10的纵轴，与转子18A和18B的旋转轴重合。同样在这种情况下，两个转子18A、18B的第二永磁体30的极化轴与前一种情况一样，与两个定子的第一永磁体29的极化轴正交。

如在前面的示例中，两个转子18A、18B的第二永磁体30和两个定子的极性元件26具有相同的三角形或圆形构造；更一般地，它们具有以某种方式配置的磁表面积，等于两个定子16、17的极性元件26的磁表面积，以便优化锚定模块10的磁特性。

图7和8的示例与图2-6的示例的进一步的不同之处在于，现在每个转子18A、18B的第二永磁体30固定到由导磁材料制成的金属盘41A、41B的侧面，表示在模块10的一个或两个锚定面的去激活状态下，每个转子的第二永磁体30产生的磁通量的短路轭，或者每个转子18A、18B的第二永磁体30构成模块10的部分或全部激活状态下磁路的一部分，如下文参考图13-15所述。

在图7和8的示例中，在模块的两个面的激活状态下，两个转子18A、18B的磁轭41A、41B靠近并磁性连接在它们之间；此外，圆盘或轭41A、41B在结构上构成每个转子的整体的一部分，用于在面对相应定子16、17的后表面B1、B2的一侧支撑相应第二永磁体30。

作为两个转子的替代，每个转子都配置有各自的磁轭41A、41B，通过其他解决方案，两个转子的类似功能和操作独立性是可能的。第一种替代方案是将两个转子中的一个配置成具有磁轭，用于使同一转子的第二永磁体30短路并对其进行支撑，而另一个转子可以配置成图16的单一转子18，其中转子没有磁轭，并且第二永磁体30固定到支撑星形结构的径向臂31上。在这种情况下，两个转子之一的唯一磁轭执行与图7和8的两个转子18A、18B的两个磁轭41A、41B执行的使磁通量短路相同的功能。

第二种替代方案设置为两个转子18A、18B在它们之间进行相同的构造，每个转子的磁体由类似于图6的单一转子18的星形结构支撑；然而，为了能够通过激活两个转子中的一个或另一个来选择性地和独立地激活磁性模块的每个面，在这种情况下，有必要具有在主体25的横截面中延伸的固定中间磁轭(未示出)。

将图7-8的模块10与图2-6的模块10相区别的特征在于，虽然对于图2-6，模块的两个前锚定面通过单一转子18的旋转而被同时激活和去激活，但是在图7和8的情况下，模块的两个前锚定面可以通过同时或分别旋转两个转子18A、18B而被联合地和分别地、选择性地激活和去激活。

因此，例如总是用适当配置的工具23手动操作(例如图3所示的类型)，磁性模块10的激活和去激活可以通过将两个转子18A、18B的一个、另一个或两个转子旋转极距P来发生。

在这种情况下，工具23必须构造成具有一个第一端23A，其具有适于与第一转子18A的相应六边形孔22A接合的六边形形状，轴向对准定子16的孔21；工具23还包括一个第二端23B，该第二端23B具有多边形形状，并且其横截面尺寸小于多边形端30A的横截面尺寸，适于接合第二转子18B的对应多边形孔22B，即被构造成同时接合两个转子18A、18B的多边形孔22A和22B。

功能

图7和8的磁性模块10的功能模式可以通过参考图13-15的磁通量图来描述，其中：

a)图13示出了在模块两个面的去激活或完全去磁化状态下，由两个定子16、17的第一永磁体29和两个转子18A、18B的第二永磁体30产生的磁通量沿着模块10内的多个闭合回路F1的路径，其中第一永磁体29的极性同样由N和S表示。在这种情况下，每个定子16、17或固定磁芯的每个极性元件26同样与该定子的每个极性元件25侧面的两个第一永磁体29的具有相同极性N、S的磁极接触，而相同的极性元件26将与相对的转子的相应第二永磁体30的、极性S、N与前一个相反的磁极接触，该第二永磁体30在去激活状态下与特定极性元件26对准。

b)图14示出了在模块面10相对于定子17的激活或磁化状态下，由两个定子16、17的第一永磁体29和两个转子18A、18B的第二永磁体30产生的磁通量沿着闭合回路F2、F’3穿过待锚固的铁磁件14的路径，该状态是通过第二转子18B旋转极距P而获得的，仅使得定子17的每个极元件26被面对相同极元件26的第一永磁体29和第二永磁体30的对应极N、S极化；相反，F’1表示在相对于定子16的另一个锚定面的去激活或去磁状态下，模块10内部闭合的磁路，该状态是通过保持第一转子18A仍处于图13所示的状态而获得的。

在这种情况下，以及在铁磁工件14中，我们将具有由串联的第一永磁体29和第二永磁体30相对于定子17和相对于第二转子18B的磁动势产生的磁通量的总和。

c)图15最后示出了模块10的两个锚定面的激活和完全磁化状态，其中两个转子通过两个转子的单一磁轭或铁磁轭磁性地在它们之间连接和连接至两个定子上；在这种情况下，由两个定子16、17的第一永磁体29和两个转子18A、18B的第二永磁体30产生的磁通量沿着磁路F2和F3闭合，并且穿过待锚定的铁磁件13、14，保持图14的回路F2和F’3或图12的回路F3、F3所示的相同的磁极布置和磁通量之和。

图15的磁化状态可以通过将两个转子18A、18B同时旋转一个极距P并选择性地一个接一个地将转子旋转一个极距来获得。

同样，类似于图5中针对前一示例的单一转子18所述，在图7和图9的情况下，模块10将设置有合适的装置，用于停止两个转子18A、18B在预设角度位置的旋转。

在图7和图8所示的情况下，如图所示，两个转子18A、18B轴向靠近，铁磁轭41A、41B磁性连接在它们之间。

然而，如前所述，类似于图7、8的解决方案是可能的，其中两个转子41A、41B在它们之间轴向间隔开，其中每个转子18A、18B再同样配置有孔22A、22B，孔22A、22B轴向对准相应定子16、17的轴向孔21，以通过工具23单独或联合控制其极距P的旋转。

在这种情况下，与图7、8的示例不同，每个转子41A、41B将与另一个转子分开作用，以在两个或多个组件之间的锚定磁性模块10的激活和去激活状态下引起磁通量的极性反转。

在图2-6和7、8的例子中，单一转子18和两个转子18A和18B的控制通过图3的工具手动完成，该工具可以插入定子和转子的轴向对准的合适的中心孔中；然而，转子可以通过特殊的控制环形螺母进行控制；例如，对于类似于图4的单转子磁性模块，使用如图9所示的单环形螺母，对于类似于图7的双转子磁性模块，分别使用如图10所示的两个环形螺母。

同样在图9和10中，使用了与前述附图相同的附图标记来表示相似或等同的部件。

具体参照图9，相对于具有单一转子18的模块10，磁性模块10的圆柱主体25设置有可旋转的环形螺母42，该环形螺母42通过销43连接到单一转子18的星形结构的臂31中的一个；销43径向突出穿过主体25的弧形槽44，该弧形槽44基本上以极距P有角度地延伸，使得单一转子18可以在完全去磁化(DEMAG)的第一操作位置和完全磁化(100％MAG)的第二操作位置之间移动和旋转。可选地或与转子的控制中心孔21、22相结合地设置控制螺母环42。

图10通过对比示出了两个独立的控制环形螺母42A、42B用于图7、8的磁性模块10的两个转子18A、18B，同样在图10中，前面附图中相同的附图标记用于表示相似或等同的部件。与图9相同，每个环形螺母42A、42B通过从相应的弧形槽伸出的销连接到相应的转子。

在图7-9、13-15的前述示例中，两个转子18A和18B，或者通常构成可移动磁性单元的两个部分，同样地配置有磁体，该磁体位于磁轭面对相应定子或固定磁芯的一侧，此外，可移动磁性结构的两个转子或等同部分紧密靠近并磁性连接在它们之间。

根据另一替代解决方案，磁性转子中的一个可以以与图4、6的单一转子18相同的方式配置，没有短路磁轭，而磁性磁轭中的另一个可以以与图7、8的转子18A、18B之一相同的方式配置，包括用于使磁通量短路的磁轭。

根据另一替代方案，两个转子18A、18B可以以与图4的单一转子18相同的方式构造，即没有用于使磁通量短路的磁轭，在这种情况下，在两个转子之间的中间位置提供固定磁轭，其固定到模块10的外壳25。

图16-19示出了类似于图2-6和图7、8中的锚定磁性模块的另一种解决方案，其适合于减小定子的厚度，因此相同的锚定磁性模块保持相对较高的锚定磁力，适合于防止沿着定子外围边缘的磁通量损失；同样，在前面的附图中使用了相同的附图标记来表示相似或等同的部件。

关于这方面，优选地，与定子的每个极性元件接触的磁体表面与转子的单一磁体的表面成比例。在任何情况下，由于通常优选的是由转子的每个单一磁体产生的总磁通量(即每个单一磁体的磁通量强度乘以磁体本身的单极面积)对应于由与定子的相同感应极性元件具有相同极性的接触的磁体产生的总磁通量，还考虑到磁体的厚度或磁长度决定了安装的磁动势，由此得出结论，在锚定具有有限数量磁极(例如2或4个磁极)的磁性模块的情况下，有必要显著提高定子以及相应磁体的厚度，以平衡转子或转子的磁体和定子的磁体之间的表面。

在图16-18中，对于具有单一转子的模块，以及在图19中，对于具有双转子的模块，将另一外围磁体45插入定子16、17的每个极性元件26和外壳25之间，在两个激活和去激活状态下，总是保持与每个单一极性元件26接触的磁体的极性之间的适当状态。

该解决方案在图16-18中示意性地示出了具有单一转子18的磁性模块10，在图19中示意性地示出了具有两个转子18A、18B的磁性模块10，其中同样使用了前面附图中相同的附图标记和字母来表示相似或等同的部件。

在这两种情况下，如图17中的磁体45’所示，每个外围磁体45必须具有与相应的极性元件26的外边缘接触的面，相对于相同的极性元件，用两个侧向第一永磁体29的相同极性N、S来极化。

然而，在这种情况下，有必要在相邻的外围磁体45之间提供用于时磁通量短路的磁轭。例如，外壳25可以由铁磁性材料制成，或者可以具有铁磁性材料的插入件(未示出)，该插入件适于形成轭，用于在相邻的外围磁体45之间使磁通量短路；此外，在使用扁平形状的外围磁体45的情况下，根据磁极的数量，磁性模块的外壳25的内表面必须是多边形的，即由用于使磁通量短路的相应平面来限定。

到目前为止，已经描述了锚定磁性模块的圆柱形形状，包括两个盘形定子，其由两个平面或扁平端面界定，垂直于模块本身的纵向轴线，与一个或两个转子的旋转轴线重合。因此，限定磁性模块的两个面的锚定磁性表面根据两个平行平面延伸。然而，可以使模块的两个前锚定表面一致和/或不同地定向，适当地使两个定子一致。例如，磁性模块的两个面的前锚定表面也可以是平坦的或位于在其之间形成任何角度的平面上的平面。相比之下，模块的一个或两个面的锚定表面，如果与另一个相比，可以是不同形状的，例如具有弧形、部分球形、多边形形状或任何其他类型，以接触类似地与待锚定的铁磁工件或组件一致的表面。

根据另一个实施例(总是参考前面附图的磁路图)，磁性模块10可以具有线性配置，而不是圆柱形或多边形配置，具有圆形形状的固定磁芯和可移动磁芯；在这种情况下，两个固定磁芯和一个或两个滑块形式的可移动磁芯将在它们之间平行延伸，保持每个固定磁芯和可移动磁芯的磁极的极性的交替配置，其方式基本上类似于针对图11、12和图12-15的模块描述的磁性配置。

这种解决方案在需要具有用于锚定细长铁磁工件或组件的磁性模块的情况下(即在模块的同一面或两面上具有不同定位的若干锚定区)是有用和有利的。

可能的用途

所述类型的锚定磁性模块特别适用于需要从组件外部快速组装和拆卸任何类型组件的所有应用。

可能的用途的示例为在家具、建筑或展览摊位部分，可移动地安装面板、地板和制作隔墙，以及任何其他有用的应用。

如前所述，本发明涉及一种特定类型的锚定磁性模块，其可被激活和去激活以可脱离地锚定任何类型的组件的独立部件；然而，本发明的目的也包括可以由所述类型的磁性模块锚定的部件或元件的任何组件，以及包括一个或多个根据本发明的相同类型或不同类型的锚定磁性模块的套件；例如，该套件可以包括单转子型、双转子型或等效磁性单元的多个磁性模块，即，其可以包括两个或多个不同类型、相同或不同配置的磁性模块或等效磁性单元，或其组合。

Claims (20)

1.一种磁性模块(10)，其适于可脱离地锚定构成组件一部分的铁磁件(13、14)，其中，所述磁性模块(10)包括：

第一固定磁芯(16)和第二固定磁芯(17)，其中，每个固定磁芯(16、17)包括限定前锚定表面(A1、A2)和与所述前锚定表面(A1、A2)轴向间隔开的后表面的多个极性元件(26)，以及设置在相邻极性元件(26)之间的多个第一永磁体(29)；每个固定磁芯(16、17)的前锚定表面(A1、A2)能够通过可移动磁性单元(18；18A、18B)由交替地具有相反极性(N、S)的多个感应磁极而磁性激活，所述可移动磁性单元(18)配置有交替地具有相反极性(N、S)的相同的多个第二永磁体(30)，其特征在于包括：

可移动磁性单元(18；18A、18B)，其直接设置在所述第一固定磁芯(16)和所述第二固定磁芯(17)的相对的后表面(B1、B2)之间，并且配置在面对相应的固定磁芯(16、17)的所述后表面(B1、B2)的第一平坦极面C1和第二平坦极面C2上，其交替地具有相反极性的多个所述第二永磁体(30)对应于所述固定磁芯(16、17)的多个所述极性元件(26)；

所述可移动磁性单元(18；18A、18B)被支撑以在用于激活所述磁性模块(10)的第一操作位置和用于去激活所述磁性模块(10)的第二操作位置之间移动，其中，在所述第一操作位置，所述可移动磁性单元(18)的每个极性(N、S)的每个所述第二永磁体(30)完全或部分地对准所述固定磁芯(16、17)的相应的所述极性元件(26)，所述极性元件(26)具有与所述可移动磁性单元(18；18A、18B)的相应的所述第二永磁体(30)相同的极性(N、S)，在所述第二操作位置，所述可移动磁性单元(18；18A、18B)的每个极性(N、S)的每个所述第二永磁体(30)与所述固定磁芯(16、17)的以相反极性感应的相应的所述极性元件(26)对准。

2.根据权利要求1所述的磁性模块(10)，其中，每个固定磁芯(16、17)包括多个所述极性元件(26)和多个所述第一永磁体(29)，其中，每个感应极性元件(26)的相对侧与所述第一永磁体(29)的磁极接触，所述第一永磁体(29)的磁极均具有面向所述极性元件(26)的相同极性(N、S)。

3.根据权利要求2所述的磁性模块(10)，其中，在所述可移动磁性单元(18；18A、18B)的所述第一操作位置，由所述可移动磁性单元(18；18A、18B)的所述第二永磁体(30)产生的磁通量被合计至所述固定磁芯(16、17)的所述第一永磁体(29)的磁通量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁性模块(10)，单独地或彼此组合地，其中，所述可移动磁性单元(18；18A、18B)为转子单元的形式，所述转子单元相对于所述固定磁芯(16、17)在第一操作位置和第二操作位置之间被可旋转地支撑。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的磁性模块(10)，单独地或彼此组合地，其中，所述可移动磁性单元(18；18A、18B)被配置为在第一操作位置和第二操作位置之间沿着所述固定磁芯(16、17)的轴向方向的可滑动单元的形式。

6.根据权利要求4所述的磁性模块(10)，包括用于将所述可移动磁性单元(18；18A、18B)停止在所述第一操作位置和所述第二操作位置的销(31’)和止挡肩部(35、36)。

7.根据权利要求5所述的磁性模块(10)，包括用于将所述可移动磁性单元(18；18A、18B)停止在所述第一操作位置和所述第二操作位置的销(31’)和止挡肩部(35、36)。

8.根据权利要求4所述的磁性模块(10)，其中，所述转子单元由具有相对的第一平坦极面C1和第二平坦极面C2的单一转子(18)以及多个所述第二永磁体(30)组成，第一平坦极面C1和第二平坦极面C2中的每一个面向相应固定磁芯(16、17)的所述后表面(B1、B2)，所述第二永磁体(30)在每一侧具有面向所述固定磁芯(16、17)的相应后表面(B1、B2)的交替地具有相反极性(N、S)的磁极。

9.根据权利要求4所述的磁性模块(10)，其中，所述转子单元由第一转子(18A)和第二转子(18B)组成，每个转子配置有多个所述第二永磁体(30)，所述第二永磁体(30)具有面对固定磁芯(16，17)的相应后表面(B1、B2)的交替地具有相反极性的磁极(N、S)，并且其中，至少一个磁轭(41；41A、41B)设置在所述两个转子(18A、18B)之间。

10.根据权利要求9所述的磁性模块(10)，其中，所述转子(18A、18B)中的一个或两个在面对所述转子(18A、18B)中的另一个的一侧上包括用于循环磁通量的相应磁轭(41A、41B)。

11.根据权利要求9所述的磁性模块(10)，其中，所述磁轭(41)被固定地支撑并设置在所述两个转子(18A、18B)之间。

12.根据权利要求8所述的磁性模块(10)，其中，所述单一转子(18)包括能够与控制工具接合的成形孔(22)，并且其中，所述成形孔(22)与所述固定磁芯(16、17)中的一个或两个的孔(21)轴向对准。

13.根据权利要求9所述的磁性模块(10)，其中，所述转子(18A、18B)中的一个设置有成形控制孔(22A)，所述成形控制孔(22A)与另一转子(18A、18B)的成形控制孔(22B)构造不同。

14.根据权利要求13所述的磁性模块(10)，其中，所述转子(18A、18B)能够在第一角度位置和第二角度位置之间联合地或可分离地驱动，以激活和去激活所述磁性模块(10)。

15.根据权利要求1所述的磁性模块(10)，其中，所述固定磁芯(16、17)的所述极性元件(26)和所述可移动磁性单元(18)的所述第二永磁体(30)具有三角形或扇形构造。

16.根据权利要求8、9、12和13中任一项所述的磁性模块(10)，其中，所述可移动磁性单元(18；18A、18B)能够操作地连接至外围控制环形螺母(42；42A、42B)。

17.根据权利要求1所述的磁性模块(10)，其中，所述固定磁芯(16、17)的每个所述极性元件(26)沿着所述极性元件(26)的外边缘分别通过外围磁体(45)与两个侧向的所述第一永磁体(29)磁性接触，并且其中，两个侧向的所述第一永磁体(29)以及所述外围磁体(45)具有与所述极性元件(26)接触的相同极性(N、S)的磁极。

18.根据权利要求4所述的磁性模块(10)，其中，所述转子单元由彼此轴向间隔开的第一转子(18A)和第二转子(18B)组成，每个转子配置有多个所述第二永磁体(30)，所述第二永磁体(30)具有面对所述固定磁芯(16、17)的相应后表面(B1、B2)的交替地具有相反极性的磁极(N、S)，并且其中，每个转子(18A、18B)配置有不同形状的孔(22A、22B)，所述孔(22A、22B)与所述固定磁芯(16、17)中的一个或两个的孔(21)轴向对准。

19.根据权利要求1所述的磁性模块(10)，其中，由所述可移动磁性单元(18；18A、18B)的每个所述第二永磁体(30)产生的总磁通量对应于由所述第一固定磁芯(16)和所述第二固定磁芯(17)的每个极性元件(26)的所述第一永磁体(29)产生的总磁通量。

20.根据权利要求1所述的磁性模块(10)，包括：

-外部管状外壳(25)；

-圆形或多边形的第一固定磁芯(16)和第二固定磁芯(17)，其彼此轴向间隔开，并位于所述外壳(25)的相对端；和

-可移动磁性单元(18；18A、18B)，其包括位于所述第一固定磁芯(16)和所述第二固定磁芯(17)之间的中间位置的至少一个圆盘状转子元件，所述转子元件由单一转子(18)或两个转子(18A、18B)组成；

所述转子元件具有至少一个适于由控制工具(23)接合的成形孔(22；22A、22B)，其中，所述转子元件的所述成形孔(22；22A、22B)与所述第一固定磁芯(16)和/或所述第二固定磁芯(17)的中心孔(21)轴向对准。

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