DD277244A1

DD277244A1 - METHOD AND DEVICE FOR OPERATING A MOBILE DEVICE WITH TRAILER CHAINS FROM PERMANENT MAGNETIC TISSUE SYSTEMS

Info

Publication number: DD277244A1
Application number: DD32216388A
Authority: DD
Inventors: Hans-Joerg Wenzel
Original assignee: Warnowwerft Warnemuende Veb
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1988-11-25
Publication date: 1990-03-28
Also published as: DD277244B5

Abstract

Verfahren und Einrichtung fuer einen mobilen Geraetetraeger mit Gleisketten aus dauermagnetischen Haftsystemen. Derartige Geraetetraeger koennen an beliebig geneigten ferromagnetischen Oberflaechen eingesetzt werden und sind z. B. zur Ausfuehrung von Schweissarbeiten im Schiffbau geeignet. Die erfindungsgemaessen Geraetetraeger zeichnen sich durch eine hohe Haftkraft und bessere Laufeigenschaften bei geringerer Antriebsenergie aus. Das wird dadurch erreicht, dass die sich bei der Bewegung an die ferromagnetische Oberflaeche anlegenden Haftsysteme auf- und vor ihrer Abloesung von der genannten Oberflaeche ganz oder teilweise entmagnetisiert werden. Die Einrichtung besteht aus Elektromagneten, deren Polschuhe mit den ersten und letzten Polschuhen des auf der ferromagnetischen Oberflaeche aufliegenden Haftsystems in Kontakt bringbar sind und entgegengesetzte Magnetfelder besitzen.Method and device for a mobile device carrier with tracks of permanent magnetic adhesive systems. Such devices Geraetetraeger can be used on any inclined ferromagnetic surfaces and z. B. suitable for the execution of welding in shipbuilding. The inventive Geraetetraeger are characterized by a high adhesive force and better runnability with less drive energy. This is achieved by the fact that the adhesive systems applying during the movement to the ferromagnetic surface are completely or partially demagnetized before their detachment from said surface. The device consists of electromagnets whose pole shoes can be brought into contact with the first and last pole shoes of the adhesive system resting on the ferromagnetic surface and have opposite magnetic fields.

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Realisierung eines mobilen Geräteträgers für die Fortbewegung auf beliebig geneigten ferromagnetischen Oberflächen. Solche Geräteträger werden beispielsweise bei der automatisierten Ausführung von Schweißarbeiten an großen stählernen Flächen, wie sie z. B. im Schiffbau üblich sind, benötigt.The invention relates to a method and a device for implementing a mobile device carrier for locomotion on arbitrarily inclined ferromagnetic surfaces. Such equipment carriers are used, for example, in the automated execution of welding on large steel surfaces, as z. B. are common in shipbuilding needed.

Characteristic of the known technical solutions

Aus dem EP 0248659 ist ein selbstfahrendes Gerät bekannt, das sich auf G' .isketten vorwärtsbewegt, deren Glieder dauermagnetische Haftsysteme darstellen, die gegenüber der zu befahrenden ferromagnetischen Oberfläche Haftkräfte entwickeln. Die Haftsysteme bestehen aus Dauermagneten, die an ihren Polflächen durch Polschuhe armiert sind, die das Dauermagnetfeld in geeigneter Weise formen und den Kontakt zur ferromagnetischen Oberfläche herstellen. Ähnliche, aus dauermagnetischen Haftsystemen bestehende Gleisketten werden nach der DE-AS 1958177 für den Antrieb von Förderbändern aus magnetisierbarem Material benutzt, wobei zur Vermeidung von Schwingungen am Förderband geeignet gestaltete Führungsbahnen zur Ablösung der Dauermagneten eingesetzt werden. Eine vergleichbare Lösung wird in der JP-PS 61-89184 beschrieben.From EP 0248659 a self-propelled device is known, which moves forward on '' chains, whose members constitute permanent magnetic adhesive systems that develop adhesive forces against the ferromagnetic surface to be traveled. The adhesive systems consist of permanent magnets, which are reinforced at their pole faces by pole shoes, which form the permanent magnetic field in a suitable manner and establish contact with the ferromagnetic surface. Similar caterpillars consisting of permanent-magnetic adhesive systems are used according to DE-AS 1958177 for the drive of conveyor belts made of magnetizable material, suitable for preventing vibrations on the conveyor belt appropriately designed guideways are used to replace the permanent magnet. A comparable solution is described in JP-PS 61-89184.

In allen bekannten technischen Lösungen wird das in den Haftsystemen enthaltene Dauermagnetmaterial vor seiner Nutzung einmalig aufmagnetisiert.In all known technical solutions, the permanent magnet material contained in the adhesive systems is magnetized once prior to its use.

Diese bekannten technischen Lösungen haben jedoch folgende Nachteile:However, these known technical solutions have the following disadvantages:

1. Ein erheblicher Teil der Antriebsenergie muß dafür aufgebracht werden, an der in Fahrtrichtung gesehen hinteren Antriebsrolle die einzelnen Haftmagne'.e entgegen der von ihnen entwickelten Haftkraft von der ferromagnetischen Oberfläche zu lösen. Dadurch kann es auch zu unerwünschten ruckartigen Bewegungen des Geräteträgers kommen.1. A significant portion of the drive energy must be applied to solve the individual Haftmagne'.e contrary to the adhesive force developed by them from the ferromagnetic surface on the rear drive roller seen in the direction of travel. This can also lead to unwanted jerky movements of the device carrier.

2. Die in den zitierten Erfindungen benutzten Haftmagnete enthalten Dauermagnete, die entweder vor ihrem Einbau in das Haftsystem oder im montierten Zustand aufmagnetisiert werden müssen. Nach der Entnahme aus der Aufmagnetisierungsvorrichtung kommt es bei solchen gebräuchlichen Magnetwerkstoffen wie AINiCo-Legierungen auf Grund der Charakteristik der Entmagnetisierungskennlinie zu einer irreversiblen Schwächung der magnetischen Induktion, da sich aufgrund des großen magnetischen Widerstandes zwischen den Polflächen des H 3ftsystems ein auf der Entmagnetisierungskurve sehr tief liegender Arbeitspunkt einstellt. Wird jetzt das Haftsystem, z. B. als Glied einer Gleiskette, wieder mit einer ferromagnetischen Oberfläche in Kontakt gebracht, so bewegt sich der Arbeitspunkt nicht wieder auf der äußeren Entmagnetisierungskurve, sondern auf einer sogenannten Rücklauf kurve zu höheren Induktionswerten hin. Die sich im Arbeitspunkt auf dieser Rücklauf kurve einstellenden Induktionswerte liegen jedoch unter den Werten, die bei der gleichen magnetischen Scherung auf der äußeren Magnetisierungskurve erzielt werden können. Die theoretischen Grundlagen für diese Zusammenhänge sind u.a. in „Dauermagnete" von Schüler/Brinkmann, Berlin/Heidelberg/New York, Springer-Verlag 1970, ausführlich beschrieben.2. The magnets used in the cited inventions contain permanent magnets which must be magnetized either before their installation in the adhesive system or in the assembled state. After removal from the Aufmagnetisierungsvorrichtung occurs in such conventional magnetic materials such as AINiCo alloys due to the characteristic of the demagnetization characteristic to an irreversible weakening of the magnetic induction, as due to the large magnetic resistance between the pole faces of the H 3ftsystems a very low lying on the demagnetization Operating point is set. Now is the adhesive system, z. B. as a link of a track, again brought into contact with a ferromagnetic surface, the operating point does not move back on the outer demagnetization curve, but on a so-called return curve to higher induction values. However, the induction values at the operating point on this retrace curve are below the values that can be achieved at the same magnetic shear on the outer magnetization curve. The theoretical basis for these relationships are i.a. in "permanent magnets" by student / Brinkmann, Berlin / Heidelberg / New York, Springer-Verlag 1970, described in detail.

Da in einem gegebenen Haftsystem die Haftkraft dem Quadrat der Induktion proportional ist (F ~ B²), wirkt sich diese Reduzierung der Induktionswerte in Arbeitspunkt in Form von spürbaren Haftkrafteinbußen des gesamten Geräteträgers aus. Es gibt außerdem Vorschläge, die zur Erzeugung der Haftkraft Elektromagnete verwenden, die durch Dauermagnete in den Gleisketten unterstützt werden. Die Nachteile dieser Lösungen bestehen darin, daß wirksame Elektromagnete eine beträchtliche Baugröße und ein relativ hohes Gewicht aufgrund ihrer hohen Einschaltdauer aufweisen und einen hohen Energieaufwand für ihren Betrieb erfordern.Since in a given adhesive system the adhesive force is proportional to the square of the induction (F ~ B ² ), this reduction in the induction values at the operating point has the effect of a noticeable loss of adhesion of the entire equipment carrier. There are also proposals that use electromagnets supported by permanent magnets in the crawlers to create the adhesive force. The disadvantages of these solutions are that effective electromagnets have a considerable size and a relatively high weight due to their high duty cycle and require a lot of energy for their operation.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist auf die Erhöhung der Gebrauchswerteigenschaften der beschriebenen Geräteträger gerichtet bei gleichzeitig verringertem Energieaufwand für den Betrieb desselben.The object of the invention is directed to the increase of the utility properties of the described equipment carriers while reducing the energy consumption for the operation thereof.

Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens und einer Einrichtung für einen mobilen Geräteträger, dessen Gleisketten aus dauerrragnetischen Haftsystemen bestehen, die es ermöglichen, diesen bei größerer Gesamthaftkraft und besseren Laufeigenschäften mit geringerer Antriebsenergie zu betreiben.The object of the present invention is to develop a method and a device for a mobile equipment carrier, the caterpillars consist of permanent magnetic adhesive systems, which make it possible to operate this with greater total tractive force and better Laufingenstäfte with lower drive energy.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die sich bei der Bewegung an die ferromagnetische Oberfläche anlegenden Haftsysteme auf- und vor ihrer Ablösung von der genannten Oberfläche ganz oder teilweise entmagnetisiert werden. Die Aufun J Entmagnetisierung wird in einem zyklisch ablaufenden Prozeß vorzugsweise von mit Elektromagnetsystemen erzeugten Magnetfeldern ausgeführt. Die dazu verwendeten Elektromagnete weisen aufgrund des angewendeten Impulsbetriebes eine sehr kleine relative Einschalldauer auf, so daß sie mit einer kleinen Erregerspule auskommen, wodurch die Masse gering gehalten wird.The method according to the invention consists in the fact that the adhesive systems which are applied to the ferromagnetic surface during the movement are completely or partially demagnetized before their detachment from the said surface. The Aufun J demagnetization is preferably carried out in a cyclical process from magnetic fields generated by electromagnetic systems. The electromagnets used for this purpose, due to the applied pulse operation on a very small relative Einschalldauer so that they get along with a small exciter coil, whereby the mass is kept low.

Auf diese Weise kann beim Aufmagnetisieren ein Arbeitspunkt auf der äußeren Entmagnetisierungskurve eingestellt werden, der sich gegenüber einem Arbeitspunkt auf einer Rücklaufkurve, wie er sich bei einmaligem Aufmagnetisieren vor dem Betrieb des Geräteträgers einstellen würde, durch wesentlich höhere Induktionswerte auszeichnet, was zur Haftkrafterhöhung des Gesamtsystems führt. Durch die Entmagnetisierung des letzten auf der ferromagneüichen Fläche haftenden Magnetsystems wird der Arbeitspunkt in die Nähe der Koerzitivfeldstärke Hc verschoben, so daß das Lesen dieses Haftsystems von der ferromagnetischen Fläche ohne großen Energieaufwand erfolgt. Das führt auch dazu, jaß ruckartige Bewegungen vermieden oder abgeschwächt werden.In this way, during magnetization, an operating point can be set on the outer demagnetization curve, which is characterized by significantly higher induction values compared to an operating point on a return curve, as would be the case with a single magnetization prior to operation of the device carrier, which leads to an increase in adhesive strength of the overall system , Due to the demagnetization of the last adhering to the ferromagnetic surface magnetic system, the operating point is moved in the vicinity of the coercive force Hc, so that the reading of this adhesive system takes place from the ferromagnetic surface without much energy. This also causes jerk jerky movements are avoided or mitigated.

Die erfindungsgemäße Einrichtung umfaßt Elektromagneten, die vorzugsweise im Innern der aus Haftmagnetsystemen bestehenden Gleisketten angeordnet sind. Die Einrichtung kann aus einem oder zwei Elektromagneten bestehen. Die Polschuhe der/des Elektromagneten sind mit den Polschuhen des in Fahrtrichtung jeweils ersten und letzten auf der ferromagnetischen Oberfläche aufliegenden Haftsystems in Kontakt bringbar. Sie besitzen, bezogen auf die genannten Haftsysteme, entgegengesetzt gerichtete Magnetfelder. Durch eine Synchronisationseinrichtung wird im Moment der Berührung der Polschuhe ein Stromimpuls durch die Elektromagneten zur Erzeugung der Auf- bzw. Entmagnetisierungsfelder ausgelöst. Die Polschuhe des Haftsystems besitzen einen Querschnitt, der sich von der Kontaktfläche mit dem Elektromagneten zu der Kontaktfläche mit der ferromagnetischen Oberfläche hin verjüngt. Dadurch wird bewirkt, daß eine ausreichend große Feldenergie zur Auf- bzw. Entmagnetisierung für den Dauermagneten zur Verfügung steht, da der der ferromagnetischen Oberfläche zugewandte Teil dieser Polschuhe beim Einschalten der Elektromagnete magnetisch gesättigt wird.The device according to the invention comprises electromagnets, which are preferably arranged in the interior of the caterpillars consisting of magnetic holding systems. The device may consist of one or two electromagnets. The pole shoes of the / of the electromagnet can be brought into contact with the pole shoes of the respective first and last adhesive system resting on the ferromagnetic surface in the direction of travel. They have, with respect to the said adhesion systems, oppositely directed magnetic fields. By a synchronization device, a current pulse is triggered by the electromagnets for generating the demagnetizing fields at the moment of contact of the pole pieces. The pole pieces of the adhesive system have a cross-section that tapers from the contact surface with the electromagnet to the contact surface with the ferromagnetic surface. This causes a sufficiently large field energy is available for demagnetization or demagnetization for the permanent magnet, since the ferromagnetic surface facing part of these pole pieces is magnetically saturated when the electromagnets.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausfuhrungsbeispielen erläutert werden. Die Skizzen zeigen:The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. The sketches show:

Fig. 1: mobiler Geräteträger mit zwei Elektromagnetsystemen Fig.2: mobiler Geräteträger mit einem Elektromagnetsystem Fig.3: Haftsystem.Fig. 1: mobile equipment carrier with two electromagnetic systems Fig.2: mobile equipment carrier with an electromagnetic system Fig.3: adhesive system.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zur Fortbewegung an ferromagnetischen Oberflächen beliebiger Neigung besteht aus den Haftmagnetsystemen 1 a bis 1 n, die zusammen mit den Verbindungselementen 2 die Gleisketten des Geräteträgers bilden und von den Antriebsrollen 3 angetrieben werden.The device shown in Fig. 1 for locomotion on ferromagnetic surfaces of any inclination consists of the magnetic systems 1 a to 1 n, which together with the connecting elements 2 form the track of the equipment carrier and are driven by the drive rollers 3.

Die Elektromagnetsysteme 4 zur Auf- bzw. Entmagnetisierung sind so angeordnet, daß sie das jeweils erste 1 a und letzte 1 i auf der ferromagnetischen Fläche 12 aufliegende Haftsystem (in Fahrtrichtung gezählt) in einer bestimmten Bewegungsphase auf- bzw. entmagnetisieren können.The electromagnet systems 4 for demagnetization or demagnetization are arranged so that they can up-demagnetize each of the first 1 a and last 1 i on the ferromagnetic surface 12 adhesive system (counted in the direction of travel) in a certain phase of movement.

Dabei werden die Polschuhe 5 der Elektromagnetsysteme 4 durch ein nicht dargestelltes Federsystem an die Polschuhe 6 der betreffenden Haftsysteme 1 a und 1 i gedrückt, um die parasitären Luftspalte zu minimieren. Eine nicht dargestellte mechanische oder elektrische Synchronisationseinrichtung sorgt dafür, daß der Auf- bzw. Entmagnetisierungsimpuls genau dann ausgelöst wird, wenn die Polschuhe 6 u. 5 der genannten Magnetsysteme genau gegenüber stehen.The pole pieces 5 of the electromagnetic systems 4 are pressed by a spring system, not shown, to the pole pieces 6 of the respective adhesion systems 1 a and 1 i in order to minimize the parasitic air gaps. A mechanical or electrical synchronization device, not shown, ensures that the up or demagnetizing is triggered exactly when the pole pieces 6 u. 5 of the said magnet systems are exactly opposite.

In einer zweiten Ausführungsvariante entsprechend Fig. 2 wird die Auf- bzw. Entmagnetisierung des ersten 1 a bzw. letzten 1 i auf der ferromagnetischen Oberfläche 12 anliegenden Haftsystems von einem einzigen Elektromagnetsystem 7 vorgenommen.In a second embodiment according to FIG. 2, the demagnetization of the first 1 a or last 1 i on the ferromagnetic surface 12 adjacent adhesive system is made by a single solenoid system 7.

Dessen Polschuhe 8 wurden so zu den Dauermagnetsystemen 1 a und 1 i geführt, daß bei Stromfluß im Elektromagneten 7 die Dauermagnetsysteme 1 a und 1 i in unterschiedlicher Richtung magnetisch durchflutet werden.Whose pole pieces 8 were so led to the permanent magnet systems 1 a and 1 i, that at current flow in the electromagnet 7, the permanent magnet systems 1 a and 1 i are magnetically flooded in different directions.

In Fig. 3 ist der prinzipielle Aufbau eines Dauermagnetsystems dargestellt. Die Polschuhe 6, die den Dauermagneten 9 armieren, besitzen an den Kontaktflächen 10 zu den Polschuhen der Elektromagnetsysteme 4,7 einen großen Querschnitt, der sich zur Anlagefläche 11 an die ferromagnetische Oberfläche 12 hin verkleinert. Der Querschnittsverlauf der Polschuhe 6 ist so gewählt, daß der vom Dauermagneten 9 erzeugte Fluß keinen nennenswerten magnetischen Widerstand zu überwinden hat, während die starken Auf- bzw. Entmagnetisierungsimpulse die magnetische Sättigung dieser Polschuhe 6 bewirken, so daß das magnetische Feld in der beabsichtigten Weise auf die Dauermagnete 9 einwirkt.In Fig. 3 the basic structure of a permanent magnet system is shown. The pole shoes 6, which arm the permanent magnet 9, have at the contact surfaces 10 to the pole pieces of the electromagnetic systems 4.7 a large cross-section, which reduces to the contact surface 11 to the ferromagnetic surface 12 out. The cross-sectional profile of the pole pieces 6 is chosen so that the flux generated by the permanent magnet 9 has no appreciable magnetic resistance to overcome, while the strong demagnetizing or demagnetization cause the magnetic saturation of these pole pieces 6, so that the magnetic field in the intended manner the permanent magnets 9 acts.

Claims

1. A method for operating a mobile device carrier with tracks of permanent magnetic adhesive systems, characterized in that the in the movement of the ferromagnetic surface (2) applying adhesive systems (1) on and before their detachment from the surface (12) wholly or partially be demagnetized.

2. Device for operating a mobile device carrier with caterpillars of permanent magnetic adhesive systems having electromagnets, characterized in that the pole pieces (5,8) of the / of the electromagnet / s (4,7) with the pole pieces (6) in the direction of travel respectively first (1a) and last (1 i) on the ferromagnetic surface (12) resting adhesive system can be brought into contact and with respect to said adhesive systems (1 a, 1 i) have opposite magnetic fields.

3. Device according to claim 2, characterized in that one or two electromagnets (4,7) are preferably arranged in the interior of the track.

4. Device according to claim 2, characterized in that the cross section of the pole pieces (6) of the adhesive systems (1) from the contact surface (10) with the / m electromagnet (4,7) to the contact surface (11) with derferromagnetischen surface ( 12) tapers.