DE102016202506B4

DE102016202506B4 - Separating device and method for separating machining of a workpiece

Info

Publication number: DE102016202506B4
Application number: DE102016202506.6A
Authority: DE
Inventors: Georg Berner; Susanne Krichel; Stephan Schauz; Elvira Stegmeyer
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2036-02-19
Also published as: DE102016202506A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trenneinrichtung zur Durchführung eines Trennvorgangs an einem Werkstück, mit einer Führungseinrichtung (2; 22; 32; 42), der eine erste Magnetanordnung (6; 26; 36; 46) zugeordnet ist, sowie mit einem Bearbeitungsmittel (3; 23; 33; 43), das mit wenigstens einer Schneide für eine trennende Werkstückbearbeitung ausgebildet ist und dem eine zweite Magnetanordnung (7; 27; 37; 47) zugeordnet ist, wobei die beiden Magnetanordnungen (6, 7; 26, 27; 36, 37; 46, 47) für eine kontaktlose Übertragung von Stützkräften und Bearbeitungskräften zwischen der Führungseinrichtung (4; 24; 34; 44) und dem Bearbeitungsmittel (3; 23; 33; 43) ausgebildet sind und wobei eine der ersten und zweiten Magnetanordnungen (6, 7; 26, 27; 36, 37; 46, 47) wenigstens einen Magneten, insbesondere Permanentmagneten, und die andere der ersten und zweiten Magnetanordnungen (6, 7; 26, 27; 36, 37; 46, 47) wenigstens einen Supraleiter umfasst.The invention relates to a separating device for carrying out a cutting operation on a workpiece, having guide means (2; 22; 32; 42) associated with a first magnet arrangement (6; 26; 36; 46) and a processing means (3; 33; 43) formed with at least one cutting edge for a workpiece cutting operation and associated with a second magnet arrangement (7; 27; 37; 47), the two magnet arrangements (6,7; 26,27; 36,37) 46, 47) for non-contact transmission of supporting forces and machining forces between the guide means (4; 24; 34; 44) and the machining means (3; 23; 33; 43), and wherein one of the first and second magnet arrangements (6; 7, 26, 27, 36, 37, 46, 47) comprises at least one magnet, in particular permanent magnets, and the other of the first and second magnet arrangements (6, 7, 26, 27, 36, 37, 46, 47) comprises at least one superconductor ,

Description

Die Erfindung betrifft eine Trenneinrichtung zur Durchführung eines Trennvorgangs an einem Werkstück. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur trennenden Bearbeitung eines Werkstücks.The invention relates to a separating device for performing a separation process on a workpiece. Furthermore, the invention relates to a method for separating machining of a workpiece.

Aus der auf die Anmelderin zurückgehende PCT/EP2014/002198 ( WO 2016/023 567 A1 ) ist eine Führungseinrichtung zur gelenkigen Verbindung eines ersten Vorrichtungsteils mit einem zweiten Vorrichtungsteil bekannt. Diese umfasst ein dem ersten Vorrichtungsteil zugeordnetes erstes Gelenkteil und ein dem zweiten Vorrichtungsteil zugeordnetes zweites Gelenkteil, wobei die Gelenkteile für eine linearbewegliche Lagerung des ersten Vorrichtungsteils gegenüber dem zweiten Vorrichtungsteil längs eines Bewegungswegs ausgebildet sind. Ein Applikationsbeispiel für eine derartige Führungseinrichtung zeigt eine Sägeeinrichtung, bei der für ein Sägeblatt eine reibungslose Lagerung mit Hilfe einer solchen Führungseinrichtung verwirklicht ist, wobei eine berührungslose Bewegungseinkopplung von einer Antriebseinrichtung auf das Sägeblatt vorgesehen ist.From the date of the applicant PCT / EP2014 / 002198 ( WO 2016/023 567 A1 ) is a guide means for the articulated connection of a first device part with a second device part known. This comprises a first hinge part associated with the first device part and a second hinge part associated second hinge part, wherein the hinge parts are designed for a linearly movable mounting of the first device part relative to the second device part along a movement path. An application example of such a guide device shows a sawing device, in which a saw blade for a smooth storage by means of such a guide device is realized, wherein a non-contact motion coupling is provided by a drive means on the saw blade.

Die US 5 631 617 A1 offenbart ein System zum kontaktlosen Schweben und Führen eines Objekts mit einem Stützelement und mit einer Supraleitereinheit, die auf dem Stützelement angeordnet ist, sowie eine Kühleinheit zur Kühlung des Supraleitermaterials in den supraleitenden Zustand, wobei ein dem Trägerelement gegenüberliegendes Transportelement mit magnetischem Material, das dem Supraleitermaterial zugewandt ist, ausgerüstet ist und wobei ein Magnet, der dem Trägerelement zugeordnet ist, zur Erzeugung von magnetischen Flüssen, die auf das magnetische Material durch das Supraleitermaterial hindurch einwirken, vorgesehen ist.The US 5 631 617 A1 discloses a system for non-contact levitation and guiding of an object having a support member and a superconductor unit disposed on the support member, and a cooling unit for cooling the superconductor material to the superconducting state, wherein a magnetic material transfer member opposite the support member is the superconductor material is facing, and wherein a magnet, which is associated with the carrier element, for generating magnetic fluxes, which act on the magnetic material through the superconductor material, is provided.

Aus der JP H06-123 311 A ist eine Bereitstellung eines supraleitenden linearen Magnetlagers unter Verwendung des Meissner-Effekts und des Magnetfluss-Pinning-Effekts der Hochtemperatur-Supraleitung bekannt, wobei ein stabförmiger Permanentmagnet, dessen Oberfläche und Rückfläche in der Dickenrichtung magnetisiert sind, und ein Hochtemperatursupraleiter, der kürzer als die volle Länge des Permanentmagneten ist, zueinander gegenüberliegend angeordnet sind, so dass Magnetflusserzeugungsoberflächen des Permanentmagneten parallel zu Magnetflusserzeugungsoberflächen des wenigstens einen Hochtemperatursupraleiters ausgerichtet sind und der Permanentmagnet freischwebend hin- und herbewegt werden kann.From the JP H06-123 311 A For example, there is known a provision of a superconducting linear magnetic bearing using the Meissner effect and the magnetic flux pinning effect of high-temperature superconductivity, wherein a rod-shaped permanent magnet whose surface and back surface are magnetized in the thickness direction and a high-temperature superconductor shorter than the full one Length of the permanent magnet, are arranged opposite to each other, so that magnetic flux generating surfaces of the permanent magnet are aligned parallel to magnetic flux generating surfaces of the at least one high-temperature superconductor and the permanent magnet can be moved freely floating back and forth.

Die US 5 710 469 A offenbart ein magnetisches Lagerelement mit einem ersten Lagerteil, das an einer Welle befestigt ist, und mit einem zweiten, ortsfesten Lagerteil, das das erste Lagerteil umgibt. Eines der Lagerteile enthält eine Anordnung von mehreren abwechselnd polarisierten permanentmagnetischen Elementen, zwischen denen ferromagnetische Elemente angeordnet sind, während das andere Lagerteil eine supraleitende Struktur enthält. Die supraleitende Struktur enthält Partikel aus supraleitendem Material, deren jeweilige Korngröße größer ist als die Dicke jedes der permanentmagnetischen Elemente. Zusätzlich sollte die Rotorwelle aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt sein. Die Rotorwelle kann den Lagerteil mit permanentmagnetischen Elementen oder die Struktur mit dem supraleitenden Material enthalten.The US 5,710,469 A discloses a magnetic bearing member having a first bearing member fixed to a shaft and a second stationary bearing member surrounding the first bearing member. One of the bearing parts contains an arrangement of a plurality of alternately polarized permanent magnetic elements, between which ferromagnetic elements are arranged, while the other bearing part contains a superconducting structure. The superconducting structure contains particles of superconducting material whose respective grain size is larger than the thickness of each of the permanent magnetic elements. In addition, the rotor shaft should be made of a non-magnetic material. The rotor shaft may include the bearing part with permanent magnetic elements or the structure with the superconducting material.

Die US 5 747 426 A beschreibt eine Magnetlagerstruktur mit einer supraleitenden Magnetanordnung und einer Permanentmagnetanordnung, wobei ein supraleitendes Magnetelement eine Mehrzahl von Domänen aufweist und wobei das supraleitende Magnetelement derart angeordnet wird, dass mindestens eine Domäne eine C-Achsenvektorausrichtung aufweist, die winkelmäßig relativ zu einer Bezugsachse des magnetischen Elements in der Magnetanordnung angeordnet ist.The US 5 747 426 A describes a magnetic bearing structure having a superconducting magnet assembly and a permanent magnet assembly, wherein a superconducting magnet member has a plurality of domains, and wherein the superconducting magnet member is disposed such that at least one domain has C-axis vector orientation angularly relative to a reference axis of the magnetic member in the Magnet arrangement is arranged.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Trenneinrichtung und ein Verfahren zur trennenden Bearbeitung eines Werkstücks bereitzustellen, die eine große Flexibilität bei der Bearbeitung von Werkstücken ermöglichen.The object of the invention is to provide a separating device and a method for the cutting machining of a workpiece, which allow a great flexibility in the machining of workpieces.

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Erfindungsaspekt für eine Trenneinrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Trenneinrichtung eine Führungseinrichtung, der eine erste Magnetanordnung zugeordnet ist, und ferner ein Bearbeitungsmittel umfasst, das mit wenigstens einer Schneide für eine trennende Werkstückbearbeitung ausgebildet ist und dem eine zweite Magnetanordnung zugeordnet ist, wobei die beiden Magnetanordnungen für eine kontaktlose Übertragung von Stützkräften und Bearbeitungskräften zwischen der Führungseinrichtung und dem Bearbeitungsmittel ausgebildet sind und wobei eine der ersten und zweiten Magnetanordnungen wenigstens einen Magneten, insbesondere Permanentmagneten und die andere der ersten und zweiten Magnetanordnungen wenigstens einen Supraleiter umfasst, wobei die Führungseinrichtung als Antriebseinrichtung ausgebildet ist, die ein beweglich an der Antriebseinrichtung gelagertes Antriebsmittel zur Bereitstellung einer Antriebsbewegung an das Bearbeitungsmittel umfasst, wobei die erste Magnetanordnung dem Antriebsmittel zugeordnet ist.This object is achieved according to a first aspect of the invention for a separating device of the type mentioned above with the features of claim 1. In this case, it is provided that the separating device comprises a guide device, which is associated with a first magnet arrangement, and further comprises a processing means, which is formed with at least one cutting edge for a workpiece cutting machining and to which a second magnet arrangement is assigned, wherein the two magnet arrangements for a contactless transmission in which one of the first and second magnet arrangements comprises at least one magnet, in particular permanent magnets and the other of the first and second magnet arrangements comprises at least one superconductor, wherein the guide device is designed as a drive device, which is movable Drive means mounted on the drive means for providing a drive movement to the processing means, wherein the first magnet arrangement is associated with the drive means.

Bei dem für wenigstens eine der Magnetanordnungen verwendeten Supraleiter handelt es sich vorzugsweise um einen Typ-II-Supraleiter, der auch als Hochtemperatursupraleiter bezeichnet wird und der in der Lage ist, ein während einer Abkühlung auf oder unter seine materialspezifische Sprungtemperatur von außen aufgeprägtes Magnetfeld gewissermaßen zu „speichern”. Durch diese Speicherung des äußeren Magnetfelds wird der Supraleiter in die Lage versetzt, bei Beibehaltung oder fortdauernder Unterschreitung seiner Sprungtemperatur einer Veränderung des äußeren Magnetfelds durch Ausbildung magnetischer Wechselwirkungen mit diesem äußeren Magnetfelds entgegen zu wirken. Dabei steigt die magnetische Wechselwirkung des Supraleiters mit dem äußeren Magnetfeld bei zunehmender Abweichung aus der gespeicherten Position stark an, so dass der Supraleiter zumindest bis zu einem konstruktiv bedingten Kraftniveau und einer damit zusammenhängenden relativen Positionsveränderung gegenüber der Ursprungsposition wieder in die Ursprungsposition zurückkehrt und bei Überschreiten des konstruktivbedingten Kraftniveaus aus der kontaktlosen, magnetischen Kopplung mit dem wenigstens einen Magneten, insbesondere Permanentmagneten entfernt werden kann. Bei dem Magneten kann es sich beispielsweise um eine elektrische Magnetspule oder um einen Permanentmagnet handeln. Grundsätzlich ist für die Ausnutzung der vorstehend angeführten Effekte des Supraleiters kein äußerer elektrischer Strom erforderlich, vielmehr beruhen die magnetischen Wechselwirkungen des Supraleiters mit äußeren magnetischen Feldern auf Wirbelströmen im Supraleitermaterial, die aufgrund des verschwindenden ohmschen Widerstands ohne äußere Energiezufuhr dauerhaft aufrecht erhalten werden.The superconductor used for at least one of the magnet assemblies is preferably a type II superconductor, also referred to as a high temperature superconductor, which is capable of cooling during cooling or to a certain extent to "store" it under its material-specific transition temperature from the outside impressed magnetic field. This storage of the external magnetic field enables the superconductor to counteract a change in the external magnetic field by forming magnetic interactions with this external magnetic field while maintaining or continuously falling below its transition temperature. In this case, the magnetic interaction of the superconductor with the external magnetic field increases sharply with increasing deviation from the stored position, so that the superconductor at least up to a constructive force level and a related relative change in position relative to the original position returns to the original position and at the exceeding constructive force levels from the contactless, magnetic coupling with the at least one magnet, in particular permanent magnet can be removed. The magnet may, for example, be an electrical magnetic coil or a permanent magnet. Basically, no external electrical current is required for the utilization of the above-mentioned effects of the superconductor, but rather the magnetic interactions of the superconductor with external magnetic fields are based on eddy currents in the superconductor material, which are permanently maintained due to the vanishing ohmic resistance without external energy supply.

Beispielhaft kann die Führungseinrichtung als Griffelement ausgebildet sein, das von einem Benutzer mit wenigstens einer Hand ergriffen werden kann, um das kontaktlos gegenüber der Führungseinrichtung gelagerte Bearbeitungsmittel für eine Durchführung eines Schneidvorgangs führen zu können. Hierbei ist keine Einkopplung einer Relativbewegung zwischen Führungseinrichtung und Bearbeitungsmittel vorgesehen, vielmehr wird das Bearbeitungsmittel vom Benutzer in der Art eines Messers, insbesondere in der Art eines Hobels oder Skalpells, relativ zu einem zu schneidenden Schneidobjekt geführt, wobei eine Kraftübertragung zwischen der Führungseinrichtung und dem Bearbeitungsmittel kontaktlos erfolgt. Exemplarisch ist vorgesehen, dass die Führungseinrichtung mit einer als Supraleiter ausgebildeten ersten Magneteinrichtung versehen ist und eine Isolations- und/oder Kühleinrichtung für den Supraleiter umfasst. In diesem Fall kann das Bearbeitungsmittel mit dem wenigstens einen Magneten ausgerüstet werden, der einen Betrieb des Bearbeitungsmittels auf einem nahezu beliebigen Temperaturniveau ermöglicht. Sofern es sich bei dem Magneten um einen Permanentmagneten handelt, kann dieser typischerweise bis zu Temperaturen von 150 Grad Celsius betrieben werden, ohne dass die permanentmagnetischen Eigenschaften maßgeblich beeinträchtigt werden. Bei einer Ausgestaltung des Magneten als Magnetspule kann eine lokale Energiequelle am Bearbeitungsmittel angebracht oder in diesem integriert werden, beispielsweise ein Akkumulator oder ein Superkondensator. Besonders bevorzugt ist eine kontaktlose, insbesondere induktive oder optische, Einkopplung von Energie in das Bearbeitungsmittel vorgesehen, um die elektrische Energie zum Betrieb der Magnetspule ohne mechanische Verbindung zwischen Führungseinrichtung und Bearbeitungsmittel bereitstellen zu können. Hierzu können im Falle einer induktiven Energieeinkopplung sowohl an der Führungseinrichtung wie auch am Bearbeitungsmittel jeweils Koppelspulen vorgesehen werden, die für eine Aussendung bzw. einen Empfang eines elektromagentischen Wechselfelds ausgebildet sind. Im Fall einer optischen Energieeinkopplung weist die Führungseinrichtung eine optische Quelle, insbesondere eine Laserquelle auf, während am Bearbeitungsmittel ein optischer Empfänger und eine nachgeschaltete Wandlereinrichtung angeordnet sind, so dass die bereitgestellte optische Energie in elektrische Energie für die Magnetspule gewandelt werden kann.By way of example, the guide device can be designed as a grip element that can be grasped by a user with at least one hand in order to be able to guide the processing means, which are mounted contactlessly with respect to the guide device, for carrying out a cutting operation. In this case, no coupling in of a relative movement between guide device and processing means is provided, but the processing means is guided by the user in the manner of a knife, in particular in the manner of a planer or scalpel relative to a cutting object to be cut, wherein a force transmission between the guide means and the processing means contactless takes place. By way of example, it is provided that the guide device is provided with a first magnetic device designed as a superconductor and comprises an insulation and / or cooling device for the superconductor. In this case, the processing means can be equipped with the at least one magnet, which allows operation of the processing means at almost any temperature level. If the magnet is a permanent magnet, it can typically be operated up to temperatures of 150 degrees Celsius without the permanent magnetic properties being significantly impaired. In one embodiment of the magnet as a magnetic coil, a local energy source can be attached to or integrated in the processing means, for example an accumulator or a supercapacitor. Particular preference is given to a contactless, in particular inductive or optical, coupling of energy into the processing means in order to be able to provide the electrical energy for operating the magnetic coil without a mechanical connection between the guide device and the processing means. For this purpose, in the case of an inductive energy coupling, coupling coils can be provided both on the guide device and on the machining means, which coupling coils are designed for transmitting or receiving an electromagnetic alternating field. In the case of an optical energy coupling, the guide means comprises an optical source, in particular a laser source, while the processing means, an optical receiver and a downstream transducer means are arranged so that the optical energy provided can be converted into electrical energy for the magnetic coil.

Bei der wenigstens einen Schneide des Bearbeitungsmittels handelt es sich vorzugsweise um eine geometrisch bestimmte Schneide, wie dies beispielsweise bei einem Sägezahn der Fall ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Bearbeitungsmittel eine Vielzahl von Schneiden, insbesondere geometrisch unbestimmten Schneiden, aufweist, wie dies im Falle von Schleifmitteln, insbesondere bei Schleifpapier, der Fall ist.The at least one cutting edge of the processing means is preferably a geometrically determined cutting edge, as is the case, for example, with a sawtooth. Alternatively, it can be provided that the processing means has a plurality of cutting edges, in particular geometrically indefinite cutting edges, as is the case in the case of abrasives, in particular with abrasive paper.

Aufgrund der magnetischen Wechselwirkungen zwischen den beiden Magnetanordnungen, von denen wenigstens eine einen Supraleiter und wenigstens eine einen Magneten, insbesondere Permanentmagneten umfasst, können sowohl die Kräfte zur Positionierung des Bearbeitungsmittels in einer vorgegebenen räumlichen Lage als auch die Kräfte zur Bewegung des Bearbeitungsmittels in kontaktloser Weise übertragen werden. Gegebenenfalls kann zusätzlich vorgesehen werden, die räumliche Lage des Bearbeitungsmittels gegenüber der Führungseinrichtung durch zusätzliche Einrichtungen in kontaktloser Weise zu beeinflussen.Due to the magnetic interactions between the two magnet arrangements, of which at least one comprises a superconductor and at least one magnet, in particular permanent magnets, both the forces for positioning the processing means in a predetermined spatial position and the forces for moving the processing means can be transmitted in a contactless manner become. Optionally, it may additionally be provided to influence the spatial position of the processing means relative to the guide device by means of additional devices in a contactless manner.

Bei diesen zusätzlichen Einrichtungen kann es sich beispielsweise um zeitweilig aktivierbare Magnetspulen und/oder örtlich verlagerbare Permanentmagnete und/oder örtlich verlagerbare Supraleiterelemente handeln. Ergänzend oder alternativ können mehrere Bearbeitungsmittel an der gleichen Führungseinrichtung angeordnet sein, so dass durch die Bewegung der Führungseinrichtung zeitgleich und synchron mehrere Schneidebewegungen mit Hilfe der mehreren Bearbeitungsmittel durchgeführt werden können.These additional devices may be, for example, temporarily activatable magnetic coils and / or locally displaceable permanent magnets and / or locally displaceable superconducting elements. Additionally or alternatively, a plurality of processing means may be arranged on the same guide means, so that by the movement of the guide means simultaneously and synchronously several cutting movements can be performed by means of the plurality of processing means.

Bei der Antriebseinrichtung kann es sich um einen elektrischen oder fluidischen Antrieb handeln, der am Antriebsmittel eine Rotationsbewegung und/oder eine Translationsbewegung bereitstellt. Beispielhaft ist die Antriebseinrichtung als Elektromotor oder als Pneumatikzylinder oder Druckluftturbine ausgebildet. Das Antriebsmittel führt die Antriebsbewegung in Relation zu einem ortsfesten Teil der Antriebseinrichtung, beispielsweise einem Stator, der in einem Antriebsgehäuse aufgenommen ist, durch. Beispielhaft ist das Antriebsmittel als Antriebswelle eines Elektromotors oder einer Druckluftturbine oder als Kolbenstange eines Pneumatikzylinders ausgebildet. Mit dem Antriebsmittel kann insbesondere eine Oszillationsbewegung des Bearbeitungsmittels gegenüber der Antriebseinrichtung hervorgerufen werden. durch eine Überlagerung einer Bewegung der Antriebseinrichtung mit der Relativbewegung des Antriebsmittels gegenüber der Antriebseinrichtung ergibt sich für das Bearbeitungsmittel eine überlagerte Bearbeitungsbewegung. Besonders vorteilhaft kann vorgesehen werden, dass das Antriebsmittel zusätzlich eine Antriebsbewegung als Überlagerung wenigstens zweier Relativbewegungen, beispielsweise einer Rotationsbewegung und einer Translationsbewegung, durchführt. Hierdurch kann in Abhängigkeit von der Geometrie der wenigstens einen am Bearbeitungsmittel ausgebildeten Schneide eine besonders vorteilhafte Schneidbewegung durchgeführt werden. The drive device may be an electric or fluidic drive which provides a rotational movement and / or a translatory movement on the drive means. By way of example, the drive device is designed as an electric motor or as a pneumatic cylinder or compressed air turbine. The drive means carries out the drive movement in relation to a fixed part of the drive device, for example a stator, which is accommodated in a drive housing. By way of example, the drive means is designed as a drive shaft of an electric motor or a compressed air turbine or as a piston rod of a pneumatic cylinder. In particular, an oscillating movement of the processing means relative to the drive device can be brought about with the drive means. by a superposition of a movement of the drive means with the relative movement of the drive means relative to the drive means results for the processing means a superimposed machining movement. Particularly advantageous may be provided that the drive means additionally performs a drive movement as a superposition of at least two relative movements, for example a rotational movement and a translational movement. In this way, depending on the geometry of the at least one cutting edge formed on the processing means, a particularly advantageous cutting movement can be carried out.

Zweckmäßig ist es, wenn der wenigstens eine Supraleiter der ersten oder zweiten Magnetanordnung auf einen Feldlinienverlauf des wenigstens einen Magneten, insbesondere Permanentmagneten der ersten oder zweiten Magnetanordnung abgestimmt ist, um eine in allen Raumrichtungen ortsfeste Kopplung der ersten und zweiten Magnetanordnung zu gewährleisten. Bei einer solchen Ausgestaltung der Trenneinrichtung ist eine räumliche Lage des Bearbeitungsmittels gegenüber der Führungseinrichtung, insbesondere dem Antriebsmittel, eindeutig festgelegt, sämtliche hierzu erforderlichen Kräfte werden durch die magnetischen Wechselwirkungen zwischen den beiden Magnetanordnungen bereitgestellt. Zusätzliche Mittel zur Festlegung der räumlichen Lage des Bearbeitungsmittels sind nicht erforderlich, so dass die beiden Magnetanordnungen eine ausschließliche Kopplungswirkung für das Bearbeitungsmittel gegenüber der Führungseinrichtung, insbesondere dem Antriebsmittel, aufweisen. Eine gewisse Unschärfe für die räumliche Lage des Bearbeitungsmittels gegenüber der Führungseinrichtung, insbesondere dem Antriebsmittel, ist dadurch bedingt, dass die magnetischen Wechselwirkungen zwischen dem wenigstens einen Supraleiter und dem wenigstens einen Magneten, insbesondere Permanentmagneten der beiden Magnetanordnungen in derjenigen räumlichen Lage, für die der wenigstens eine Supraleiter „programmiert” wurde, am geringsten sind und mit zunehmenden Abweichungen von dieser räumlichen Lage stark zunehmen. Hierdurch ergibt sich eine gewisse Variabilität in der räumlichen Lage des Bearbeitungsmittels gegenüber der Führungseinrichtung, insbesondere dem Antriebsmittel, die als Elastizität bezeichnet werden kann, wenngleich aufgrund der kontaktlosen Kopplung zwischen den beiden Magnetanordnungen keine elastischen Mittel eingesetzt werden, um diese Unschärfe für die räumliche Lage zu gewährleisten. Diese Unschärfe ist für manche Trennvorgänge vorteilhaft, beispielsweise wenn ein Trennvorgang entlang einer Grenzfläche zwischen Materialbereichen des Werkstücks mit unterschiedlicher Härte oder Zähigkeit durchgeführt werden soll, da für diesen Fall ein automatisches Ausweichen des Bearbeitungsmittels stattfinden kann, ohne dass hierfür eine aufwändige Regelung des Trennvorgangs erforderlich wäre. Insbesondere in Kombination mit einer durch die konstruktive Ausgestaltung der beiden Magnetanordnungen begrenzten Maximalkraft für die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Bearbeitungsmittel und der Führungseinrichtung, insbesondere dem Antriebsmittel, lässt sich gewährleisten, dass Beschädigungen am Bearbeitungsmittel, an der Führungseinrichtung, insbesondere am Antriebsmittel, und/oder am Werkstück während des Trennvorgangs weitgehend vermieden werden können.It is expedient if the at least one superconductor of the first or second magnet arrangement is tuned to a field line course of the at least one magnet, in particular permanent magnet of the first or second magnet arrangement, in order to ensure a stationary coupling of the first and second magnet arrangement in all spatial directions. In such an embodiment of the separating device, a spatial position of the processing means relative to the guide device, in particular the drive means, clearly defined, all forces required for this purpose are provided by the magnetic interactions between the two magnet assemblies. Additional means for determining the spatial position of the processing means are not required, so that the two magnet arrangements have an exclusive coupling action for the processing means relative to the guide means, in particular the drive means. A certain blur for the spatial position of the processing means relative to the guide means, in particular the drive means, is due to the fact that the magnetic interactions between the at least one superconductor and the at least one magnet, in particular permanent magnets of the two magnet arrangements in the spatial position for which the at least a superconductor has been "programmed", are the least and will increase sharply with increasing deviations from this spatial location. This results in a certain variability in the spatial position of the processing means relative to the guide means, in particular the drive means, which can be referred to as elasticity, although no elastic means are used due to the contactless coupling between the two magnet assemblies to this blur for the spatial position guarantee. This blurring is advantageous for some separation processes, for example, when a separation process along an interface between material areas of the workpiece with different hardness or toughness is to be performed, since in this case, an automatic evasion of the processing means can take place without requiring a complex control of the separation process would be required , In particular, in combination with a limited by the structural design of the two magnet assemblies maximum force for the magnetic interaction between the processing means and the guide means, in particular the drive means, can ensure that damage to the processing means, on the guide means, in particular on the drive means, and / or Workpiece can be largely avoided during the separation process.

Vorteilhaft ist es, wenn die Antriebseinrichtung mehrere Antriebsmittel umfasst, die für eine Bereitstellung unterschiedlicher Antriebsbewegungen an das Bearbeitungsmittel ausgebildet sind. Exemplarisch kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung ein Antriebsmittel zur Bereitstellung einer translatorischen Bewegung und ein weiteres Antriebsmittel zur Bereitstellung einer rotatorischen Bewegung umfasst, die jeweils mit einer ersten Magnetanordnung versehen sind und die gemeinsam auf die zweite Magnetanordnung des Bearbeitungsmittels einwirken, um am Bearbeitungsmittel eine Überlagerung der beiden Bewegungen zu bewirken. Beispielsweise ist es für einen Sägevorgang bekannt, eine Überlagerung der translatorisch reversierenden Sägebewegung mit einer quer zur Sägebewegung ausgerichteten, ebenfalls translatorisch reversierenden Hubbewegung vorzusehen, wobei im Falle der Trenneinrichtung vorgesehen werden kann, die beiden quer zueinander ausgerichteten Translationsbewegungen kinematisch unabhängig voneinander durch die beiden Antriebsmittel auf das Bearbeitungsmittel einzukoppeln und in Abhängigkeit vom durchzuführenden Trennvorgang hinsichtlich der jeweils gewählten Oszillationsfrequenz und der Amplitude der Oszillation zu variieren.It is advantageous if the drive device comprises a plurality of drive means which are designed to provide different drive movements to the processing means. By way of example, it can be provided that the drive device comprises a drive means for providing a translational movement and a further drive means for providing a rotational movement, which are each provided with a first magnet arrangement and which act together on the second magnet arrangement of the processing means to superimpose on the processing means to effect the two movements. For example, it is known for a sawing process to provide a superposition of the translationally reversing saw movement with a transverse to the sawing motion, also translationally reversing stroke movement, which can be provided in the case of the separating device, the two transversely aligned translational movements kinematically independent of each other by the two drive means to couple the processing means and to vary depending on the separation process to be carried out with respect to the selected oscillation frequency and the amplitude of the oscillation.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Antriebsmittel mit zugeordneten ersten Magnetanordnungen sowie ein Antriebsmittel mit einer auf die ersten Magnetanordnungen abgestimmten zweiten Magnetanordnung vorgesehen sind, die bei der Durchführung der Antriebsbewegungen zumindest einen statisch unbestimmten Zustand aufweisen. Bei einer mechanischen Kopplung zwischen den Antriebsmitteln und dem Bearbeitungsmittel gemäß dem Stand der Technik muss darauf geachtet werden, dass in keiner Phase der Relativbewegungen zwischen den Antriebsmitteln und dem Bearbeitungsmittel ein statisch unbestimmter Zustand auftritt. Alternativ müssen bei einer mechanischen Kopplung zwischen den Antriebsmitteln und dem Bearbeitungsmittel gemäß dem Stand der Technik zur Vermeidung eines statisch unbestimmten Zustands geeignete elastische Kopplungsmittel zwischen den Antriebsmitteln und dem Bearbeitungsmittel eingesetzt werden, die erheblichen Verschleißerscheinungen unterworfen sein können. Demgegenüber können aufgrund der elastischen Eigenschaften für die magnetische Kopplung zwischen den Magnetanordnungen auch Antriebsbewegungen stattfinden, die bei mechanischer Kopplung zu statisch unbestimmten Zuständen führen würden. Hierdurch können die jeweiligen Antriebseinrichtungen gegebenenfalls einfacher aufgebaut werden und/oder es werden Bewegungen des Bearbeitungsmittels gegenüber den Antriebsmitteln ermöglicht, die bei einer Verwendung von mechanischen Kopplungen nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand zu realisieren wären.It is preferably provided that at least two drive means are provided with associated first magnet arrangements, and a drive means with a second magnet arrangement tuned to the first magnet arrangements are provided have at least one statically indeterminate state when carrying out the drive movements. In a mechanical coupling between the drive means and the processing means according to the prior art, care must be taken that in any phase of the relative movements between the drive means and the processing means, a statically indeterminate condition occurs. Alternatively, in a mechanical coupling between the drive means and the prior art machining means for avoiding a statically indeterminate condition, suitable elastic coupling means must be used between the drive means and the machining means, which may be subject to considerable wear. On the other hand, due to the elastic properties for the magnetic coupling between the magnet arrangements, driving movements can take place which, if mechanically coupled, would lead to statically indeterminate states. As a result, the respective drive devices can possibly be simpler in construction and / or movements of the processing means with respect to the drive means are made possible, which would not be possible or only with great effort if mechanical couplings were used.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung an einem Maschinengestell angeordnet ist, das eine Halteeinrichtung umfasst, die für eine Abstützung eines Werkstücks ausgebildet ist. Rein exemplarisch ist hierfür eine Tischsäge zu nennen, bei der die Antriebseinrichtung an einem Tisch angebracht ist und das Bearbeitungsmittel in einer Ausrichtung gegenüber einer Tischfläche angeordnet ist, die ein Auflegen und Zuführen des Werkstücks an das Bearbeitungsmittel für die Durchführung des Trennvorgangs ermöglicht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Maschinengestell ein Raumvolumen zumindest nahezu vollständig umschließt, in dem das Bearbeitungsmittel angeordnet ist und der Trennvorgang durchgeführt wird, während die Antriebseinrichtung außerhalb dieses Raumvolumens am Maschinengestell angebracht ist. Hierdurch wird beispielsweise die Verarbeitung von Werkstücken aus wertvollen Materialien erleichtert, bei denen die während des Trennvorgangs anfallenden Materialpartikel wie beispielsweise Sägespäne möglichst vollständig aufgefangen werden sollen.In an advantageous development of the invention it is provided that the drive device is arranged on a machine frame, which comprises a holding device, which is designed for a support of a workpiece. By way of example, this is a table saw, in which the drive device is mounted on a table and the processing means is arranged in an orientation relative to a table surface, which allows laying and feeding the workpiece to the processing means for performing the separation process. It is particularly advantageous if the machine frame at least almost completely encloses a volume of space in which the processing means is arranged and the separation process is carried out, while the drive device is mounted outside of this volume on the machine frame. As a result, for example, the processing of workpieces made of valuable materials is facilitated, in which the resulting during the separation process material particles such as sawdust to be completely absorbed as possible.

Zweckmäßig ist es, wenn der Antriebseinrichtung eine Stützeinrichtung für eine Abstützung des Bearbeitungsmittels zugeordnet ist, wobei die Stützeinrichtung eine dritte Magnetanordnung umfasst und dem Bearbeitungsmittel eine vierte Magnetanordnung zugeordnet ist und wobei die dritte Magnetanordnung und die vierte Magnetanordnung für eine kontaktlose Kraftübertragung zwischen der Stützeinrichtung und dem Bearbeitungsmittel ausgebildet sind und wobei eine der dritten und vierten Magnetanordnungen wenigstens einen Magneten, insbesondere Permanentmagneten und die andere der dritten und vierten Magnetanordnungen wenigstens einen Supraleiter umfasst. Die Stützeinrichtung kann beispielsweise vorgesehen sein, um eine möglichst präzise Führung des Bearbeitungsmittels während der Durchführung des Trennvorgangs zu gewährleisten. In diesem Fall ist davon auszugehen, dass zwischen dem Antriebsmittel und der Stützeinrichtung ein erheblicher Abstand eingehalten ist und dass das Bearbeitungsmittel während der Durchführung des Trennvorgangs eine translatorische und/oder rotatorische Relativbewegung gegenüber der Stützeinrichtung durchführt.It is expedient if the drive device is associated with a support device for supporting the processing means, wherein the support means comprises a third magnet arrangement and the processing means is associated with a fourth magnet arrangement and wherein the third magnet arrangement and the fourth magnet arrangement for a contactless power transmission between the support means and the Machining means are formed and wherein one of the third and fourth magnet arrangements at least one magnet, in particular permanent magnet and the other of the third and fourth magnet arrangements comprises at least one superconductor. The support means may be provided, for example, to ensure the most accurate possible guidance of the processing means during the performance of the separation process. In this case, it can be assumed that a considerable distance is maintained between the drive means and the support means and that the processing means performs a translatory and / or rotational relative movement with respect to the support means during the performance of the separation process.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Supraleiter der dritten oder vierten Magnetanordnung auf einen Feldlinienverlauf des wenigstens einen Magneten, insbesondere Permanentmagneten der dritten oder vierten Magnetanordnung abgestimmt ist, um eine bewegliche Kopplung der dritten und vierten Magnetanordnungen mit einem, insbesondere genau einem, Freiheitsgrad der Bewegung zu gewährleisten. Beispielhaft kann die Stützeinrichtung als Drehgelenk ausgebildet sein, so dass mit Hilfe des Antriebsmittels eine Schwenkbewegung auf das Bearbeitungsmittel eingeleitet wird, wobei eine Drehachse für diese Schwenkbewegung durch die Stützeinrichtung verläuft oder unmittelbar benachbart zu dieser angeordnet ist.It is preferably provided that the at least one superconductor of the third or fourth magnet arrangement is tuned to a field line characteristic of the at least one magnet, in particular permanent magnet of the third or fourth magnet arrangement, to a movable coupling of the third and fourth magnet arrangements with one, in particular exactly one, degree of freedom To ensure movement. By way of example, the support means may be formed as a hinge, so that by means of the drive means a pivoting movement is introduced to the processing means, wherein a rotation axis for this pivoting movement passes through the support means or is disposed immediately adjacent thereto.

Vorteilhaft ist es, wenn das Bearbeitungsmittel aus der zweiten Magnetanordnung, insbesondere ausschließlich aus supraleitendem Material oder permanentmagnetischem Material, besteht. Hierdurch lässt sich eine besonders kompakte Gestaltung des Bearbeitungsmittels erzielen, da das gesamte Volumen des Bearbeitungsmittels als Magnetanordnung dient und gleichzeitig die wenigstens eine Schneide bildet.It is advantageous if the processing means consists of the second magnet arrangement, in particular exclusively of superconducting material or permanent magnetic material. This makes it possible to achieve a particularly compact design of the processing means, since the entire volume of the processing means serves as a magnet arrangement and at the same time forms the at least one cutting edge.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Bearbeitungsmittel vorgesehen, die relativbeweglich zueinander gelagert sind und die jeweils eine zweite Magnetanordnung für eine kraftübertragende Kopplung mit einer ersten Magnetanordnung eines jeweils zugeordneten Antriebsmittels umfassen.In an advantageous embodiment of the invention, a plurality of processing means are provided, which are mounted relative to each other movable and each comprising a second magnet arrangement for a force-transmitting coupling with a first magnet arrangement of a respective associated drive means.

Die Aufgabe der Erfindung wird für ein Verfahren zur trennenden Bearbeitung eines Werkstücks unter Verwendung einer Trenneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Dabei umfasst das Verfahren die Schritte: Einbringen einer Ausnehmung in ein Werkstück, die zur Aufnahme des Bearbeitungsmittels ausgebildet ist und Bereitstellen des Bearbeitungsmittels in der Ausnehmung sowie Einleiten einer Antriebsbewegung auf das Bearbeitungsmittel derart, dass das Bearbeitungsmittel während einer Verfahrbewegung der Antriebseinrichtung längs eines Bearbeitungspfads eine kanalförmige Ausnehmung im Werkstück ausbildet. Dabei kann vorgesehen werden, dass die Ausnehmung im Werkstück unmittelbar mit dem Bearbeitungsmittel hergestellt wird oder durch ein anderes Trennwerkzeug, das beispielsweise für einen Trennvorgang durch eine Oberfläche des Werkstücks ausgebildet ist, die sich von einem inneren Bereich des Werkstücks unterscheidet, der im Nachgang mit Hilfe des Bearbeitungsmittels bearbeitet werden soll. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Trenneinrichtung auch zur Erstellung der Ausnehmung genutzt wird und in einem durchgehenden Arbeitsvorgang auch der nachfolgende Trennvorgang vorgenommen wird.The object of the invention is achieved for a method for the parting machining of a workpiece using a separating device according to one of claims 1 to 9 having the features of claim 10. In this case, the method comprises the steps of: introducing a recess into a workpiece, which is designed to accommodate the processing means and providing the processing means in the recess and introducing a Drive movement on the processing means such that the processing means forms a channel-shaped recess in the workpiece during a movement of the drive means along a machining path. It can be provided that the recess in the workpiece is made directly with the processing means or by another cutting tool, which is formed for example for a separation process by a surface of the workpiece, which differs from an inner region of the workpiece, the subsequent with the help of the processing means to be processed. Alternatively it can be provided that the separating device is also used to create the recess and in a continuous operation and the subsequent separation process is performed.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the drawing. Hereby shows:

1 eine schematische Seitenansicht einer Trenneinrichtung, die in der Art einer Stichsäge ausgebildet ist, 1 a schematic side view of a separating device which is designed in the manner of a jigsaw,

2 eine schematische Seitenansicht einer Trenneinrichtung, die in der Art eines Trennschleifers oder einer Kreissäge ausgebildet ist, 2 a schematic side view of a separating device which is formed in the manner of a cutting grinder or a circular saw,

3 eine schematische Unteransicht einer Trenneinrichtung, die zwei voneinander unabhängige Antriebseinrichtungen zum Antrieb eines balkenartig ausgebildeten Messers aufweist, 3 a schematic bottom view of a separating device, which has two independent drive means for driving a bar-like knife,

4 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Trenneinrichtung, bei der sowohl eine Antriebseinrichtung als auch eine Stützeinrichtung vorgesehen sind, 4 FIG. 2 a schematic side view of a further embodiment of a separating device, in which both a drive device and a support device are provided, FIG.

5 eine schematische Unteransicht auf ein Handgerät gemäß der 4, das die Antriebseinrichtung und die Stützeinrichtung umfasst, und 5 a schematic bottom view of a handset according to the 4 comprising the drive means and the support means, and

6 eine schematische Draufsicht auf ein Bearbeitungsmittel, das mehrere Abschnitte aus supraleitendem Material umfasst und an einer Stirnseite mit Zähnen für die Durchführung eines Trennvorgangs ausgestattet ist. 6 a schematic plan view of a processing means comprising a plurality of sections of superconducting material and is provided on a front side with teeth for performing a separation process.

Eine in der 1 dargestellte erste Ausführungsform einer Trenneinrichtung 1 ist in der Art einer Stichsäge ausgebildet und umfasst eine Antriebseinrichtung 2 sowie ein kontaktlos mit der Antriebseinrichtung 2 gekoppeltes, exemplarisch als Sägeblatt ausgestattetes Bearbeitungsmittel 3. Die Trenneinrichtung 1 ist beispielhaft für eine Anbringung an einem nicht dargestellten Roboterarm eines Industrieroboters vorgesehen. Dabei kann durch Zufuhr von Energie an die Antriebseinrichtung 2 eine lineare Oszillationsbewegung eines der Antriebseinrichtung 2 zugehörigen Antriebsmittels 4 bewirkt werden, bei dem es sich beispielsweise um eine Kolbenstange eines nicht dargestellten Pneumatikzylinders oder um eine Koppelstange eines nicht dargestellten elektrischen Kurbeltriebs handelt. Um die Oszillationsbewegung des Antriebsmittels 4 kontaktlos auf das Bearbeitungsmittel 3 übertragen zu können, ist eine Magnetkupplung 5 vorgesehen, die eine dem Antriebsmittel 4 zugehörige erste Magnetanordnung 6 und eine dem Bearbeitungsmittel 3 zugeordnete zweite Magnetanordnung 7 umfasst. Exemplarisch ist vorgesehen, dass die erste Magnetanordnung 6 einen nicht näher dargestellten Supraleiter umfasst, der auf oder unter seine materialspezifische Sprungtemperatur abgekühlt wird und während des Abkühlungsvorgangs mit dem Magnetfeld der zweiten Magnetanordnung 7 beaufschlagt wird, die eine nicht näher dargestellte Permanentmagnetanordnung umfasst. Hierdurch werden bei nachfolgender Aufrechterhaltung oder weiterer Unterschreitung der materialspezifischen Sprungtemperatur des Supraleiters magnetische Wechselwirkungen zwischen den beiden Magnetanordnungen 6, 7 ermöglicht, durch die das Bearbeitungsmittel 3 eine während des Abkühlungsvorgangs vorgegebene räumliche Anordnung gegenüber dem Antriebsmittel 4 einnimmt und beibehält, ohne dass hierfür weitere Abstützungsmaßnahmen erforderlich sind.One in the 1 illustrated first embodiment of a separator 1 is formed in the manner of a jigsaw and includes a drive device 2 and a contactless with the drive device 2 coupled, equipped as a saw blade processing means 3 , The separator 1 is exemplary provided for attachment to a not shown robotic arm of an industrial robot. In this case, by supplying energy to the drive device 2 a linear oscillation movement of one of the drive means 2 associated drive means 4 be effected, which is, for example, a piston rod of a pneumatic cylinder, not shown, or a coupling rod of an electric crank drive, not shown. To the oscillatory motion of the drive means 4 contactless on the processing means 3 To be able to transfer is a magnetic coupling 5 provided, the one the drive means 4 associated first magnet arrangement 6 and a processing means 3 associated second magnet arrangement 7 includes. By way of example, it is provided that the first magnet arrangement 6 a superconductor, not shown, which is cooled to or below its material-specific transition temperature and during the cooling process with the magnetic field of the second magnet arrangement 7 is acted upon, comprising a non-illustrated permanent magnet assembly. As a result, in the subsequent maintenance or further undershooting of the material-specific transition temperature of the superconductor magnetic interactions between the two magnet assemblies 6 . 7 allows, through which the processing means 3 a predetermined during the cooling process spatial arrangement relative to the drive means 4 occupies and maintains without the need for further support measures.

Die Trenneinrichtung 1 kann auch ohne eine Relativbewegung des Antriebsmittels 4 gegenüber der Antriebseinrichtung 2 betrieben werden, indem die gesamte Trenneinrichtung 1 relativ zu einem nicht dargestellten Schneidobjekt bewegt wird und allein durch diese Relativbewegung die gewünschte Schneidfunktion durch das Bearbeitungsmittel 3 bewirkt wird. Sofern die Trenneinrichtung 1 ausschließlich in dieser Weise betrieben werden soll, kann auch vollständig auf das Antriebsmittel 4 verzichtet werden.The separator 1 can also without a relative movement of the drive means 4 opposite the drive device 2 be operated by the entire separator 1 is moved relative to a cutting object, not shown, and only by this relative movement, the desired cutting function by the processing means 3 is effected. If the separator 1 can be operated exclusively in this way, can also completely on the drive means 4 be waived.

Rein exemplarisch ist die Trenneinrichtung 1 für eine Verwendung in einer Umgebung vorgesehen, in der Temperaturen vorherrschen, die unterhalb der Sprungtemperatur des Supraleiters liegen. Sofern ein Betrieb in einer Umgebung vorgesehen sein sollte, in der Temperaturen oberhalb der Sprungtemperatur des Supraleiters vorherrschen, kann beispielhaft vorgesehen sein, eine Kühleinrichtung in die Antriebseinrichtung 2 zu integrieren, die die dem Antriebsmittel 4 zugeordnete Magnetanordnung 6 mit dem Supraleiter dauerhaft kühlen kann.By way of example, the separation device 1 intended for use in an environment in which temperatures prevail that are below the critical temperature of the superconductor. If an operation should be provided in an environment in which prevail temperatures above the critical temperature of the superconductor, can be provided by way of example, a cooling device in the drive device 2 to integrate that the the drive means 4 associated magnet arrangement 6 can cool permanently with the superconductor.

Da während der Durchführung eines Trennvorgangs auch äußere Kräfte auf das Bearbeitungsmittel 3 einwirken, können Abweichungen der räumlichen Anordnung des Bearbeitungsmittels 3 gegenüber dem Antriebsmittel 4 eintreten. Diese Abweichungen oder Auslenkungen des Bearbeitungsmittels mit der daran angebrachten zweiten Magnetanordnung gegenüber der ersten Magnetanordnung sind innerhalb eines konstruktiv vorgegebenen Kraftbereichs reversibel, so dass das Bearbeitungsmittel 3 bei Reduzierung der äußeren Kräfte wieder in die vorgegebene räumliche Anordnung zurückkehren kann. Sollten hingegen die äußeren Kräfte den konstruktiv vorgegebenen Kraftbereich überschreiten, kommt es zu einem Ablösevorgang für das Bearbeitungsmittel 3, so dass zumindest zeitweilig keine weitere Krafteinleitung vom Antriebsmittel 4 erfolgen kann. Dieser Ablösevorgang ist jedoch reversibel und kann durch neuerliche Annäherung des Bearbeitungsmittels 3 an das Antriebsmittel 4 wieder aufgehoben werden, so dass danach wieder die gewünschte magnetische Kopplung zwischen den beiden Magnetanordnungen 6, 7 vorliegt. Rein exemplarisch ist bei der Trenneinrichtung 1 gemäß der 1 die nicht näher dargestellte Permanentmagnetanordnung in der zweiten Magnetanordnung 7 derart ausgebildet, dass eine vollständige räumliche Festlegung des Bearbeitungsmittels 3 gegenüber dem Antriebsmittel 4 gewährleistet ist und abgesehen von den vorstehend ausgeführten Elastizitätseigenschaften kein Freiheitsgrad der Bewegung zwischen Bearbeitungsmittel 3 und Antriebsmittel 4 vorliegt.Since during the execution of a separation process also external forces on the processing means 3 can act, deviations of the spatial arrangement of the processing means 3 opposite the drive means 4 enter. These deviations or deflections of the processing means with the attached second Magnet arrangement relative to the first magnet arrangement are reversible within a structurally predetermined force range, so that the processing means 3 when reducing the external forces can return to the given spatial arrangement again. If, on the other hand, the external forces exceed the design-dictated force range, a detachment process occurs for the processing means 3 , so that at least temporarily no further force from the drive means 4 can be done. However, this detachment process is reversible and can by re-approaching the processing means 3 to the drive means 4 be canceled again, so that afterwards the desired magnetic coupling between the two magnet arrangements 6 . 7 is present. Purely exemplary is the separator 1 according to the 1 the non-illustrated permanent magnet arrangement in the second magnet arrangement 7 designed such that a complete spatial definition of the processing means 3 opposite the drive means 4 is guaranteed and apart from the elasticity properties outlined above no degree of freedom of movement between processing means 3 and drive means 4 is present.

Bei der in der 2 dargestellten zweiten Ausführungsform einer Trenneinrichtung 21 sind die beiden Magnetanordnungen 26, 27 prinzipiell in gleicher Weise wie bei der Trenneinrichtung 1 gemäß der 1 beschaffen, so dass ebenfalls eine vollständige räumliche Festlegung des Bearbeitungsmittels 23 gegenüber dem Antriebsmittel 24 gewährleistet ist. Hiermit wird auch eine kontaktlose Drehmomentübertragung vom Antriebsmittel 24 auf das Bearbeitungsmittel 23 ermöglicht, da die Antriebseinrichtung 22 der Trenneinrichtung 21 für eine Bereitstellung einer Rotationsbewegung an das Antriebsmittel 24 vorgesehen ist. Beispielhaft ist die Magnetanordnung 27 des Bearbeitungsmittels 23 vollständig von einer Beschichtung aus einem Schleifmaterial umgeben, so dass das Bearbeitungsmittel 23 wahlweise in der Art einer Schleifscheibe oder in der Art einer Trennscheibe genutzt werden kann. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform des Bearbeitungsmittels weist dieses einen erheblich größeren Durchmesser als das Antriebsmittel 24 auf und ist zumindest in einem äußeren Umfangsbereich erheblich dünner als das schematisch in der 2 dargestellte Bearbeitungsmittel 23, so dass das nicht dargestellte Bearbeitungsmittel in der Art eines Kreissägeblatt eingesetzt werden kann. Die Trenneinrichtung 21 kann ebenfalls für eine Festlegung an einem nicht dargestellten Roboterarm eines Industrieroboters vorgesehen sein und ist in gleicher Weise wie die Trenneinrichtung 1 für eine Verwendung in einer Umgebung vorgesehen, in der Temperaturen unterhalb der Sprungtemperatur des Supraleiters vorherrschen. Alternativ kann vorgesehen sein, eine Kühleinrichtung in die Antriebseinrichtung 22 zu integrieren, die die dem Antriebsmittel 24 zugeordnete Magnetanordnung 26 mit dem Supraleiter dauerhaft kühlen kann.When in the 2 illustrated second embodiment of a separator 21 are the two magnet arrangements 26 . 27 in principle in the same way as in the separator 1 according to the 1 so that also a complete spatial definition of the processing means 23 opposite the drive means 24 is guaranteed. This is also a contactless torque transmission from the drive means 24 on the processing means 23 allows, as the drive device 22 the separator 21 for providing a rotational movement to the drive means 24 is provided. An example is the magnet arrangement 27 of the processing agent 23 completely surrounded by a coating of an abrasive material, so that the processing means 23 can be used either in the manner of a grinding wheel or in the manner of a cutting disc. In one embodiment, not shown, of the processing means, this has a considerably larger diameter than the drive means 24 and is at least in an outer peripheral region considerably thinner than that in the schematic 2 illustrated processing means 23 so that the processing means, not shown, can be used in the manner of a circular saw blade. The separator 21 may also be provided for attachment to a not shown robotic arm of an industrial robot and is in the same manner as the separator 1 intended for use in an environment where temperatures below the critical temperature of the superconductor prevail. Alternatively it can be provided, a cooling device in the drive device 22 to integrate that the the drive means 24 associated magnet arrangement 26 can cool permanently with the superconductor.

Bei der in 3 dargestellten dritten Ausführungsform einer Trenneinrichtung 31 sind zwei gleichartige Antriebseinrichtungen 32 vorgesehen, die jeweils als Drehantriebe ausgebildet sind und die jeweils ein kreisscheibenförmig ausgebildetes Antriebsmittel 34 in eine Rotationsbewegung versetzen können. Jedem der Antriebsmittel 34 ist eine beispielhaft zylinderabschnittsförmig ausgebildete erste Magnetanordnung 36 zugeordnet, bei der es sich rein exemplarisch jeweils um einen Supraleiter handelt. Beabstandet zu der in 3 dargestellten Unterseite der Antriebseinrichtung 32 ist ein gestrichelt dargestelltes, balkenförmig ausgebildetes Bearbeitungsmittel 33 angeordnet, das rein exemplarisch an allen in der 3 sichtbaren Außenkanten scharf geschliffen ist. Das Bearbeitungsmittel 33 ist mit nicht näher dargestellten zweiten Magnetanordnungen versehen, die beispielsweise als Ringmagnete oberflächenbündig in das Bearbeitungsmittel 33 eingelassen sein können und die gegenüberliegend zu den ersten Magnetanordnungen 36 angeordnet sind. Bei einer Rotation der Antriebsmittel 34 in den jeweils durch die eingezeichneten Pfeile angegebenen Rotationsrichtungen stellt sich eine Art Taumelbewegung für das Bearbeitungsmittel 33 ein, wobei ein Abstand zwischen den Magnetanordnungen 36 der beiden Antriebsmittel 34 nicht konstant ist, sondern unter der Annahme gleicher Winkelgeschwindigkeiten für beide Antriebsmittel 34 zyklisch variiert. Da der Abstand der am Bearbeitungsmittel 33 vorgesehenen zweiten Magnetanordnungen aufgrund der Festlegung am Bearbeitungsmittel 33 konstant ist, würde es bei einer unmittelbar mechanischen Kopplung zwischen den Antriebsmitteln 34 und dem Bearbeitungsmittel 33 zu statisch unbestimmten Zuständen kommen. Da jedoch aufgrund der magnetischen Wechselwirkungen zwischen den Magnetanordnungen 36 und 37 eine gewisse Elastizität der magnetischen Kopplung vorliegt, führen die Bewegungen der Antriebsmittel 34 nicht zu einer unerwünschten Blockierung des Bearbeitungsmittels 33. Vielmehr kann bei geeigneter Auslegung der Magnetanordnungen 36 und 37 erreicht werden, dass das Bearbeitungsmittel 33 eine azyklische Taumelbewegung durchführt, bei der lokale Geschwindigkeitsspitzen auftreten, die größer als die Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Antriebsmittel 34 sind.At the in 3 illustrated third embodiment of a separator 31 are two similar drive systems 32 provided, which are each designed as rotary drives and each having a circular disk-shaped drive means 34 can put in a rotary motion. Each of the drive means 34 is an exemplary cylindrical portion-shaped first magnet arrangement 36 assigned, which is purely exemplary in each case a superconductor. Distances to the in 3 shown underside of the drive device 32 is a dashed lines, bar-shaped processing means 33 arranged, purely exemplary at all in the 3 visible outer edges is sharpened. The processing means 33 is provided with non-illustrated second magnet arrangements, the surface-flush, for example, as ring magnets in the processing means 33 may be recessed and the opposite to the first magnet arrangements 36 are arranged. During a rotation of the drive means 34 in the directions of rotation indicated by the arrows in each case, a kind of wobbling movement arises for the processing means 33 a, wherein a distance between the magnet arrangements 36 the two drive means 34 is not constant, but assuming equal angular velocities for both drive means 34 varies cyclically. Since the distance of the processing means 33 provided second magnet arrangements due to the definition of the processing means 33 is constant, it would be at a directly mechanical coupling between the drive means 34 and the processing means 33 come to statically indeterminate states. However, because of the magnetic interactions between the magnet assemblies 36 and 37 There is a certain elasticity of the magnetic coupling, cause the movements of the drive means 34 not to an undesirable blocking of the processing means 33 , Rather, with a suitable design of the magnet arrangements 36 and 37 be achieved that the processing means 33 performs an acyclic tumbling motion at which local speed peaks occur greater than the peripheral speeds of the two drive means 34 are.

Bei der in 4 dargestellten vierten Ausführungsform einer Trenneinrichtung 41 handelt es sich rein exemplarisch um ein handgeführtes Gerät, das von einem Benutzer mit einer oder mit beiden Händen gehalten werden kann. Die Trenneinrichtung 41 umfasst eine Antriebseinrichtung 42, die zur Bereitstellung einer linearen Oszillationsbewegung für ein Antriebsmittel 44 ausgebildet ist, das in der 5 dargestellt ist und dem ein Bewegungspfeil zugeordnet ist. Rein exemplarisch ist die dem Antriebsmittel 44 zugeordnete erste Magnetanordnung 46 aus drei jeweils quaderförmigen Magneten, insbesondere Permanentmagneten 52, 53 und 54 gebildet, die beispielhaft jeweils eine normal zur Darstellungsebene der 5 ausgerichtete Magnetisierung aufweisen, wobei jeweils aneinandergrenzend angeordnete Permanentmagnete gegensinnig magnetisiert sind. Beabstandet zum Antriebsmittel 44 ist eine Stützeinrichtung 51 vorgesehen, die rein exemplarisch aus einem kreiszylindrisch ausgebildeten Ringmagneten besteht, der ebenfalls rein exemplarisch normal zur Darstellungsebene der 5 magnetisiert ist und der eine dritte Magnetanordnung 49 bildet.At the in 4 illustrated fourth embodiment of a separator 41 It is purely exemplary of a hand-held device that can be held by a user with one or both hands. The separator 41 includes a drive device 42 for providing a linear oscillation movement for a drive means 44 is formed in the 5 is shown and to which a movement arrow is assigned. By way of example, the drive means 44 associated first magnet arrangement 46 of three each cuboid magnets, in particular permanent magnets 52 . 53 and 54 formed, for example, each a normal to the representation of the plane 5 having aligned magnetization, wherein each adjacently arranged permanent magnets are magnetized in opposite directions. Spaced to the drive means 44 is a support device 51 provided purely by way of example consists of a circular cylindrical ring magnet, which also purely exemplary normal to the plane of the 5 is magnetized and the third magnet arrangement 49 forms.

An dem in der Art eines Sägemessers ausgebildeten Bearbeitungsmittel 43, das beispielhaft vollständig aus einem supraleitenden Material hergestellt ist, sind zwei unterschiedliche Magnetprägebereiche vorgesehen, die durch Bereitstellung der Magnetfelder des Antriebsmittels 44 und der Stützeinrichtung 51 während der Abkühlung des Bearbeitungsmittels 43 auf oder unter seine Sprungtemperatur geschaffen wurden. Dabei entspricht einer der Magnetprägebereiche der Magnetisierung der Permanentmagnete 52 bis 54 des Antriebsmittels 44 und bildet somit dessen Magnetanordnung 46 im supraleitenden Material des Bearbeitungsmittels 43 ab, wodurch die zweite Magnetanordnung 47 gebildet wird. Der andere Magnetprägebereich entspricht der Magnetisierung der Stützeinrichtung 51 und bildet damit im supraleitenden Material des Bearbeitungsmittels 43 eine vierte Magnetanordnung 49.On the formed in the manner of a saw blade processing means 43 , which is made entirely by way of example of a superconducting material, two different Magnetprägebereiche are provided by providing the magnetic fields of the drive means 44 and the support device 51 during the cooling of the processing agent 43 were created at or below its critical temperature. One of the magnetic embossing regions corresponds to the magnetization of the permanent magnets 52 to 54 of the drive means 44 and thus forms its magnet arrangement 46 in the superconducting material of the processing agent 43 from, whereby the second magnet arrangement 47 is formed. The other magnetic embossing area corresponds to the magnetization of the supporting device 51 and thus forms in the superconducting material of the processing agent 43 a fourth magnet arrangement 49 ,

Während die Magnetanordnungen 46 und 47 grundsätzlich eine vollständige räumliche Anordnung des Bearbeitungsmittels 43 gegenüber dem Antriebsmittel 44 festlegen, bilden die Magnetanordnungen 48 und 49 ein Schwenklager, das genau einen Freiheitsgrad der Bewegung aufweist, da eine Schwenkbewegung des Bearbeitungsmittels 43 um eine Schwenkachse 50 nicht zu Reaktionskräften zwischen den beiden Magnetanordnungen 48 und 49 führt. Dementsprechend dienen die beiden Magnetanordnungen 48 und 49 als Schwenklager für das Bearbeitungsmittel 43, das aufgrund der linearen Oszillationsbewegung des Antriebsmittels 44 in eine oszillierende Schwenkbewegung gemäß dem eingezeichneten Bewegungspfeil versetzt werden kann. Hierbei kommt es zeitweilig zu einem statisch unbestimmten Zustand zwischen den Magnetanordnungen 46 bis 49, wobei dies angesichts der Elastizitätseigenschaften der magnetischen Kopplung zwischen diesen Magnetanordnungen 46 bis 49 ohne Auswirkungen auf die Funktion der Trenneinrichtung 41 bleibt.While the magnet arrangements 46 and 47 basically a complete spatial arrangement of the processing means 43 opposite the drive means 44 set, form the magnet arrangements 48 and 49 a pivot bearing having exactly one degree of freedom of movement, as a pivoting movement of the processing means 43 around a pivot axis 50 not to reaction forces between the two magnet arrangements 48 and 49 leads. Accordingly, the two magnet arrangements serve 48 and 49 as a pivot bearing for the processing means 43 due to the linear oscillation movement of the drive means 44 can be placed in an oscillating pivoting movement according to the drawn movement arrow. In this case, there is temporarily a statically indeterminate state between the magnet arrangements 46 to 49 in view of the elastic properties of the magnetic coupling between these magnet arrangements 46 to 49 without affecting the function of the separator 41 remains.

Rein exemplarisch kann vorgesehen werden, die Trenneinrichtung 41 stirnseitig an ein nicht dargestelltes Werkstück heranzuführen, so dass die mit Zähnen 55 versehene Vorderseite des Bearbeitungsmittels 43 in Kontakt mit einer Stirnseite des Werkstücks gelangt. Durch Einleitung der Oszillationsbewegung auf das Bearbeitungsmittel 43 kann im Rahmen der dadurch stattfindenden Trennbewegung ein schlitzförmiger Kanal in das Werkstück eingebracht werden, wobei dieser schlitzförmige Kanal entsprechend der Führung der Antriebseinrichtung 42 längs eines Bewegungswegs im nicht dargestellten Werkstück verläuft. Bei dieser Durchführung des Trennvorgangs ist es vorteilhaft, dass das Bearbeitungsmittel 43 aufgrund der Stützwirkung der Stützeinrichtung 51 nicht verkippt und somit eine präzise Schnittführung ermöglicht.Purely by way of example can be provided, the separator 41 on the front side of an unillustrated workpiece zoom introduce, so that with teeth 55 provided front side of the processing means 43 comes in contact with a front side of the workpiece. By introducing the oscillation movement on the processing means 43 can be introduced into the workpiece as part of the separation movement thereby taking place a slot-shaped channel, said slot-shaped channel corresponding to the leadership of the drive means 42 along a path of movement in the workpiece, not shown. In this implementation of the separation process, it is advantageous that the processing means 43 due to the supporting action of the support device 51 not tilted and thus allows a precise cut.

Alternativ kann vorgesehen werden, dass das Bearbeitungsmittel zumindest bereichsweise aus permanentmagnetischem Material hergestellt ist und die Magnetanordnung der Antriebseinrichtung mit Supraleitern ausgebildet ist. In diesem Fall kann das Bearbeitungsmittel in einem breiten Temperaturspektrum eingesetzt werden und die Kühlmittel zur Aufrechterhaltung oder Unterschreitung der Sprungtemperatur für die Supraleiter kann in der Antriebseinrichtung integriert werden.Alternatively it can be provided that the processing means is at least partially made of permanent magnetic material and the magnet arrangement of the drive device is formed with superconductors. In this case, the processing means can be used in a wide temperature range, and the refrigerants for maintaining or dropping the superconducting transition temperature can be integrated in the drive means.

Claims

Separating device for performing a separation process on a workpiece, with a guide device ( 2 ; 22 ; 32 ; 42 ) having a first magnet arrangement ( 6 ; 26 ; 36 ; 46 ), and a processing means ( 3 ; 23 ; 33 ; 43 ), which is formed with at least one cutting edge for a separating workpiece machining and which has a second magnet arrangement ( 7 ; 27 ; 37 ; 47 ), wherein the two magnet arrangements ( 6 . 7 ; 26 . 27 ; 36 . 37 ; 46 . 47 ) for a non-contact transmission of supporting forces and machining forces between the guide device ( 2 ; 22 ; 32 ; 42 ) and the processing means ( 3 ; 23 ; 33 ; 43 ) and wherein one of the first and second magnet arrangements ( 6 . 7 ; 26 . 27 ; 36 . 37 ; 46 . 47 ) at least one magnet, in particular permanent magnet, and the other of the first and second magnet arrangements ( 6 . 7 ; 26 . 27 ; 36 . 37 ; 46 . 47 ) comprises at least one superconductor and wherein the guide means as drive means ( 2 ; 22 ; 32 ; 42 ) is formed, which is movable on the drive device ( 2 ; 22 ; 32 ; 42 ) stored drive means ( 4 ; 24 ; 34 ; 44 ) for providing a drive movement to the processing means ( 3 ; 23 ; 33 ; 43 ), wherein the first magnet arrangement ( 6 ; 26 ; 36 ; 46 ) the drive means ( 4 ; 24 ; 34 ; 44 ) assigned.

Separating device according to claim 1, characterized in that the at least one superconductor of the first or second magnet arrangement ( 6 . 7 ; 26 . 27 ; 36 . 37 ; 46 . 47 ) on a field line course of the at least one magnet, in particular Permanent magnet of the first or second magnet arrangement ( 6 . 7 ; 26 . 27 ; 36 . 37 ; 46 . 47 ) is tuned to a fixed in all spatial directions coupling of the first and second magnet assembly ( 6 . 7 ; 26 . 27 ; 36 . 37 ; 46 . 47 ) to ensure.

Separating device according to claim 1, characterized in that the drive device ( 2 ; 22 ; 32 ; 42 ) a plurality of drive means ( 4 ; 24 ; 34 ; 44 ) provided for providing different drive movements to the processing means ( 3 ; 23 ; 33 ; 43 ) are formed.

Separating device according to claim 3, characterized in that at least two drive means ( 4 ; 24 ; 34 ; 44 ) with associated first magnet arrangements ( 6 ; 26 ; 36 ; 46 ) and a drive means ( 4 ; 24 ; 34 ; 44 ) with one on the first magnet arrangements ( 6 ; 26 ; 36 ; 46 ) matched second magnet arrangement ( 7 ; 27 ; 37 ; 47 ) are provided, which have at least one statically indeterminate state in carrying out the drive movements.

Separating device according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the drive device ( 2 ; 22 ; 32 ; 42 ) is arranged on a machine frame, which comprises a holding device, which is designed for a support of a workpiece.

Separating device according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the drive device ( 2 ; 22 ; 32 ; 42 ) a support device ( 51 ) for a support of the processing means ( 3 ; 23 ; 33 ; 43 ), wherein the support device ( 51 ) a third magnet arrangement ( 48 ) and the processing means ( 3 ; 23 ; 33 ; 43 ) a fourth magnet arrangement ( 49 ) and wherein the third magnet arrangement ( 48 ) and the fourth magnet arrangement ( 49 ) for a contactless power transmission between the support device ( 1 ; 51 ) and the processing means ( 3 ; 23 ; 33 ; 43 ) and wherein one of the third and fourth magnet arrangements ( 48 . 49 ) at least one magnet, in particular permanent magnets, and the other of the third and fourth magnet arrangements ( 48 . 49 ) comprises at least one superconductor.

Separating device according to claim 6, characterized in that the at least one superconductor of the third or fourth magnet arrangement ( 48 . 49 ) on a field line course of the at least one magnet, in particular permanent magnet, of the third or fourth magnet arrangement ( 48 . 49 ) is adapted to a movable coupling of the third and fourth magnet arrangements ( 48 . 49 ) with one, in particular exactly one, degree of freedom of movement to ensure.

Separating device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the processing means ( 3 ; 23 ; 33 ; 43 ) from the second magnet arrangement ( 7 ; 27 ; 37 ; 47 ), in particular exclusively of superconducting material or permanent magnetic material.

Separating device according to claim 1, characterized in that a plurality of processing means ( 3 ; 23 ; 33 ; 43 ) are provided, which are mounted relative to each other movable and each having a second magnet arrangement ( 7 ; 27 ; 37 ; 47 ) for a force-transmitting coupling with a first magnet arrangement ( 6 ; 26 ; 36 ; 46 ) of a respectively assigned drive means ( 4 ; 24 ; 34 ; 44 ).

Method for separating a workpiece using a separating device ( 1 ; 21 ; 31 ; 41 ) according to one of the preceding claims, comprising the steps of: introducing a recess into a workpiece, which is intended to receive the processing means ( 3 ; 23 ; 33 ; 43 ) and providing the processing means ( 3 ; 23 ; 33 ; 43 ) in the recess and initiation of a drive movement on the processing means ( 3 ; 23 ; 33 ; 43 ) such that the processing means ( 3 ; 23 ; 33 ; 43 ) during a movement of the drive device ( 2 ; 22 ; 32 ; 42 ) along a machining path forms a channel-shaped recess in the workpiece.