DE1118574B

DE1118574B - Switchable permanent magnetic adhesive device

Info

Publication number: DE1118574B
Application number: DED17811A
Authority: DE
Inventors: Herbert Closset
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1954-05-20
Filing date: 1954-05-20
Publication date: 1961-11-30

Description

Schaltbare dauermagnetische Hafteinrichtung Es ist bekannt, dauermagnetische Hafteinrichtungen, wie sie beispielsweise zum Aufspannen von Werkstücken auf Werkzeugmaschinen oder zum vorübergehenden Befestigen von Meßuhren, Lampen, Ständern u. dgl. an ferromagnetischen Gegenständen dienen, schaltbar zu machen. Bei diesen bekannten Hafteinrichtungen sind Polschuhe oder Polleitstücke vorgesehen, an denen sich die Dauermagnete in bestimmten Stellungen kurzschließen, um auf diese Weise die Haftkraft auszuschalten. Es ist ferner vorgeschlagen worden, in einer solchen Hafteinrichtung zwei Magnetgruppen vorzusehen. Die eine Gruppe steht fest und die andere ist derart beweglich, daß entgegengesetzte Pole an den gleichen Leitstücken zur Einwirkung gebracht werden, so daß die magnetische Potentialdifferenz von Leitstück zu Leitstück Null wird. Damit ist die Haftkraft ausgeschaltet. Diese Einrichtungen haben sich zwar in der Praxis bewährt, zeigen jedoch den Nachteil, verhältnismäßig große Eisenmassen für die Rückschlüsse zu benötigen und dadurch schwer und raumgreifend zu sein.Switchable permanent magnetic adhesion device It is known permanent magnetic Adhesive devices, such as those used for clamping workpieces on machine tools or for the temporary attachment of dial gauges, lamps, stands and the like to ferromagnetic Objects are used to make them switchable. In these known detention facilities pole pieces or pole pieces are provided on which the permanent magnets are in short-circuit certain positions in order to switch off the adhesive force. It has also been proposed to have two magnet groups in such an adhesive device to be provided. One group is fixed and the other is so mobile that opposing poles are brought into action on the same conductive pieces, so that the magnetic potential difference from guide piece to guide piece becomes zero. This switches off the adhesive force. Although these facilities have developed in the Proven in practice, however, show the disadvantage of relatively large iron masses for to need the conclusions and thus to be difficult and expansive.

Es ist ferner bekannt, Dauermagnete senkrecht zu ihrer Magneiisierungsrichtung zwischen magnetisch voneinander getrennten Polplatten zu bewegen, um auf diese Weise das Ein- und Ausschalten zu bewirken. Die bekannte Einrichtung besteht aus zwei Führungsstücken mit ferromagnetischen und nichtferromagnetischen Abschnitten. Zwischen diesen Abschnitten der Führungsstücke ist der Dauermagnet auf und ab zu bewegen, um den Magnetfluß in dem zwischen den Enden des ferromagnetischen Abschnittes gebildeten Luftspalt zu regeln. Als Hafteinrichtung zum Aufspannen von Geräten, Gegenständen od. dgl. im praktischen Betrieb ist eine solche Einrichtung nicht brauchbar.It is also known to have permanent magnets perpendicular to their direction of magnetization to move between magnetically separated pole plates in order to do this to cause switching on and off. The known device consists of two Guide pieces with ferromagnetic and non-ferromagnetic sections. Between The permanent magnet is to be moved up and down these sections of the guide pieces, around the magnetic flux in the one formed between the ends of the ferromagnetic section To regulate air gap. As a holding device for clamping devices, objects or the like. In practical operation, such a device is not useful.

Der Erfinder hat sich demgegenüber die Aufgabe gestellt, eine für die Praxis brauchbare schaltbare dauermagnetische Hafteinrichtung zu schaffen, die einfach im Aufbau ist und keiner Rückschlußeisenmassen bedarf, so daß die Einrichtung in kleinen Abmessungen gebaut werden kann und trotzdem große Haftkräfte auszuüben imstande ist.The inventor, on the other hand, set himself the task of creating a for the practice of creating useful switchable permanent magnetic adhesive device that is simple in construction and does not require any inference iron masses, so that the device can be built in small dimensions and still exert great adhesive forces is able to.

Unter Verwendung eines an sich bekannten Gehäuses aus nichtferromagnetischem Werkstoff wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem in einem solchen Gehäuse die Polplatten lamellenartig etwa bis zur Hälfte in eine in dem Gehäuse angeordnete Längsbohrung hineinragen, in der mit entsprechenden Zwischenräumen auf einer drehbaren Welle hintereinander die aus keramischem Werkstoff bestehenden, halbkreisscheibenförmig ausgebildeten Dauermagnete angeordnet sind. Das Schalten erfolgt, indem durch Verdrehen der Welle die Dauermagnetscheiben zwischen die Polplatten hineingeschwenkt und aus den Zwischenräumen wieder herausgeschwenkt werden. In der eingeschwenkten Stellung induzieren die in Richtung ihrer dünnsten Abmessung magnetisierten halbkreisförmigen Scheiben in dem jeweils benachbarten lamellenartigen Polschuh eine Polarität. Die darauffolgende Lamelle wird mit entgegengesetzter Polarität induziert. Die Spannfläche weist somit Streifen abwechselnder Polarität auf. Werden die Dauermagnete aus den Zwischenräumen zwischen den Lamellen herausgeschwenkt, so entfällt die magnetische Induktion der ferromagnetischen Lamellen und damit die Haftkraft der Spannvorrichtung. Der Dauermagnetwerkstoff besteht vorzugsweise aus Eisen(III)-oxyd, Bariumoxyd und gegebenenfalls Bleioxyd, Kalziumoxyd, einzeln oder gemeinsam.Using a known housing made of non-ferromagnetic Material, this object is achieved according to the invention by in such a housing the pole plates are arranged in a lamellar manner up to about halfway into one in the housing Longitudinal bore protrude, in the with corresponding spaces on a rotatable Shaft one behind the other made of ceramic material, semicircular disk-shaped trained permanent magnets are arranged. Switching is done by twisting it of the shaft, the permanent magnet disks are swiveled in and out between the pole plates the gaps can be swung out again. In the swiveled-in position induce the semicircular ones magnetized in the direction of their thinnest dimension Disks in the adjacent lamellar pole piece have a polarity. the subsequent lamella is induced with opposite polarity. The clamping surface thus has strips of alternating polarity. Are the permanent magnets from the If the gaps between the slats are swung out, the magnetic one is no longer necessary Induction of the ferromagnetic lamellas and thus the adhesive force of the clamping device. The permanent magnet material preferably consists of iron (III) oxide, barium oxide and optionally lead oxide, calcium oxide, individually or together.

Die Einrichtung hat äußerlich die Form, wie sie bei Drehkondensatoren üblich ist, wobei ein Teil dieses »Drehkondensators«, nämlich der Rotor, aus dauermagnetischen Lamellen besteht, während der Stator aus den lamellenartigen Polschuhen gebildet ist. Es ist aber auch die Umkehrung des Prinzips möglich.Outwardly, the device has the same shape as that of variable capacitors It is common to use a part of this "rotary capacitor", namely the rotor, from permanent magnetic Lamella consists, while the stator is formed from the lamellar pole pieces is. But it is also possible to reverse the principle.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgedankens beispielsweise dargestellt. Es zeigen Abb. 1 und 2 perspektivische Darstellungen von Hafteinrichtungen nach der Erfindung und Abb. 3 eine perspektivische Darstellung eines Einzelteiles.In the drawing is a preferred embodiment of the inventive concept for example shown. FIGS. 1 and 2 show perspective representations of adhesive devices according to the invention and Fig. 3 is a perspective view of a single part.

Abb. 1 zeigt ein rechteckiges Gehäuse 7 aus nichtferromagnetischem Werkstoff; das mit einer zylindrischen Bohrung 8 versehen ist. Von der oberen Fläche des Gehäuses 7 her sind in Schlitze die Eisenlamel-!en 9 eingesetzt, die die Hälfte der zylindrischen Bohrung 8 ausfüllen. Die andere Hälfte der zylindrischen Bohrung 8 bietet Raum für die halbkreisförmig ausgebildeten Dauermagnetplatten 10, die parallel zueinander auf eine Welle 11 aufgereiht sind. Der Abstand der einzelnen Dauermagnetscheiben und ihre Breite sind so gewählt, daß die einzelnen Dauermagnetscheiben durch Verdrehen der Welle zwischen die einzelnen, die Polplatten darstellenden Eisenlamellen 9 eingeschwenkt werden können. Während in der in Abb. 1 dargestellten Lage an der Haftfläche 12 eine Haftkraft nicht ausgeübt wird, ist die Haftkraft an dieser Fläche eingeschaltet, wenn die halbkreisförmigen Magnetscheiben 10 zwischen die Lamellen eingeschwenkt sind. Wie ohne weiteres erkennbar ist, zeigt dieses Haftsystem einen Aufbau, wie er etwa einem Drehkondensator entspricht. Das Gehäuse wird an beiden Stirnenden durch eine Platte (in der Abb. 1 fortgelassen) abgedeckt, die gleichzeitig die Lagerbohrung für die Welle 11 aufweist.Fig. 1 shows a rectangular housing 7 made of non-ferromagnetic material; which is provided with a cylindrical bore 8. From the upper surface of the housing 7, the iron lamellae 9 are inserted into slots, which fill half of the cylindrical bore 8. The other half of the cylindrical bore 8 provides space for the semicircular permanent magnet plates 10, which are lined up parallel to one another on a shaft 11. The distance between the individual permanent magnet disks and their width are selected so that the individual permanent magnet disks can be pivoted between the individual iron lamellae 9 representing the pole plates by rotating the shaft. While an adhesive force is not exerted on the adhesive surface 12 in the position shown in FIG. 1, the adhesive force on this surface is switched on when the semicircular magnetic disks 10 are pivoted between the lamellae. As can be seen without further ado, this adhesive system has a structure that corresponds approximately to a variable capacitor. The housing is covered at both ends by a plate (omitted in Fig. 1), which at the same time has the bearing bore for the shaft 11.

Die Bewegung der Welle wird durch einen Schaltknopf oder Schaltgriff bewirkt, und es ist zweckmäßig, Rasterungen vorzusehen, um zu verhindern, daß die Magnetscheiben ungewünscht ihre Stellung verändern.The movement of the shaft is controlled by a switch button or switch handle causes, and it is useful to provide grids to prevent the Magnetic disks change their position undesirably.

Es wirkt sich vorteilhaft aus, daß die beschriebene Hafteinrichtung ein nichtmagnetisches Gehäuse benötigt. Es ist infolgedessen möglich, dieses aus Aluminium, Aluminiumlegierungen oder einem sonstigen Leichtmetallwerkstoff herzustellen. Ganz besonders zweckmäßig ist es, das Gehäuse aus Kunststoffen herzustellen, wobei die Eisenlamellen 9 bei der Herstellung des Gehäuses mit eingegossen, eingepreßt oder eingespritzt werden können. Das Haftsystem ist auf diese Weise sehr einfach herzustellen und weist außerdem ein außerordentlich geringes Gewicht auf. Das geringe Gewicht ist besonders auch deshalb von Vorteil, weil bei vielen Haftaufgaben von der Hafteinrichtung nicht nur ein besonderer Gegenstand getragen werden muß, sondern auch noch das Eigengewicht, beispielsweise wenn die Hafteinrichtung an einer senkrechten oder überhängenden Fläche befestigt werden muß.It is advantageous that the adhesive device described a non-magnetic housing is required. It is possible to get this off as a result Manufacture aluminum, aluminum alloys or any other light metal material. It is particularly useful to manufacture the housing from plastics, with the iron lamellae 9 cast in during the manufacture of the housing, pressed in or can be injected. The system of adhesion is very simple this way produce and also has an extremely low weight. The little Weight is particularly advantageous because with many detention tasks of the detention facility not only has to wear a special item, but also its own weight, for example if the adhesive device is on a vertical one or overhanging surface.

Eine besonders vorteilhafte und den Aufgaben einer rationellen Fertigung entgegenkommende Aufbauform der in Abb. 1 dargestellten Hafteinrichtung besteht darin, daß die Einrichtung (Abb. 2) aus mehreren gleichen hintereinander angeordneten Teilen 13 (Abb. 3) zusammengesetzt ist. Die Teile 13 bestehen aus nichtferromagnetischem Werkstoff, beispielsweise Kunststoff, und weisen miteinander fluchtende Bohrungen 14 sowie eine entsprechend ihrer Dicke in einen Absatz 18 eingelassene Polplatte 19 auf. In der Bohrung 14 ist eine Dauermagnetscheibe 15 vorgesehen, die mit einem antimagnetischen Träger 16 verbunden ist, der mit einer Vierkantbohrung 17 zur Aufnahme der Drehachse versehen ist. Vier Bohrungen 20 gestatten im Zusammenwirken mit Fixierungshilfsmitteln, wie Führungsstiften 21, mehrerer solcher Blöcke durch Spannschrauben zur gewünschten Hafteinrichtung gemäß Abb. 2 zu vereinigen. Zwei Endflansche 22 und 22' bilden seitlich Begrenzungsflächen, die ihrerseits die Lager für die Schaltachse aufnehmen. Die beiden Endflächen können aus Eisen bestehen, wenn darauf geachtet wird, daß sie gleiche Polarität erhalten.A particularly advantageous design of the adhesive device shown in Fig. 1, which meets the tasks of efficient production, consists in that the device (Fig. 2) is composed of several identical parts 13 (Fig. 3) arranged one behind the other. The parts 13 consist of non-ferromagnetic material, for example plastic, and have holes 14 aligned with one another and a pole plate 19 embedded in a shoulder 18 according to their thickness. In the bore 14 a permanent magnet disk 15 is provided which is connected to an anti-magnetic carrier 16 which is provided with a square bore 17 for receiving the axis of rotation. Four bores 20 , in cooperation with fixing aids, such as guide pins 21, allow several such blocks to be combined by clamping screws to form the desired adhesive device according to FIG. 2. Two end flanges 22 and 22 'laterally form boundary surfaces which in turn accommodate the bearings for the switching axis. The two end faces can be made of iron if care is taken to ensure that they have the same polarity.

Die in Abb. 3 eingezeichnete Dauermagnetscheibe befindet sich übrigens in Ausschaltstellung. Wird diese Scheibe um 180° gedreht, so befindet sie sich in der Einschaltstellung. Die sich in dieser Einschaltstellung ergebende Polarität ist aus Abb. 2 ersichtlich.Incidentally, the permanent magnet disc shown in Fig. 3 is located in switch-off position. If this disk is rotated by 180 °, it is in the switch-on position. The polarity resulting in this switch-on position can be seen from Fig. 2.

Für die beschriebene Hafteinrichtung ist ein Dauermagnetwerkstoff mit möglichst hoher Koerzitivkraft vorzusehen, wie es bei den keramischen Dauermagneten auf Ferritbasis der Fall ist. Infolge der Charakteristik der Magnetisierungskurve dieses Werkstoffes ergeben sich sehr kurze Magnetlängen, d. h. verhältnismäßig dünne Scheibenmagnete und damit eine sehr feine Polteilung. Daraus aber resultiert eine erhebliche Haftkraft auch für dünne Werkstücke, insbesondere dünne Bleche.A permanent magnet material is required for the adhesive device described Provide with the highest possible coercive force, as is the case with ceramic permanent magnets based on ferrite is the case. Due to the characteristics of the magnetization curve This material results in very short magnet lengths, i. H. relatively thin Disc magnets and thus a very fine pole pitch. But this results in a considerable adhesive force even for thin workpieces, especially thin sheet metal.

Es ist ferner möglich, die Länge der Haftfläche praktisch beliebig groß zu machen. Dies ist insbesondere deshalb möglich, weil der Bewegung der Magnete in die Zwischenräume zwischen die Lamellen hinein und aus diesen Zwischenräumen heraus ein nur äußerst geringer Widerstand entgegensteht, eine Folge der geringen Induktion des verwendeten Dauermagnetwerkstoffes.It is also possible to have practically any length of the adhesive surface to make great. This is possible in particular because of the movement of the magnets into and out of the spaces between the slats there is only an extremely low resistance, a consequence of the low resistance Induction of the permanent magnet material used.

Es kann zweckmäßig sein, die bewegten Magnetscheiben aus mechanischen Gründen mit nichtmagnetischem Werkstoff, wie Messing od. dgl., zu umkapseln bzw. zu ummanteln.It can be useful to make the moving magnetic disks from mechanical Encapsulate or encapsulate reasons with non-magnetic material, such as brass or the like. to sheath.

In der Ausschaltstellung entfällt jede induktive Einwirkung der Dauermagnete auf die lamellenartigen Polplatten und damit auf das auf der Haftfläche liegende Werkstück. Das Werkstück kann leicht abgehoben werden.In the switch-off position, there is no inductive effect from the permanent magnets onto the lamellar pole plates and thus onto the one lying on the adhesive surface Workpiece. The workpiece can easily be lifted off.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Switchable permanent magnetic adhesive device, at the switching on and off of the adhesive force while avoiding iron backflows or short-circuit devices by moving the permanent magnets perpendicular to their direction of magnetization takes place between magnetically separated pole plates arranged in a housing, characterized in that consisting of non-ferromagnetic material Housing (7) the pole plates (9) lamellar approximately up to half in one in the Longitudinal bore (8) arranged in the housing protrude into the with corresponding gaps on a rotatable shaft (11) one behind the other, those made of ceramic permanent magnet material existing, semicircular disk-shaped permanent magnets (10) arranged are.

2. Adhesive device according to claim 1, characterized in that the device of several identical, one behind the other arranged plate-shaped, with aligned Bores (14) provided parts (13) is composed, each part of which on one end face a pole plate (19) embedded in accordance with its thickness having. Publications considered: German Patent Specifications No. 650 728, 843 951, 852 641, 855 494, 898 239; British Patent Specification No. 444 786, 551329, 558 671; USA: Patent No. 2,217,048.