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Mechanisches Verbindungselement In der Technik ist vielfach die Aufgabe
gestellt, mechanische Verbindungen zwischen Einzelelementen herzustellen, die nach
gewisser Zeit wieder gelöst werden müssen, während der Zeit der Verbindung indes
nicht ohne weiteres sollten gelöst werden können. Insbesondere muß verhindert werden,
daß sich eine solche Verbindung ungewollt, beispielsweise infolge von Erschütterungen
od. dgl., von selbst löst. Gerade im Hinblick auf das Erfordernis, daß die Verbindung
auch unter dem Einfluß von Erschütterungen u. dgl. aufrechterhalten bleibt, bietet
sich eine dauermagnetische Haftung der Verriegelung an. Sie läßt sich indes nicht
ohne weiteres verwirklichen, weil bekanntermaßen die Dauermagnetwerkstoffe nicht
oder nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen geeignet sind, mechanische Kräfte
aufzunehmen, in Sonderheit können dauermagnetische Werkstoffe einer Beanspruchung
auf Scherung nicht unterworfen werden. Mechanische auf Scherung beanspruchte Verbindungselemente
in Form von Steckachsen, Sicherungsbolzen od. dgl. konnten infolgedessen dauermagnetisch
nicht gesichert werden, es sei denn, es werden Dauermagnet und mechanische Verbindung
völlig getrennt voneinander vorgesehen, was aber umständlich ist.
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Es sind zwar dauermagnetische Vorrichtungen, beispielsweise magnetische
Bohrfutter oder magnetisch erregte Schraubenzieher bekannt, die einen von einem
buchsenförmigen Teil des Werkzeuges umschlossenen Dauermagneten aufweisen. Zur eigentlichen
Kraftübertragung sind jedoch noch besondere Mittel vorgesehen. Eine Beanspruchung
des Buchsenteils der Werkzeuge auf Scherung tritt bei diesen Vorrichtungen nicht
auf.
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Beim Gegenstand nach der Erfindung handelt es sich dagegen um ein
mechanisches, auf Scherung beanspruchtes Verbindungselement in Form einer Steckachse,
eines Sicherungsbolzens od. dgl., bei der die auftretenden Kräfte direkt von der
Ummantelung des Dauermagneten aufgenommen werden. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, einen mechanische Kräfte übertragenden Hohlkörper, insbesondere einen
Zylinder aus nichtferromagnetischem Werkstoff, vorzusehen. In diesen Hohlkörper
wird ein diametral magnetisierter, vorzugsweise rechteckiger Dauermagnetstab eingesetzt,
dessen Pole mit Polschuhen abgedeckt sind. Diese Polschuhe ragen bis zu den Stirnenden
des Hohlkörpers auf. Einem solchen Sicherungselement kann die Form einer Steckachse,
eines Sicherungsbolzens oder dergleichen Verbindungsglied gegeben werden.
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Wird ein solches Verbindungsglied zur Verbindung beispielsweise einer
Nabe und einer Welle verwendet, so sitzt das eine Stirnende auf dem Boden des Sackloches
auf und haftet dort magnetisch. Das andere Stirnende befindet sich in der Nähe der
Oberkante der Bohrung. Der Hohlzylinder aus nichtferromagnetischem Werkstoff, beispielsweise
Messing, Leichtmetall od. dgl. kann so dimensioniert werden, daß er die auftretenden
Scherkräfte ohne weiteres aufzunehmen in der Lage ist, während der von dieser mechanischen
Belastung frei gehaltene Dauermagnet im Innern des Hohlzylinders dafür sorgt, daß
das Verbindungselement gegen den Einfiuß von Erschütterungen, Fliehkräften u. dgl.
in seiner Lage festgehalten wird.
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Die Steckverbindung kann unter Verwendung dieser Vorrichtungen auch
so ausgestaltet werden, daß von zwei gleichartigen Steckachsen, Steckbolzen od.
dgl. das eine Teil als magnetisch haftende mechanische Verbindung, Verriegelung
od. dgl. vorgesehen ist und das andere Teil als magnetisch wirkende Lösevorrichtung
dient. Wird nämlich das als Löser verwendete Teil so auf das Verriegelungselement
aufgesetzt, daß sich an den Stirnenden entgegengesetzte Pole gegenüberstehen, so
haften sie beide aneinander und können gemeinsam aus der Verriegelungsstellung gezogen
werden, gleichgültig, ob das andere Stirnende des Verriegelungselementes auf einem
ferromagnetischen Boden aufsitzt oder nicht.
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Es ist ferner möglich, die Steckachse oder den Steckbolzen so abzuwandeln,
daß in einer nichtferromagnetischenHülse entsprechender Länge zwei Dauermagnetstäbe
hintereinander angeordnet sind und der eine Magnetstab gegenüber dem anderen mittels
eines Schlüssels od. dgl. zwischen den gemeinsamen Polschuhen verdrehbar ist.
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Unter Verwendung dieser Mittel ist es möglich, magnetisch haftende
Verriegelungen herzustellen, die sich in einfacher Weise lösen lassen, dabei aber
sowohl gegen unbeabsichtigte als auch gegen unbefugte Lösung gesichert sind.
An
Hand der Zeichnungen soll nachfolgend die Erfindung näher erläutert werden.
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Abb. 1 ist ein waagerechter Schnitt durch ein Verbindungselement gemäß
Abb. 2; Abb. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Verbindungselementes nach Abb.
1, teilweise geschnitten; Abb. 3 ist eine Draufsicht und Abb. 4 ist ein senkrechter
Schnitt durch das Verbindungselement gemäß Abb. 3; Abb. 5 stellt in Ansicht und
teilweisem Schnitt ein Anwendungsbeispiel eines derartigen Elementes gemäß den Abb.
1 bis 4 als Steckbolzen dar; Abb. 6 ist eine Aufsicht und Abb. 7 ist ein senkrechter
Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform.
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Der Steckbolzen gemäß Abb. 1 und 2 besteht aus einem Hohlzylinder
1 aus nichtferromagnetischem Werkstoff, beispielsweise Messing, Leichtmetall od.
dgl. Unter gewissen Voraussetzungen könnte der Hohlzylinder 1 auch aus Kunststoff
bestehen, sofern hinreichende Festigkeit insbesondere gegen Scherkräfte auf diese
Weise gewährleistet sind. In diesem Hohlzylinder 1 befindet sich ein Stabmagnet
2, der etwa die Länge des Hohlzylinders einnimmt. Im gewählten Beispiel ist ein
rechteckiger Stab vorgesehen. Es könnte indes auch ein zylindrischer Magnetstab
Verwendung finden. Der Dauermagnet ist senkrecht zur Mittelachse des Zylinders 1
magnetisiert und seine Polflächen sind mit Polschuhen 3 abgedeckt, die ebenfalls
bis zu den Zylinderstirnenden aufragen.
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In Abb. 3 und 4 handelt es sich praktisch um die gleiche Ausführungsform
wie gemäß Abb. 1 und 2, nur mit dem Unterschied, daß die Polschuhe 3 wie bei 4 angedeutet
um ein geringfügiges über die Stirnenden des Hohlzylinders 1 hinausragen, während
der Magnet 2 etwas kürzer ist und an seinen Enden durch nichtferromagnetischen Werkstoff
5 abgedeckt ist. Die Abdeckung 5 schützt den Magneten vor mechanischen Beschädigungen,
was in gewissen Fällen zweckmäßig sein kann. Außerdem wird eine völlig glatte, leicht
sauber zu haltende Oberfläche erzielt.
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Wird ein solcher Steckbolzen wie in Abb. 5 bei 6 angedeutet durch
die Bohrung einer Nabe 7 eines Keilriemenrades 8 hindurch bis zum Boden 9 einer
entsprechenden Bohrung einer Welle 10 aus ferromagnetischem Werkstoff eingeschoben,
so haftet der Bolzen mittels seiner Polschuhe 3 am Boden. Der Bolzen kann weder
unter dem Einfluß der Fliehkraft noch unter Einfluß von Erschütterungen aus der
Bohrung herausfallen. Es ist ferner nicht möglich, den Bolzen unbefugt aus der Bohrung
zu entfernen. Um ihn herausnehmen zu können, ist vielmehr ein gleichartiges Teil
gemäß Abb. 1 bis 4 erforderlich, das so auf den in der Bohrung befindlichen Steckbolzen
aufgesetzt wird, daß die Polschuhe 3 entgegengesetzte Polarität ; zeigen. Der eingesteckte
Bolzen haftet alsdann am lösenden Bolzen und läßt sich vom Boden 9 leicht abziehen
und gänzlich aus der Bohrung entfernen.
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Wie aus der Darstellung Abb. 5 ohne weiteres ersichtlich, unterliegt
der Dauermagnet in der Arbeitsstellung des Bolzens keinerlei mechanischer Beanspruchung.
Alle mechanischen Kräfte, die auftreten, werden von der Hülse 1 aufgenommen.
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Diese Sicherung kann mit Vorteil auch dann verwendet werden, wenn
es bei nichtferromagnetischen zu verbindenden Teilen darauf ankommt, eine vorübergehende
Sicherung zu schaffen, die sich nicht ohne weiteres entfernen läßt, denn selbstverständlich
haftet der sichernde Bolzen an dem lösenden Bolzen auch dann, wenn der Boden der
Bohrung nicht ferromagnetisch ist.
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In manchen-Fällen ist es zweckmäßig, den Steckbolzen oder die Steckachse
so auszubilden, daß das lösende Teil mit ihm vereinigt ist. Eine solche abgewandelte
Ausführungsform ist in Abb. 6 und 7 dargestellt. In dem nichtferromagnetischen Zylinder
1 befindet sich ein zylindrischer Dauermagnet 10; der fest mit den Polschuhen
11 verbunden ist. Diese Polschuhe ragen bis über das Stirnende 12 des Zylinders
1 auf. Der Magnet 10 nimmt etwa die Hälfte der axialen Länge des Hohlzylinders ein.
Die andere Hälfte der axialen Länge des Hohlzylinders ist ausgefüllt von einem zylindrischen
Dauermagneten 12, der ebenso wie der Magnet 11 radial magnetisiert ist. Der Magnet
12 ist auf einer Welle 13 gelagert, die durch den Boden 14 des Hohlzylinders
1 herausgeführt ist und die außen einen Rändelgriff 15 trägt, so daß der Magnet
12 gegenüber den feststehenden Polschuhen 11 verdrehbar ist. Die Haftkraft an den
Enden der Polschuhe 11 kann auf diese Weise durch Kompensation ausgeschaltet werden.
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Wie ohne weiteres ersichtlich, lassen sich die beschriebenen und dargestellten
Ausführungsformen auch in anderer Weise verwenden als dies in dem Anwendungsbeispiel
dargestellt ist. Das Prinzip, einen Dauermagneten mit einer Hülle zu versehen, die
mechanische Kräfte aufzunehmen gestattet, so daß der mechanisch entlastete Dauermagnet
nur Haftkräfte zu übertragen braucht, läßt sich, wie das Ausführungsbeispiel Abb.
5 verständlich macht, auch in anderen Fällen benutzen, in denen es auf eine zwar
sichere; aber lösbare Verbindung zweier oder mehrerer Elemente der verschiedensten
Art ankommt.