DE1502697B2 - Elektromagnetische ausspannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Aufspannvorrichtung mit einer Reihe nebeneinander angeordneter, je einen Nord- und einen Südpol aufweisender Elektromagnete, die mit von Magnet zu Magnet wechselnder Polarität auf der einen Seite einer zur Auflage des zu spannenden Werkstückes dienenden Polplatte angeordnet sind.

Bei einer bekannten Aufspannvorrichtung dieser Art (österreichische Patentschrift 86 546) sind die Magnete unter der Polplatte, die quer über ihre Oberfläche von einer Kante bis zu der gegenüberliegenden Kante verlaufende Trennungsnuten aufweist, in einer festen Polteilung angeordnet. Eine derartige Aufspannvorrichtung, bei der der Magnetfluß durch das zu haltende Werkstück geführt wird, ist auf Grund der bestimmten Polteilung normalerweise nur für das Aufspannen bestimmter Werkstücke geeignet. Die Polteilung bestimmt die Richtung und die Lage der magnetischen Kraftlinie. Wenn die Polteilung klein ist, werden die Kraftlinien zusammengedrückt, so daß sich die Vorrichtung nur zum Halten von dünnen Werkstücken eignet. Wenn dagegen die Polteilung groß ist, breiten sich die Kraftlinien aus und ermöglichen dann eine gute Befestigung von dikken Werkstücken. Daraus ergibt sich, daß eine derartige elektromagnetische Aufspannvorrichtung sich normalerweise nur zur Befestigung von Werkstücken eignet, deren Dicke zwischen ziemlich engen Grenzen liegt.

Um Werkstücke mit verschiedenen Abmessungen gut zu halten, ist eine Vorrichtung bekannt (USA.-Patentschrift 1 665 226), bei der die Magnete in einer besonderen Form ausgebildet werden und bei der die Intensität des magnetischen Flusses geändert werden kann. Diese Ausbildung bedingt einen erheblichen baulichen und schaltungstechnischen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Aufspannvorrichtung der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln so auszurüsten, daß sie zum Aufspannen von Werkstücken 4η verschiedenster Abmessungen geeignet ist. Die Erfindung besteht darin, daß die Stromzuführung zu den Elektromagneten so umschaltbar ist, daß jeweils zwei nebeneinanderliegende Elektromagnete die gleiche Polarität haben, die paarweise wechselt. Wenn die Polarität der aufeinanderfolgenden Magnete wechselt, sind die Kraftlinien eng zusammengedrückt, während in der anderen Schaltstellung, wenn die Polarität paarweise wechselt, weit auseinandergezogene Kraftlinien vorhanden sind, die sich zum Aufspannen von größeren und großen Werkstücken eignen. Durch einfaches Umschalten kann die Vorrichtung dem jeweiligen Werkstück angepaßt werden.

Die elektromagnetische Aufspannvorrichtung kann mit parallelen geradlinigen oder mit konvergierenden oder radialen Luftspalten versehen werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß bei einer Ausführungsform mit wenigstens zwei ringförmigen, konzentrisch zueinander angeordneten Reihen von Elektromagneten und radial verlaufenden Luftspalten die Elektromagnete einer Reihe umschaltbar sind. Dabei ist es günstig, wenn die äußere Reihe von Elektromagneten umschaltbar ist.

Das Umschalten kann in einfacher Weise erfolgen, wenn von den Erregerspulen von vier aufeinanderfolgenden Elektromagneten die Spulen des ersten und vierten Magneten einerseits und die Spulen des zweiten und dritten Magneten andererseits in Reihe geschaltet sind und die Stromrichtung in einer dieser Gruppen umkehrbar ist. Damit läßt sich auch die Lage der Pole dieser Gruppe umkehren, so daß dann die Polteilung geändert wird.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

F i g. 1 und 2 sind sehr schematische lotrechte Schnitte eines Abschnitts einer elektromagnetischen Aufspannvorrichtung zur Verdeutlichung der beiden mit dieser erzielbaren Polteilungen;

Fig. 3 und 4 zeigen die Schaltung zur Veränderung der Polteilung in dem elementaren Fall von vier paarweise in Reihe geschalteten Spulen;

F i g. 5 ist eine teilweise Draufsicht einer Aufspannvorrichtung mit konvergierenden Luftspalten.

In F i g. 1 und 2 bezeichnen 2 die Polmassen, 3 die Spulen, 4 die Polplatte und 5 die Luftspalte. Die Nord- und Südpole sind mit N bzw. S bezeichnet.

Wenn zwei benachbarte Spulen gegensinnig geschaltet sind, d. h., wenn die Polarität von einer Polmasse zur nächsten wechselt, wie in F i g. 1 dargestellt, werden die Kraftlinien 6 α zusammengedrückt, was die wirksame Befestigung von dünnen Werkstücken gestattet.

Wenn dagegen zwei benachbarte Spulen in dem gleichen Sinn geschaltet sind, d. h. die gleiche Polarität haben, wie in F i g. 2 dargestellt, breiten sich die Kraftlinien 6 b aus, was die wirksame Befestigung von Werkstücken mittlerer oder großer Dicke gestattet.

Zum Übergang von einer Polteilung zur anderen sieht die Erfindung eine elektrische Umschaltung durch einen von Hand betätigten Umschalter oder einen Schaltkasten mit Druckknopfbetätigung vor, mit welchen die Ausschaltung bzw. die Stellung für eine kleine Polteilung (Fig. 1) bzw. die Stellung für eine große Polteilung (F i g. 2) hergestellt werden kann. Die Zahl der Polteilungen kann natürlich größer als zwei sein.

F i g. 3 und 4 zeigen beispielshalber eine Schaltung, welche die Umschaltung für den Fall von vier paarweise in Reihe geschalteten Spulen zeigen. Die Veränderung der Polteilung wird dadurch erhalten, daß die Stromrichtung an den beiden Klemmen 7 und 8 umgekehrt wird, während an den Klemmen 9 und 10 keine Umkehrung erfolgt.

Dieses Prinzip der Veränderung der Polteilung kann bei elektromagnetischen Aufspannvorrichtungen mit parallelen geradlinigen Luftspalten sowie bei solchen mit konvergierenden Luftspalten angewandt werden.

Bei Aufspannvorrichtungen mit geradlinigen parallelen Luftspalten ist die Ausführung infolge der Symmetrie und des Parallelismus der Luftspalte ohne weiteres klar. Für Aufspannvorrichtungen mit konvergierenden Luftspalten sind infolge der Form der durch die Luftspalte begrenzten geometrischen Figuren einige weitere Erläuterungen erforderlich, welche nachstehend unter Bezugnahme auf F i g. 5 gegeben sind, welche beispielshalber und nur teilweise eine elektromagnetische Aufspannvorrichtung mit zwei magnetischen Ringen zeigt, bei dessen Außenring die Erfindung angewandt ist.

12 ist der Innenring mit den Spulen 13 und den Luftspalten 14. 15 ist der Außenring mit den Spulen 18, welche paarweise zwischen den Luftspalten 14 angeordnet und in dem gleichen Paar durch einen Luftspalt 16 getrennt sind. Die beiden Ringe 12 und

15 sind magnetisch durch einen kreisförmigen Luftspalt 17 getrennt.

N und S bezeichnen die Nord- bzw. Südpole der Elektromagnete. In dem Innenring 12 ist die Polteilung unveränderlich, während sie in dem Außenring 15 zwei Werte haben kann. Von diesen beiden Werten geht der eine aus dem unteren rechten Teil der F i g. 5 und der andere aus dem oberen rechten Teil dieser Figur hervor. Der erste Wert entspricht einer großen Polteilung, während der zweite einer kleinen Polteilung entspricht.

Die beiden magnetischen Ringe 12 und 15 werden natürlich getrennt gespeist, und ein Umschaltsystem für den Außenring 15 ist in dem Gehäuse der Aufspannvorrichtung vorgesehen. Die Vorrichtung erfordert hier ein Speisekabel mit sechs Leitern und bei sich drehender Aufspannvorrichtung eine Schleifringanordnung mit sechs Ringen, nämlich zwei Ringen für den Innenring 12 und vier Ringen für den Außenring 15. Die elektrische Steuerung erfolgt durch einen Schaltkasten mit wenigstens fünf Druckknöpfen, nämlich für den Betrieb des Innenringes 12, für die Abstellung dieses Ringes, für den Betrieb des Außenringes 15 mit einer Schaltungsart, für den Betrieb des Außenringes 15 mit der anderen Schaltungsart, und für die Abstellung des Außenringes 15. Ferner muß eine Entmagnetisierungssteuerung vorgesehen sein.

Der Betrieb der Aufspannvorrichtung wird durch die Abmessungen des zu befestigenden Werkstücks bestimmt. Wenn die Werkstücke einen Durchmesser haben, welcher kleiner als der Außendurchmesser des Ringes 12 ist, ist die Speisung dieses Ringes erforderlich, während der Außenring 15 nicht gespeist zu werden braucht. Wenn die Werkstücke eine Bohrung haben, welche größer als der Außendurchmesser des Ringes 12 ist, ist die Speisung dieses Ringes unnötig, und es braucht nur der Außenring 15 gespeist zu werden. Wenn schließlich die Werkstücke eine Bohrung haben, welche kleiner als der Außendurchmesser des Ringes 12 ist, und einen Durchmesser, welcher größer als der Außendurchmesser dieses Ringes ist, müssen beide Ringe 12 und 15 gespeist werden.

In den Fällen, in welchen der Außenring 15 gespeist werden muß, wird seine Schaltung entsprechend der Dicke des zu befestigenden Werkstücks gewählt. Wenn das Werkstück dünn ist, wird die zusammengedrückte Kraftlinien ergebende Schaltung gewählt (oberer rechter Teil der F i g. 5). Wenn dagegen das Werkstück dick ist, wird die auseinandergespreizte Kraftlinien ergebende Schaltung gewählt (unterer rechter Teil der F i g. 5).

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Aufspannvorrichtung mit einer Reihe nebeneinander angeordneter, je

einen Nord- und einen Südpol aufweisender Elektromagnete, die mit von Magnet zu Magnet wechselnder Polarität auf der einen Seite zur Auflage des zu spannenden Werkstückes dienenden Polplatte angeordnet sind, dadurch

■20 gekennzeichnet, daß die Stromzuführung zu den Elektromagneten so umschaltbar ist, daß jeweils zwei nebeneinanderliegende Elektromagneten gleiche Polarität haben, die paarweise wechselt.

2. Elektromagnetische Aufspannvorrichtung

nach Anspruch 1 mit wenigstens zwei ringförmigen, konzentrisch zueinander angeordneten Reihen von Elektromagneten und radial verlaufenden Luftspalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete einer Reihe umschaltbar sind.

3. Elektromagnetische Aufspannvorichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Reihe von Elektromagneten umschalt-

bar ist.

4. Elektromagnetische Aufspannvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den Erregerspulen von vier aufeinanderfolgenden Elek-

tromagneten die Spulen des ersten und vierten Magneten einerseits und die Spulen des zweiten und dritten Magneten andererseits in Reihe geschaltet sind (Fig. 3) und die Stromrichtung in einer dieser Gruppen umkehrbar ist (Fig. 4).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen