DE202024100869U1

DE202024100869U1 - Polschuh für einen Magnetgreifer und Magnetgreifer mit Polschuh

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Publication number: DE202024100869U1
Application number: DE202024100869.3U
Authority: DE
Original assignee: J Schmalz GmbH
Current assignee: J Schmalz GmbH
Priority date: 2024-02-23
Filing date: 2024-02-23
Publication date: 2024-03-12
Anticipated expiration: 2034-02-24

Abstract

Polschuh (26, 28) für einen Magnetgreifer (10) zum Führen eines Magnetfeldanteils des Magnetgreifers (10) zu einem ferromagnetischen Werkstück (52) für das Greifen des ferromagnetischen Werkstücks (52), aufweisend:
- eine Befestigungs-Einrichtung (30, 32) zum Befestigen des Polschuhs (26, 28) an einem Gehäuse (12) des Magnetgreifers (10),
- eine Wirkstruktur (34, 36) zur Magnetfeldlenkung, und
- eine Werkstück-Kontaktfläche (38, 40), welche dazu ausgebildet ist, beim Greifen des ferromagnetischen Werkstücks (52) an dem ferromagnetischen Werkstück (52) anzuliegen,
- wobei die Werkstück-Kontaktfläche (38, 40) als eine zusammenhängende Fläche ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Polschuh für einen Magnetgreifer, sowie einen Magnetgreifer mit einem solchen Polschuh.
Typischerweise verfügen Magnetgreifer über einen Magneten zum Erzeugen eines Magnetfelds für das Greifen von ferromagnetischen Werkstücken. Häufig werden Polschuhe für das Führen eines Magnetfeldanteils des Magnetfelds zu dem zu greifenden Werkstück eingesetzt.
Magnetgreifer und zugehörige Polschuhe hierfür sind z.B. aus der DE 20 2019 005 976 U1 bekannt. Diese Polschuhe weisen jeweils eine Mehrzahl von Vorsprüngen und Aussparungen auf. Die Mehrzahl von Vorsprüngen jedes Polschuhs bilden eine gemeinsame Werkstückkontaktfläche, d.h. der Polschuh liegt zum Greifen eines Werkstücks mit mehreren, unzusammenhängenden Bereichen an dem Werkstück an und die Werkstückkontaktfläche weist insofern mit Unterbrechungen auf. Gemäß der DE 20 2019 005 976 U1 kann durch die Vorsprünge das Magnetfeld in der Nähe der Werkstückkontaktfläche konzentriert werden, wodurch dünne Bleche entstapelt werden können.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, für das Greifen von ferromagnetischen Werkstücken mittels eines Magnetgreifers verbesserte Greifeigenschaften bereitzustellen, insbesondere ein sicheres und/oder schonendes Greifen des ferromagnetischen Werkstücks ermöglichen und auch spezielle Greifaufgaben wie das Entstapeln von Blechen zu lösen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Polschuh mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Magnetgreifer mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein erfindungsgemäßer Polschuh ist zum Führen eines Magnetfeldanteils eines Magnetfelds eines Magnetgreifers zu einem ferromagnetischen Werkstück für das Greifen des ferromagnetischen Werkstücks mittels des Magnetgreifers geeignet. Der Polschuh ist dazu ausgebildet, bei einem Magnetgreifer zum Einsatz zu kommen, insbesondere indem der Polschuh an einem Gehäuse des Magnetgreifers angeordnet derart ist, dass das Magnetfeld des Magnetgreifers durch den Polschuh zu dem zu greifenden Werkstück geführt/gelenkt wird. Der Polschuh weist eine Befestigungs-Einrichtung, eine Wirkstruktur und eine Werkstück-Kontaktfläche auf. Die Befestigungs-Einrichtung ist zum Befestigen des Polschuhs an dem Gehäuse des Magnetgreifers ausgebildet. Die Wirkstruktur ist zur Magnetfeldlenkung ausgebildet, d.h. Lenkung zumindest eines Anteils des Magnetfelds des Magnetgreifers. Insbesondere kann die Wirkstruktur zur Erhöhung einer Haltekraft des Magnetgreifers und/oder zur Reduzierung einer Tiefenwirkung des Magnetfeldanteils ausgebildet sein. Die Werkstück-Kontaktfläche ist diejenige Fläche des Polschuhs, die zum Kontaktieren des ferromagnetischen Werkstücks ausgebildet. Die Werkstück-Kontaktfläche ist insofern diejenige Fläche des Polschuhs, die dazu ausgebildet ist, beim Greifen des ferromagnetischen Werkstücks (also wenn der Polschuh mit einem entsprechenden Magnetgreifer verbunden ist) an diesem Werkstück anzuliegen.
Die Werkstück-Kontaktfläche ist als eine zusammenhängende Fläche ausgebildet. Insbesondere ist die Werkstück-Kontaktfläche eine unterbrechungsfreie Fläche. Weiter vorzugsweise ist die Werkstück-Kontaktfläche ohne Löcher und/oder ohne Ausnehmungen ausgebildet. Die Werkstück-Kontaktfläche kann insbesondere eine einfach zusammenhängende Fläche sein.
Die Werkstück-Kontaktfläche kann insbesondere nicht zwei voneinander getrennt ausgebildeten Flächen und/oder Bereiche aufweisen. Unter Ausbildung der Werkstück-Kontaktfläche als eine zusammenhängende Fläche kann verstanden werden, dass zwei beliebige Punkte auf der Werkstück-Kontaktfläche durch eine kontinuierliche Kurve, Linie oder Pfad miteinander verbunden werden können, ohne dabei die Werkstück-Kontaktfläche zu verlassen. Mit anderen Worten, die kontinuierliche Kurve, Linie oder Pfad kann innerhalb der Werkstück-Kontaktfläche verlaufen.
Die Werkstück-Kontaktfläche kann eben ausgebildet sein. Dies kann sinnvoll sein, da bei Werkstücken mit üblichen Größenverhältnissen der Anlagebereich für den Polschuh oft zumindest näherungsweise eben ist. Auch für das Entstapeln eines Stapels aus magnetischen Blechen o.ä. ist eine ebene Werkstück-Anlagefläche oftmals sinnvoll. Eine unebene, z.B. gewölbte, Werkstück-Anlagefläche kann hingegen dann sinnvoll sein, wenn das Werkstück an einem entsprechen unebenen, z.B. gewölbten, Bereich kontaktiert werden soll.
Da die Werkstück-Kontaktfläche als zusammenhängende Fläche ausgebildet ist, kann eine Haltekraft, die beim Greifen eines Werkstücks auftritt, gleichmäßig auf eine größere Fläche verteilt werden. Dadurch kann eine gleichmäßigere Druckverteilung auf dem Werkstück erreicht werden, wodurch das Werkstück vor Verformungen oder Beschädigungen besser geschützt wird.
Weiter können durch die Ausbildung der Werkstück-Kontaktfläche als zusammenhängende Fläche eine Anzahl von Kanten, die beim Greifen eines Werkstücks gegen das Werkstück anliegen, reduziert werden, wodurch die Gefahr einer Beschädigung des Werkstücks reduziert wird. Dies kann für das Entstapeln von beschichteten Blechen besonders vorteilhaft sein, da die zusammenhängende Werkstück-Kontaktfläche das Risiko einer Beschädigung der Beschichtung durch eine Kante des Polschuhs reduzieren oder ganz verhindern kann. Dadurch kann der Polschuh ein sowohl sicheres als auch schonendes Greifen des Werkstücks ermöglichen.
Der Polschuh kann aus einem Material gebildet sein, das die Eigenschaft hat, Magnetfelder zu verstärken und/oder zu leiten. Der Polschuh kann aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere Eisen, Stahl, Nickel oder Kobalt, gebildet sein.
Der Polschuh ist vorteilhafterweise einteilig ausgebildet. Mehrteilige Ausgestaltungen sind jedoch auch möglich, z.B. um die Montage zu vereinfachen.
Bei einer Ausgestaltung mit mehreren Komponenten des Polschuhs kann der Polschuh ein ferromagnetisches Material und ein nicht-ferromagnetisches Material aufweisen. Grundsätzlich können die beiden Materialien einstückig miteinander verbunden sein, insbesondere gemeinsam einen monolithischen Körper bilden. Es kann aber auch vorteilhaft sein, dass die beiden Materialien lösbar miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann das nicht-ferromagnetische Material lösbar und wiederverbindbar an dem ferromagnetischen Material angebracht sein.
Das nicht-ferromagnetische Material kann beispielsweise ein Kunststoff, insbesondere ein Elastomer, sein. Das nicht-ferromagnetische Material kann die Werkstück-Kontaktfläche bilden. Vorteilhafterweise kann mittels des nicht-ferromagnetischen Materials das Werkstück vor einer Beschädigung, insbesondere vor Kratzer, geschützt werden.
Beispielsweise kann das nicht-ferromagnetische Material als ein Distanzkörper ausgebildet sein. Der Distanzkörper kann dazu ausgebildet sein, eine Distanz zwischen der Werkstück-Kontaktfläche und dem ferromagnetischen Material, insbesondere zwischen der Werkstück-Kontaktfläche und der Wirkstruktur, festzulegen. Durch das Festlegen der Distanz kann die Tiefenwirkung des Magnetfeldanteils festlegbar sein.
Durch eine Veränderung der Distanz kann die Tiefenwirkung des Magnetfeldanteils einstellbar sein. Beispielsweise kann eine Mehrzahl von Distanzkörpern mit unterschiedlicher Dicke bereitgestellt werden, wobei die Tiefenwirkung des Magnetfelds durch eine Selektion des Distanzkörpers, der eine vorgegebene Dicke aufweist, eingestellt wird.
Der Distanzkörper kann als Elastomerstreifen ausgebildet sein. Der Elastomerstreifen kann mit dem ferromagnetischen Material des Polschuhs verbunden sein, beispielsweise mittels einer Klebverbindung. Vorteilhafterweise können mittels des Elastomerstreifens höhere Querkräfte aufgenommen werden, die beispielsweise bei einer Bewegung des Polschuhs und eines gegriffenen Werkstücks auftreten können. Dadurch können höhere Prozessgeschwindigkeiten und Anlagen-Durchsätze erzielt werden. Der Polschuh ist insbesondere dazu vorgesehen und entsprechend ausgestaltet, mit einem Magneten des Magnetgreifers magnetisch gekoppelt zu sein.
Unter dem Lenken oder Führen des Magnetfeldanteils des Magnetgreifers zu dem ferromagnetischen Werkstück für das Greifen des ferromagnetischen Werkstücks mittels des Magnetgreifers kann verstanden werden, dass ein Anteil des Magnetfelds des Magnetgreifers durch und/oder mittels des Polschuhs umgelenkt, umgeformt und/oder bereichsweise konzentriert wird. Insbesondere kann der geführte Anteil des Magnetfelds ein für das Greifen des Werkstücks erforderlicher oder gewünschter Anteil des Magnetfelds sein. Der Magnetfeldanteil kann durch den Polschuh geführt sein, wenn eine Magnetfeldlinie des Magnetfelds innerhalb des Polschuhs verläuft und aus der Werkstück-Kontaktfläche austritt.
Unter dem Greifen des Werkstücks kann verstanden werden, dass der von dem Polschuh geführte Magnetfeldanteil derart in das Werkstück eingekoppelt wird, dass das Werkstück durch den eingekoppelten Magnetfeldanteil eine Magnetkraft erfährt, die das Werkstück gegen den Polschuh drückt. Die Magnetkraft kann dann insbesondere größer sein als eine Gewichtskraft des Werkstücks. Anders formuliert, das ferromagnetische Werkstück kann mittels des Magnetgreifers gegriffen sein, wenn der mittels des Polschuhs geführte Magnetfeldanteil das Werkstück gegen die Werkstück-Kontaktfläche drückt oder presst.
Das ferromagnetische Werkstück kann aus Eisen oder Stahl gebildet sein. Das Werkstück kann ein Blech oder Materialtafel sein. Insbesondere kann eine Breite und/oder eine Länge des Werkstücks mehr als das Fünffache, insbesondere das zehnfache, einer Dicke des Werkstücks betragen. Die Dicke des Werkstücks kann beispielsweise ein Betrag in einem Bereich von 0,5 mm (Millimeter) bis 5 cm (Zentimeter), insbesondere 0,5 mm bis 5 mm, aufweisen. Das Werkstück kann eine Beschichtung aufweisen.
Die Befestigungs-Einrichtung kann mindestens ein Durchgangsloch für das Aufnehmen einer Befestigungsschraube zum Herstellen einer Schraubverbindung zwischen den Polschuh und dem Gehäuse des Magnetgreifers aufweisen. Das Durchgangsloch kann als Senkbohrung ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Befestigungs-Einrichtung mindestens ein Gewinde zum Herstellen einer Schraubverbindung zwischen den Polschuh und dem Gehäuse des Magnetgreifers aufweisen.
Die Befestigungs-Einrichtung kann eine Aufnahme zum Aufnehmen einer Schraubensicherung zum Zweck der Sicherung einer Befestigungsschraube, die in der Befestigungs-Einrichtung eingesetzt ist, aufweisen. Die Aufnahme kann als Senkung ausgebildet sein. Die Schraubensicherung kann als O-Ring ausgebildet sein. Wenn der Polschuh an dem Magnetgreifer befestigt ist, kann die Aufnahme der Befestigung-Einrichtung an einer Seite des Polschuhs angeordnet sein, die dem Magneten des Magnetgreifers zugewandt oder abgewandt ist.
Die Wirkstruktur kann durch eine geometrische Gestaltung des Polschuhs zur gezielten Lenkung der magnetischen Feldlinien gebildet sein. Die geometrische Gestaltung kann mindestens eine Abschrägung und/oder mindestens eine Abrundung aufweisen. Die geometrische Gestaltung kann durch das Einbringen von Absätzen, Bohrungen, Ausnehmungen und/oder Stufen gebildet sein.
Die Wirkstruktur kann durch eine Materialanhäufung und/oder eine Materialreduktion gebildet sein. Die Wirkstruktur kann durch eine geometrische Form und/oder durch eine Mikrostruktur des Polschuhs gebildet sein. Die Wirkstruktur kann beispielsweise eine Anzahl von Kanälen, eine Anzahl von Schlitzen, eine Anzahl von Vertiefungen und/oder eine Anzahl von Erhebungen aufweisen. Die Wirkstruktur kann als eine periodische Struktur ausgebildet sein.
Die Wirkstruktur kann für das Kontaktieren des Werkstücks ungeeignet sein. Die Wirkstruktur kann, insbesondere nur, für die Erhöhung der Haltekraft des Magnetgreifers und/oder für die Reduzierung der Tiefenwirkung des Magnetfeldanteils ausgebildet sein. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Wirkstruktur weder die Werkstück-Kontaktfläche bildet noch die Werkstück-Kontaktfläche aufweist.
Die Wirkstruktur kann einen Verlauf des Magnetfeldanteils in dem Polschuh beeinflussen. Durch die Wirkstruktur kann der Verlauf des Magnetfeldanteils in eine Richtung gelenkt oder gebündelt werden. Die Wirkstruktur kann dazu ausgebildet sein, den Magnetfeldanteil von dem Magneten des Magnetgreifers zu der Werkstück-Kontaktfläche zu führen.
Die Wirkstruktur kann dazu dienen, den Magnetfeldanteil zu lenken, was insbesondere auch ein (wenigstens bereichsweises) Fokussieren umfassen kann. Durch das Fokussieren des Magnetfeldanteils kann die Haltekraft des Magnetgreifers erhöht werden. Durch das Lenken des Magnetfeldanteils kann eine Tiefenwirkung des Magnetfeldanteils auf das Werkstück reduziert werden. Insbesondere kann die Wirkstruktur die Tiefenwirkung des Magnetfeldanteils auf das Werkstück dadurch reduzieren, dass die Wirkstruktur den Magnetfeldanteil derart lenkt, dass ein Abstand der Magnetfeldlinien des Magnetfeldanteils nach einem Austreten des Magnetfeldanteils aus der Werkstück-Kontaktfläche zu der Werkstück-Kontaktfläche geringer ist als ein Abstand der Magnetfeldlinien des Magnetfeldanteils nach dem Austreten aus der Werkstück-Kontaktfläche zu der Werkstück-Kontaktfläche ohne Wirkstruktur.
Die Wirkstruktur, insbesondere eine Ausrichtung der Wirkstruktur, kann dazu ausgebildet sein, eine Ausrichtung und/oder ein Fluss des Magnetfeldanteils für das Greifen des Werkstücks zu optimieren.
Die Wirkstruktur kann zwischen der Befestigungs-Einrichtung und der Werkstück-Kontaktfläche angeordnet sein.
Die Wirkstruktur kann sich in Richtung zu der Werkstück-Kontaktfläche erstrecken. Insbesondere kann sich die Wirkstruktur von einem der Werkstück-Kontaktfläche entgegengesetzten Ende oder Seite des Polschuhs bis zu der Werkstück-Kontaktfläche erstrecken. Alternativ kann sich die Wirkstruktur von der Befestigungs-Einrichtung bis zu der Werkstück-Kontaktfläche erstrecken.
Die Wirkstruktur kann sich bis zu einem Kontaktbereich des Polschuhs erstrecken. Insbesondere kann sich die Wirkstruktur von dem Kontaktbereich entgegengesetzten Ende oder Seite des Polschuhs bis zu dem Kontaktbereich erstrecken. Alternativ kann sich die Wirkstruktur von der Befestigungs-Einrichtung bis zu dem Kontaktbereich erstrecken. Der Kontaktbereich kann durch die Werkstück-Kontaktfläche begrenzt sein. Der Kontaktbereich kann sich von der Werkstück-Kontaktfläche bis zu höchstens 5 mm, vorzugsweise 4 mm, 3 mm, 2 mm oder 1 mm, in einer zur Werkstück-Kontaktfläche orthogonalen Richtung erstrecken.
Die Wirkstruktur kann dazu ausgebildet sein, den Magnetfeldanteil derart zu der Werkstück-Kontaktfläche zu führen, dass der Magnetfeldanteil für das Greifen des Werkstücks aus der Werkstück-Kontaktfläche austritt.
Die Werkstück-Kontaktfläche kann zum berührenden Kontaktieren des ferromagnetischen Werkstücks ausgebildet sein.
Wie bereits angesprochen, kann die Werkstück-Kontaktfläche je nach Anwendungsbereich eben oder gekrümmt, insbesondere konvex, ausgebildet sein.
Die Werkstück-Kontaktfläche kann ein Ende des Polschuhs bilden.
Die Werkstück-Kontaktfläche kann von einer Fase oder Abrundung des Polschuhs begrenzt sein. Die Fase oder Abrundung des Polschuhs kann die Werkstück-Kontaktfläche umlaufend umgeben. Durch die Fase oder Abrundung kann eine rechtwinklige Kante vermieden werden. Die Fase kann durch Anfassen der Kante, die die Werkstück-Kontaktfläche begrenzt, hergestellt sein. Die Abrundung kann durch Abrunden der Kante, die die Werkstück-Kontaktfläche begrenzt, hergestellt sein.
Der Polschuh kann zwei Zentrierbohrungen zum Aufnehmen von Zylinderstifte des Magnetgreifers zum Zweck des Ausrichtens des Polschuhs relativ zu dem Gehäuse des Magnetgreifers aufweisen. Insbesondere die beiden Zentrierbohrungen können das Ausrichten des Polschuhs während dem Befestigen des Polschuhs an dem Gehäuse des Magnetgreifers erleichtert.
Ein weiterer Aspekt des Polschuhs kann sein, dass eine geometrische Form des Polschuhs die Wirkstruktur bildet. Die Wirkstruktur kann dazu ausgebildet sein, den Magnetfeldanteil derart zu der Werkstück-Kontaktfläche zu führen, dass der Magnetfeldanteil zum Zweck der Erhöhung der Haltekraft fokussiert aus der Werkstück-Kontaktfläche austritt. Zusätzlich kann die Wirkstruktur dazu ausgebildet sein, den Magnetfeldanteil derart zu der Werkstück-Kontaktfläche zu führen, insbesondere lenken, dass der Magnetfeldanteil mit einer geringeren Tiefenwirkung aus der Werkstück-Kontaktfläche austritt als bei einem Polschuh ohne Wirkstruktur. Dadurch kann der Polschuh ermöglichen, dass ein Werkstück von einem Werkstück-Stapel, der durch einzelne übereinanderliegende plattenförmige Werkstücke gebildet ist, mittels des Magnetgreifers gegriffen werden kann, ohne dabei ein darunterliegendes Werkstück zu greifen. Die zusammenhängende Werkstück-Kontaktfläche kann dabei eine Beschädigung des Werkstücks, beispielsweise eine Beschichtung des Werkstücks, verhindern.
In einer Weiterbildung des Polschuhs bewirkt die Wirkstruktur, dass eine Querschnittsfläche des Polschuhs ausgehend von der Werkstück-Kontaktfläche in Richtung der Befestigungs-Einrichtung sich vergrößert. Vorteilhafterweise kann dadurch der Magnetfeldanteil auf die Werkstück-Kontaktfläche fokussiert werden. Insbesondere kann die Wirkstruktur bewirken, dass ein Betrag der Querschnittsfläche des Polschuhs ausgehend von der Werkstück-Kontaktfläche in Richtung der Befestigungs-Einrichtung sich vergrößert. Die Richtung kann orthogonal zu der Werkstück-Kontaktfläche ausgerichtet sein.
In einer Weiterbildung des Polschuhs vergrößert sich die Querschnittsfläche des Polschuhs stetig oder unstetig. Unter einer stetigen Vergrößerung der Querschnittsfläche kann eine kontinuierliche Vergrößerung der Querschnittsfläche verstanden werden. Unter einer unstetigen Vergrößerung der Querschnittsfläche kann eine sprungartige oder stufenartige Vergrößerung der Querschnittsfläche verstanden werden.
In einer Weiterbildung des Polschuhs weist die Wirkstruktur eine stufenartige Ausbildung auf. Vorteilhafterweise kann eine stufenartige Wirkstruktur besonders einfach hergestellt werden. Die stufenartige Wirkstruktur kann zu der Werkstück-Kontaktfläche einen parallelen Verlauf aufweisen. Die stufenartige Wirkstruktur kann durch eine Anzahl, insbesondere 2, 3, 4 oder 5, von Stufen gebildet sein. Die Stufen können durch Oberflächen des Polschuhs gebildet werden, die parallel und versetzt zueinander angeordnet sind. Die Oberflächen können mit einem gleichen Abstand voneinander beanstandet sein. Mit anderen Worten, die Oberflächen können gleichmäßig voneinander beanstandet sein. Die die stufenartige Wirkstruktur bildenden Oberflächen des Polschuhs können parallel und versetzt zu der Werkstück-Kontaktfläche ausgerichtet sein. Durch die stufenartige Wirkstruktur kann sich die Querschnittsfläche des Polschuhs von der Werkstück-Kontaktfläche in Richtung der Befestigungs-Einrichtung unstetig vergrößern.
In einer Weiterbildung des Polschuhs weist die Wirkstruktur eine ebene Ausbildung auf. Durch die ebene Wirkstruktur kann sich die Querschnittsfläche des Polschuhs von der Werkstück-Kontaktfläche in Richtung der Befestigungs-Einrichtung stetig vergrößern. Die ebene Wirkstruktur kann durch eine ebene Fläche des Polschuhs gebildet sein. Die ebene Wirkstruktur kann sich bis zu der Werkstück-Kontaktfläche erstrecken. Ein Betrag eines Winkels zwischen der ebenen Wirkstruktur und der Werkstück-Kontaktfläche kann ungleich 90° sein, insbesondere größer als 90° sein. Vorzugsweise kann der Winkel zwischen der ebenen Wirkstruktur und der Werkstück-Kontaktfläche einen Betrag aufweisen, der größer als 90° und kleiner als 180° ist. Die ebene Wirkstruktur kann für das Kontaktieren des Werkstücks ungeeignet sein. Die ebene Wirkstruktur kann, insbesondere nur, für die Erhöhung der Haltekraft des Magnetgreifers und/oder für die Reduzierung der Tiefenwirkung des Magnetfeldanteils ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung des Polschuhs weist die Wirkstruktur eine Anzahl, beispielsweise 2, 3, 4, 5, 6 oder 8, von Ausnehmungen auf. Jede Ausnehmung weist eine Längsachse auf, entlang der sich die Ausnehmung erstreckt. Durch die Ausnehmungen kann erreicht werden, dass der Magnetfeldanteil, der von dem Polschuh geführt ist, in einen die Ausnehmung nicht aufweisenden Bereich des Polschuhs gedrängt wird.
Die Anzahl von Ausnehmungen können in einem Randbereich des Polschuhs angeordnet sein. Der Randbereich kann sich von der Werkstück-Kontaktfläche bis zu einer Hälfte, vorzugsweise einem Drittel oder einem Viertel, einer Länge des Polschuhs erstrecken. Die Länge des Polschuhs kann in einer zur Werkstück-Kontaktfläche orthogonalen Richtung gemessen werden. Jede Ausnehmung kann den Polschuh, insbesondere vollständig, durchdringen.
Die Ausnehmungen oder zumindest eine Anzahl der Ausnehmungen kann mit dem nicht-ferromagnetischen Material des Polschuhs ausgefüllt sein. Das nicht-ferromagnetische Material kann beispielsweise ein Kunststoff, insbesondere ein Elastomer, sein.
In einer Weiterbildung des Polschuhs sind die Längsachsen der Ausnehmungen orthogonal oder parallel zu der Werkstück-Kontaktfläche ausgerichtet.
In einer Weiterbildung des Polschuhs weist mindestens eine Ausnehmung von der Anzahl von Ausnehmung einen kreisförmigen Querschnitt auf. Zusätzlich oder alternativ weist mindestens eine Ausnehmung von der Anzahl von Ausnehmung einen rechteckförmigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt auf. Vorteilhafterweise kann eine Ausnehmung mit einem kreisförmigen Querschnitt und/oder eine Ausnehmung mit einem rechteckförmigen Querschnitt besonders einfach hergestellt werden.
Vorzugsweise können alle Ausnehmungen einen kreisförmigen Querschnitt oder einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen.
Mindestens eine Ausnehmung von der Anzahl von Ausnehmung kann als ein Loch, insbesondere Bohrung, ausgebildet sein.
Die Durchmesser der Ausnehmungen können gleich oder voneinander verschieden sein.
In einer Weiterbildung des Polschuhs ist jede Ausnehmung als ein Loch, insbesondere Bohrung, ausgebildet, das sich von einer der Werkstück-Kontaktfläche entgegengesetzten Seite des Polschuhs auf die Werkstück-Kontaktfläche zu erstreckt.
Jedes Loch kann sich derart von der der Werkstück-Kontaktfläche entgegengesetzten Seite des Polschuhs auf die Werkstück-Kontaktfläche zu erstrecken, dass das Loch nicht bis zu der Werkstück-Kontaktfläche gelangt, insbesondere die Werkstück-Kontaktfläche nicht durchdringt. Alternativ kann sich jedes Loch derart von der der Werkstück-Kontaktfläche entgegengesetzten Seite des Polschuhs auf die Werkstück-Kontaktfläche zu erstrecken, dass das Loch bis zu der Werkstück-Kontaktfläche gelangt, insbesondere die Werkstück-Kontaktfläche durchdringt. Jedes Loch kann einen ebenen Loch-Grund aufweisen.
Ein Abstand zwischen der Werkstück-Kontaktfläche und dem Loch-Grund kann einen Betrag in einem Bereich von 1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 1 mm bis 3 mm, aufweisen.
Die der Werkstück-Kontaktfläche entgegengesetzte Seite kann ein Ende des Polschuhs bilden. Die der Werkstück-Kontaktfläche entgegengesetzte Seite kann parallel zu der Werkstück-Kontaktfläche verlaufen. Die der Werkstück-Kontaktfläche entgegengesetzte Seite kann durch eine ebene Fläche des Polschuhs gebildet sein. Die der Werkstück-Kontaktfläche entgegengesetzte Seite kann als eine zusammenhängende Fläche ausgebildet sein. Jede Längsachse der Löcher kann orthogonal zu der Werkstück-Kontaktfläche ausgerichtet sein.
In einer Weiterbildung des Polschuhs ist jede Ausnehmung als ein Loch, insbesondere Bohrung, ausgebildet, die den Polschuh von einer Seite des Polschuhs bis zu einer der Seite entgegengesetzten weiteren Seite des Polschuhs durchdringt. Jedes Loch, insbesondere Bohrung, kann parallel zu der Werkstück-Kontaktfläche ausgerichtet sein. Die Seite und die weitere Seite können parallel zueinander verlaufen. Die Seite und die weitere Seite können eben ausgebildet sein. Die Seite und die weitere Seite können jeweils eine Breitseite des Polschuhs sein. Alternativ können die Seite und die weitere Seite jeweils eine Schmalseite des Polschuhs sein. Die Seite und/oder die weitere Seite können orthogonal zu der Werkstück-Kontaktfläche verlaufen. Die Werkstück-Kontaktfläche kann nicht an der Seite und/oder der weiteren Seite angeordnet sein.
Ein Abstand zwischen der Werkstück-Kontaktfläche und dem Loch, insbesondere Bohrung, kann einen Betrag in einem Bereich von 1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 1 mm bis 3 mm, aufweisen.
In einer Weiterbildung des Polschuhs ist ein Abstand zwischen der Wirkstruktur und der Werkstück-Kontaktfläche geringer ist als ein Abstand zwischen der Wirkstruktur und der Befestigungs-Einrichtung.
In einer Weiterbildung des Polschuhs weist die Wirkstruktur eine Abfolge von Erhebungen und/oder Aussparungen auf. Der Magnetfeldanteil kann in den Erhebungen zumindest teilweise geführt sein. Durch die Aussparungen kann erreicht werden, dass der Magnetfeldanteil, der von dem Polschuh geführt ist, in einen die Aussparungen nicht aufweisenden Bereich des Polschuhs gedrängt wird. Insbesondere kann durch die Aussparungen erreicht werden, dass der Magnetfeldanteil, der von dem Polschuh geführt ist, in die Erhebungen gedrängt wird.
Die Aussparungen können mit dem nicht-ferromagnetischen Material des Polschuhs ausgefüllt sein. Das nicht-ferromagnetische Material kann beispielsweise ein Kunststoff, insbesondere ein Elastomer, sein.
Die Erhebungen und/oder die Aussparungen können gleichmäßig voneinander beanstandet sein. Die Erhebungen und/oder die Aussparungen können sich in eine zu der Werkstück-Kontaktfläche orthogonale Richtung erstrecken. Die Erhebungen und/oder die Aussparungen können an einer Seitenfläche, insbesondere eine Breitseite, des Polschuhs angeordnet sein. Zwischen zwei benachbarten Erhebungen kann eine Aussparung angeordnet sein. Zwischen zwei benachbarten Aussparungen kann eine Erhebung angeordnet sein. Die Abfolge kann durch eine abwechselnde oder alternierende Anordnung von Aussparungen und Erhebungen gebildet sein. Die Erhebungen und/oder die Aussparungen können jeweils einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen. Jede Aussparung kann als Nut ausgebildet sein. Die Erhebungen und/oder die Aussparungen können sich bis zu dem Kontaktbereich erstrecken.
In einer Weiterbildung des Polschuhs durchdringen die Aussparungen den Polschuh. Dadurch kann ein besonderes effizientes Drängen des Magnetfeldanteils in Bereiche des Polschuhs, welche die Aussparungen nicht aufweisen, ermöglicht werden. Jede Aussparung kann als Langloch ausgebildet sein.
Ein erfindungsgemäßer Magnetgreifer für eine Handhabungsvorrichtung zum Greifen eines ferromagnetischen Werkstücks weist ein Gehäuse und einen Magneten, der in dem Gehäuse angeordnet ist, auf. Der Magnet ist zwischen einem Greifzustand zum Greifen des ferromagnetischen Werkstücks und einem Freigabezustand zum Freigeben des ferromagnetischen Werkstücks überführbar. Weiter weist der Magnetgreifer wenigstens einen ersten Polschuh der zuvor beschriebenen Art und einem zweiten Polschuh der zuvor beschriebenen Art auf. Der erste Polschuh und der zweite Polschuh sind an dem Gehäuse befestigt. Die Werkstück-Kontaktfläche des ersten Polschuhs und die Werkstück-Kontaktfläche des zweiten Polschuhs bilden zusammen eine Haltefläche des Magnetgreifers. Vorteilhafte Ausgestaltungen haben genau zwei der genannte Polschuhe; insbesondere können die beiden Polschuhe dann im Wesentlichen gegenüberliegend an dem Gehäuse angeordnet sein, vorzugsweise an jeweiligen Seitenflächen des Gehäuses des Magnetgreifers.
Die Handhabungsvorrichtung kann als ein Manipulator, beispielsweise in Form eines Roboterarms, ausgebildet sein.
Das Gehäuse kann einteilig ausgebildet sein oder eine Mehrzahl von Gehäuseteile aufweisen, die in einem zusammengesetzten Zustand das Gehäuse bilden. Das Gehäuse kann nicht magnetisierbar ausgebildet sein. Das Gehäuse kann aus einem nicht-ferromagnetischen Material, beispielsweise Aluminium, ausgebildet sein.
Der Magnet kann dazu ausgebildet sein, das Magnetfeld zu erzeugen. Der Magnet kann ein Permanentmagnet und/oder ein Elektromagnet sein. Der Magnet kann von dem Gehäuse getragen sein. Das Gehäuse kann einen Innenraum aufweisen, in dem der Magnet angeordnet ist.
Der Magnet kann einen Nordpol und einen Südpol aufweisen. Das Magnetfeld des Magneten kann sich von dem Nordpol zu dem Südpol erstreckt.
Der Magnet kann derart in dem Gehäuse angeordnet sein, dass in dem Greifzustand der Nordpol auf den ersten Polschuh und der Südpol auf den zweiten Polschuh gerichtet ist.
In dem Greifzustand kann ein Magnetfeldanteil des Magnetfelds des Magneten mittels den Polschuhen zu der Haltefläche geführt sein. In dem Freigabezustand kann der Magnetfeldanteil des Magnetfelds des Magneten nicht mittels den Polschuhen zu der Haltefläche geführt sein.
Der Magnet kann durch eine Translationsbewegung des Magneten zwischen dem Greifzustand und dem Freigabezustand überführbar sein. Die Translationsbewegung kann eine gerade Bewegung sein, insbesondere eine Vertikalbewegung. Beispielsweise kann der Magnet durch eine lineare Verschiebung des Magneten, insbesondere in eine zur Längsachse des Magnetgreifers parallelen Richtung, zwischen dem Greifzustand und dem Freigabezustand überführbar sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Magnet durch eine Rotationsbewegung des Magneten zwischen dem Greifzustand und dem Freigabezustand überführbar sein.
Der Magnet kann in dem Gehäuse linear verschiebbar und/oder drehbeweglich, insbesondere entlang einer Längsachse des Magnetgreifers, gelagert sein.
Das Überführen von dem Freigabezustand in den Greifzustand kann durch eine lineare Verschiebung des Magneten innerhalb des Gehäuses auf die Haltefläche zu erfolgen. Das Überführen von dem Greifzustand in den Freigabezustand kann durch eine lineare Verschiebung des Magneten innerhalb des Gehäuses von der Haltefläche weg erfolgen.
Die Translationsbewegung und/oder die Rotationsbewegung des Magneten kann pneumatisch, elektrisch, beispielsweise mittels eines Elektromotors oder eines elektrischen Linearantriebs, oder mechanisch, beispielsweise durch Betätigung eines Hebels, angetrieben sein. Anders formuliert, der Magnetgreifer kann elektrisch, pneumatisch oder mechanisch aktuiert sein.
Der Magnetgreifer kann einen Aktuator zum Überführen des Magneten zwischen dem Greifzustand und dem Freigabezustand aufweisen. Der Aktuator kann dazu ausgebildet sein, die Translationsbewegung und/oder die Rotationsbewegung des Magneten anzutreiben. Der Aktuatoren kann ein Elektromotor, ein Hebel und/oder ein pneumatischer Antrieb sein. Insbesondere kann der Aktuator als Pneumatik-Kolben ausgebildet sein, der mit dem Magneten verbunden ist. Das Gehäuse kann einen neuen Pneumatik-Zylinder aufweisen, in dem der Pneumatik-Kolben angeordnet ist.
Wenn der Magnet durch eine Rotationsbewegung zwischen dem Freigabezustand und dem Greifzustand überführbar ist, kann der Magnet zwei voneinander separat ausgebildete Magnetsegmente aufweisen, die zum Überführen zwischen dem Freigabezustand und dem Greifzustand gegeneinander verdreht werden.
Der Magnetgreifer kann eine Mehrzahl von Magneten aufweisen. Wenn der Magnetgreifer die Mehrzahl von Magneten aufweist, kann der Magnetgreifer eine Mehrzahl von ersten Polschuhen und eine Mehrzahl von zweiten Polschuhen aufweisen. Die Anzahl von Magneten, die Anzahl von ersten Polschuhen und die Anzahl von zweiten Polschuhen können gleich sein. Insbesondere jedem Magneten des Magnetgreifers kann ein erster Polschuh und ein zweiter Polschuh zugeordnet sein. Entsprechendes kann gelten, wenn der Magnet eine höhere Segmentierung, beispielsweise größer zwei, aufweist.
Der Magnetgreifer kann einen Sensor zum Erfassen des Greifzustands und/oder des Freigabezustands aufweisen. Der Sensor kann eine Position des Magneten in dem Gehäuse erfassen. Der Magnettreffer kann eine Steuereinrichtung aufweisen, die den Aktuator zum Überführen des Magneten zwischen dem Greifzustand und dem Freigabezustand in Abhängigkeit von der erfassten Position des Magneten in dem Gehäuse und/oder von dem erfassten Greifzustand oder Freigabezustand ansteuert.
Der erste Polschuh und der zweite Polschuh können gegenüberliegend an dem Gehäuse angeordnet sein. Der erste Polschuh und der zweite Polschuh können an entgegengesetzten Seiten des Gehäuses angeordnet sein. Der erste Polschuh und der zweite Polschuh können lösbar an dem Gehäuse befestigt sein. Insbesondere können der erste Polschuh und der zweite Polschuh mittels einer Schraubverbindung an dem Gehäuse befestigt sein.
Der erste Polschuh kann derart an dem Gehäuse angeordnet sein, dass, wenn der Magnet sich in dem Greifzustand befindet, der erste Polschuh durch den von dem ersten Polschuh geführten Magnetfeldanteil des Magneten als Nordpol wirkt. Der zweite Polschuh kann derart an dem Gehäuse angeordnet sein, dass, wenn der Magnet sich in dem Greifzustand befindet, der zweite Polschuh durch den von dem zweiten Polschuh geführten Magnetfeldanteil des Magneten als Südpol wirkt.
Die Haltefläche kann zum berührenden Kontaktieren des ferromagnetischen Werkstücks ausgebildet sein. Die Haltefläche kann, insbesondere nur, durch die Werkstück-Kontaktfläche des ersten Polschuhs und die Werkstück-Kontaktfläche des zweiten Polschuhs gebildet sein. Vorzugsweise kann nur die Haltefläche dazu ausgebildet und/oder vorgesehen sein, das ferromagnetische Werkstück zu kontaktieren.
Wenn der Magnet sich in dem Greifzustand befindet und das Werkstück von dem Magnetgreifer gegriffen ist, kann auf das Werkstück mittels des Magnetfeldanteils eine Magnetkraft wirken, welche das Werkstück, insbesondere nur, gegen die Haltefläche drückt oder presst. Die Magnetkraft kann größer sein als eine Gewichtskraft des Werkstücks.
Der Magnetgreifer kann elektrisch oder pneumatisch angesteuert sein.
In einer Weiterbildung des Magnetgreifers weist der Magnetgreifer eine Einstellungs-Einrichtung zum Einstellen eines Polschuh-Abstands zwischen dem ersten Polschuh und dem zweiten Polschuh und/oder zum Einstellen eines Magnet-Abstands zwischen dem Magneten, insbesondere in dem Greifzustand, und den beiden Polschuhen auf.
Das Einstellen des Polschuh-Abstands mittels der Einstellungs-Einrichtung kann beispielsweise durch eine Verschiebung von zumindest einem der beiden Polschuhe in eine zur Haltefläche parallelen Richtung erfolgen.
Das Einstellen des Magnet-Abstands mittels der Einstellungs-Einrichtung kann beispielsweise durch eine Verschiebung von beiden Polschuhe in eine zur Haltefläche orthogonalen Richtung erfolgen.
Das Gehäuse kann die Einstellungs-Einrichtung aufweisen. Der erste und zweite Polschuh können an der Einstellungs-Einrichtung befestigt sein.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Figuren, deren Beschreibung und den Ansprüchen entnehmbar. Alle in den Figuren, deren Beschreibung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Magnetgreifers in einem Freigabezustand,
2 eine schematische Darstellung des Magnetgreifers von 1 in einem Greifzustand,
3 eine Schrägansicht einer ersten Variante eines Polschuhs des Magnetgreifers von 1,
4 eine weitere Schrägansicht der ersten Variante des Polschuhs von 3,
5 eine Draufsicht auf eine Werkstück-Kontaktfläche der ersten Variante des Polschuhs von 3,
6 eine Schnittansicht der ersten Variante des Polschuhs entlang einer Schnittlinie VI-VI gemäß 5,
7 eine Schrägansicht einer zweiten Variante eines Polschuhs des Magnetgreifers von 1,
8 eine Schrägansicht einer dritten Variante eines Polschuhs des Magnetgreifers von 1,
9 eine Seitenansicht der dritten Variante des Polschuhs von 8,
10 eine Schnittansicht der dritten Variante des Polschuhs entlang einer Schnittlinie X-X gemäß 9,
11 eine Schrägansicht einer vierten Variante eines Polschuhs des Magnetgreifers von 1,
12 eine Draufsicht auf einer der Werkstück-Kontaktfläche entgegengesetzten Seite der vierten Variante des Polschuhs von 11,
13 eine Schnittansicht der vierten Variante des Polschuhs entlang einer Schnittlinie XIII-XIII gemäß 12,
14 eine Schrägansicht einer fünften Variante eines Polschuhs des Magnetgreifers von 1,
15 eine Draufsicht auf die der Werkstück-Kontaktfläche entgegengesetzten Seite der fünften Variante des Polschuhs von 14,
16 eine Schnittansicht der fünften Variante des Polschuhs entlang einer Schnittlinie XVI-XVI gemäß 15,
17 eine Schrägansicht einer sechsten Variante eines Polschuhs des Magnetgreifers von 1,
18 eine weitere Schrägansicht der sechsten Variante des Polschuhs von 17,
19 eine Seitenansicht der sechsten Variante des Polschuhs von 17,
20 eine Schrägansicht einer siebten Variante eines Polschuhs des Magnetgreifers von 1,
21 eine weitere Schrägansicht der siebten Variante des Polschuhs von 20,
22 eine Seitenansicht der siebten Variante des Polschuhs von 20,
23 eine Seitenansicht einer achten Variante eines Polschuhs des Magnetgreifers von 1,
24 eine Seitenansicht einer neunten Variante eines Polschuhs des Magnetgreifers von 1,
25 eine Seitenansicht einer zehnten Variante eines Polschuhs des Magnetgreifers von 1,
26 eine Schrägansicht einer elften Variante eines Polschuhs des Magnetgreifers von 1,
27 eine weitere Schrägansicht der elften Variante des Polschuhs von 26,
28 eine Frontansicht der elften Variante des Polschuhs von 26,
29 eine Schnittansicht der elften Variante des Polschuhs entlang einer Schnittlinie XXIX-XXIX gemäß 28,
30 eine Schrägansicht einer zwölften Variante eines Polschuhs des Magnetgreifers von 1,
31 eine weitere Schrägansicht der zwölften Variante des Polschuhs von 30,
32 eine Frontansicht der zwölften Variante des Polschuhs von 30,
33 eine Schnittansicht der zwölften Variante des Polschuhs entlang einer Schnittlinie XXXIII-XXXIII gemäß 32,
34 eine Schrägansicht einer dreizehnten Variante eines Polschuhs des Magnetgreifers von 1,
35 eine weitere Schrägansicht der dreizehnten Variante des Polschuhs von 34,
36 eine Frontansicht der dreizehnten Variante des Polschuhs von 34,
37 eine Schnittansicht der dreizehnten Variante des Polschuhs entlang einer Schnittlinie XXXVII-XXXVII gemäß 36,
38 eine schematische Seitenansicht des Magnetgreifers von 2, und
39 eine weiter schematische Seitenansicht des Magnetgreifers von 38.

1 zeigt schematisch einen Magnetgreifer 10 für eine Handhabungsvorrichtung zum Greifen eines ferromagnetischen Werkstücks. Der Magnetgreifer 10 hat ein Gehäuse 12, dass sich entlang einer Längsachse 14 des Gehäuses 12 erstreckt. Das Gehäuse 12 ist nicht magnetisierbar. Das Gehäuse 12 ist aus Aluminium gebildet.
Der Magnetgreifer 10 hat einen Magneten 16, der in dem Gehäuse 12 angeordnet ist. Der Magnet 16 ist ein Permanentmagnet. Der Magnet 16 hat einen Nordpol 18 und einen Südpol 20. Ein Magnetfeld 22 des Magneten 16 erstreckt sich von dem Nordpol 18 bis zu dem Südpol 20. Das Magnetfeld 22 verläuft entlang von Magnetfeld-Linien 24. Der Magnet 16 ist derart in dem Gehäuse 12 angeordnet, dass der Nordpol 18 und der Südpol 20 orthogonal zu der Längsachse 14 ausgerichtet sind.
Der Magnetgreifer 16 hat einen ersten Polschuh 26 und einem zweiten Polschuh 28. Jeder Polschuh 26, 28 ist aus einem ferromagnetischen Material gebildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Polschuhe 26, 28 aus Eisen gebildet. Jeder Polschuh 26, 28 ist zur magnetischen Kopplung mit dem Magneten 16 ausgebildet. Jeder Polschuh 26, 28 ist zum Führen eines Magnetfeldanteils des Magnetfelds 22 zu dem ferromagnetischen Werkstück für das Greifen des ferromagnetischen Werkstücks mittels des Magnetgreifers 10 ausgebildet.
Jeder Polschuh 26, 28 ist einteilig ausgebildet. Die beiden Polschuhe 26, 28 sind baugleich. In einem alternativen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können sich die beiden Polschuhe voneinander unterscheiden.
Der erste Polschuh 26 und der zweite Polschuh 28 sind an entgegengesetzten Seiten des Gehäuses 12 angeordnet. Der erste Polschuh 26 hat eine Befestigungs-Einrichtung 30 zum Befestigen des ersten Polschuhs 26 an das Gehäuse 12. Der zweite Polschuh 28 hat eine Befestigungs-Einrichtung 32 zum Befestigen des zweiten Polschuhs 28 an das Gehäuse 12.
Der erste Polschuh 26 und der zweite Polschuh 28 sind jeweils mittels ihrer Befestigungs-Einrichtung 30, 32 an dem Gehäuse 12 lösbar befestigt. Insbesondere sind die beiden Polschuhe 26, 28 mittels einer Schraubverbindung an dem Gehäuse 12 befestigt. Die Schraubverbindung ermöglicht ein Austauschen der beiden Polschuhe 26, 28.
Der erste Polschuh 26 hat eine Wirkstruktur 34 zur Magnetfeldlenkung, z.B. zur Erhöhung einer Haltekraft des Magnetgreifers und/oder zur Reduzierung einer Tiefenwirkung des Magnetfeldanteils. Der zweite Polschuh 28 hat eine Wirkstruktur 36 zur Magnetfeldlenkung, z.B. zur Erhöhung einer Haltekraft des Magnetgreifers und/oder zur Reduzierung einer Tiefenwirkung des Magnetfeldanteils. Insbesondere sind die Wirkstrukturen 34, 36 jeweils dazu ausgebildet, den von den Polschuhen 26, 28 geführten Magnetfeldanteil zu fokussieren. Anders formuliert, durch die Wirkstrukturen 34, 36 wird einen Verlauf des Magnetfeldanteils in eine gewünschte Richtung gelenkt oder gebündelt.
Der erste Polschuh 26 hat eine Werkstück-Kontaktfläche 38 zum Kontaktieren des Werkstücks. Die Werkstück-Kontaktfläche 38 des ersten Polschuhs 26 ist als eine zusammenhängende Fläche ausgebildet. Der zweite Polschuh 28 hat eine Werkstück-Kontaktfläche 40 zum Kontaktieren des Werkstücks. Die Werkstück-Kontaktfläche 40 des zweite Polschuh 28 ist als eine zusammenhängende Fläche ausgebildet.
Die Werkstück-Kontaktflächen 38, 40 sind jeweils eben ausgebildet. Die Werkstück-Kontaktfläche 38 des ersten Polschuhs 26 bildet ein Ende des ersten Polschuhs 26. Die Werkstück-Kontaktfläche 40 des zweiten Polschuhs 28 bildet ein Ende des zweiten Polschuhs 28.
Die beiden Polschuhe 26, 28 sind derart an dem Gehäuse 12 befestigt, dass die Werkstück-Kontaktflächen 38, 40 der beiden Polschuhe 26, 28 orthogonal zu der Längsachse 14 ausgerichtet sind.
Die Werkstück-Kontaktfläche 38 des ersten Polschuhs 26 und die Werkstück-Kontaktfläche 40 des zweiten Polschuhs 28 bilden zusammen eine Haltefläche 42 des Magnetgreifers 10. Die Haltefläche 42 kann nur durch die Werkstück-Kontaktfläche 38 des ersten Polschuhs 26 und die Werkstück-Kontaktfläche 40 des zweiten Polschuhs 28 gebildet sein. Die Haltefläche 42, insbesondere jede Werkstück-Kontaktfläche 38, 40, ist zum berührenden Kontaktieren des ferromagnetischen Werkstücks ausgebildet.
Die Wirkstrukturen 34, 36 beeinflussen einen Verlauf des Magnetfeldanteils in den Polschuhen 26, 28. Die Wirkstrukturen 34, 36 sind jeweils dazu ausgebildet, den Magnetfeldanteil von dem Magneten 16 zu den Werkstück-Kontaktflächen 38, 40 zu führen, insbesondere zu fokussieren.
Der Magnet 16 ist zwischen einem Greifzustand zum Greifen des ferromagnetischen Werkstücks und einem Freigabezustand zum Freigeben des ferromagnetischen Werkstücks überführbar. Das Überführen zwischen dem Greifzustand und der Freigabezustand erfolgt durch eine Translationsbewegung des Magneten 16.
Die Translationsbewegung ist eine gerade Bewegung. Eine Bewegungsrichtung 44 der geraden Bewegung kann parallel zu der Längsachse 14 ausgerichtet sein. Die gerade Bewegung kann durch eine lineare Verschiebung des Magneten 16 ausgeführt werden.
Die lineare Verschiebung des Magneten 16 erfolgt mittels eines pneumatischen Antriebs 46 des Magnetgreifers 10. Der pneumatische Antrieb 46 kann einen Kolben, der mit dem Magneten 16 verbunden ist, aufweisen. Das Gehäuse 12 hat eine erste Öffnung 48 und eine zweite Öffnung 50. Durch die beiden Öffnungen 48, 50 kann Gas zugeführt werden, um den Kolben und damit den Magneten 16 zwischen dem Freigabezustand und dem Greifzustand überzuführen.
Durch die Zufuhr von Gas mittels der ersten Öffnung 48 in einen Gehäuseabschnitt oberhalb des Kolbens übt das Gas Druck auf eine obere Fläche des Kolbens aus, wodurch eine nach unten gerichtete Kraft auf den Kolben und damit den Magneten 16 ausgeübt wird. Als Reaktion darauf bewegt sich der Kolben und der Magnet 16 entlang der Bewegungsrichtung 44 nach unten, bis der Magnet 16 den Greifzustand einnimmt.
Durch die Zufuhr von Gas mittels der zweiten Öffnung 50 in einen Gehäuseabschnitt unterhalb des Kolbens übt das Gas Druck auf eine untere Fläche des Kolbens aus, wodurch eine nach oben gerichtete Kraft auf den Kolben und damit den Magneten 16 ausgeübt wird. Als Reaktion darauf bewegt sich der Kolben und der Magnet 16 entlang der Bewegungsrichtung 44 nach oben, bis der Magnet 16 den Freigabezustand einnimmt.
In 1 ist der Freigabezustand gezeigt. In dem Freigabezustand ist der Magnet 16 innerhalb des Gehäuses 12 derart angeordnet, dass kein Magnetfeldanteil des Magnetfelds 22, der zum Greifen des ferromagnetischen Werkstücks geeignet ist, mittels den Polschuhen 26, 28 zu der Haltefläche 42 geführt ist. In dem Freigabezustand ist der Magnet 16 nicht zwischen den beiden Polschuhen 26, 28 angeordnet.
In 2 ist der Greifzustand gezeigt. In dem Greifzustand ist der Magnet 16 innerhalb des Gehäuses 12 derart angeordnet, dass ein Magnetfeldanteil des Magnetfelds 22, der zum Greifen des ferromagnetischen Werkstücks geeignet ist, mittels den Polschuhen 26, 28 zu der Haltefläche 42 geführt ist. In dem Greifzustand ist der Magnet 16 zwischen den beiden Polschuhen 26, 28 angeordnet. In dem Greifzustand wirkt der erste Polschuh 26 als Südpol und der zweite Polschuh 28 als Nordpol. In einem alternativen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt der erste Polschuh als Nordpol und der zweite Polschuh als Südpol.
Weiter zeigt 2 einen Stapel von mehreren Werkstücken 52. Die mehreren Werkstücke 52 sind übereinander angeordnet, insbesondere gestapelt. Dadurch wird ein Stapel aus mehreren Werkstücken 52 gebildet.
Jedes Werkstück 52 ist aus Eisen gebildet. Jedes Werkstück 52 ist ein Blech. Eine Breite und eine Länge jedes Werkstücks 52 betragen mehr als das Fünffache einer Dicke des Werkstücks 52. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke jedes Werkstücks 52 5 mm. Jedes Werkstück 52 hat eine Beschichtung.
Mit dem Magnetgreifer 10 soll das oberste Werkstück 52 von dem Stapel aus mehreren Werkstücken 52 gegriffen werden, ohne dabei die übrigen Werkstücke 52 zu greifen. Hierzu wird der Magnet 16 in den Freigabezustand überführt und der Magnetgreifer 10 auf das oberste Werkstück 52 platziert, so dass das oberste Werkstück 52 gegen die Haltefläche 42 anliegt. Mit anderen Worten, das Werkstücks 52 berührt die Werkstück-Kontaktfläche 38 des ersten Polschuhs 26 und die Werkstück-Kontaktfläche 40 des zweiten Polschuhs 28. Anschließend wird der Magnet 16 in den Greifzustand überführt, so dass der von den beiden Polschuhen 26, 28 geführte Magnetfeldanteils des Magnetfelds 22 ein für das Greifen des Werkstücks 52 erforderlicher Anteil des Magnetfelds 22 ist.
Durch die Wirkstrukturen 34, 36 wird der Magnetfeldanteil des Magnetfelds 22 derart zu den Werkstück-Kontaktflächen 38, 40 geführt, dass auf dem Stapel von mehreren Werkstücken 52 eine Magnetkraft wirkt. Die Magnetkraft ist nur für das Greifen des obersten Werkstücks 52 geeignet. Mit anderen Worten, die Magnetkraft, die auf das oberste Werkstück 52 wirkt, ist größer als eine Gewichtskraft des obersten Werkstücks 52. Die Magnetkraft, die auf das unmittelbar unter dem obersten Werkstück 52 liegende Werkstück 52 wirkt, ist für das Greifen dieses Werkstücks 52 nicht ausreichend. Mit anderen Worten, die Magnetkraft, die auf das unmittelbar unter dem obersten Werkstück 52 liegende Werkstück 52 wirkt, ist kleiner als die Gewichtskraft dieses Werkstücks 52.
Durch die Magnetkraft wird das oberste Werkstück 52 gegen die Haltefläche 42, insbesondere gegen die beiden Werkstück-Kontaktflächen 38, 40, gedrückt.
Durch die Ausbildung der Werkstück-Kontaktflächen 38, 40 als jeweils zusammenhängende Fläche, wird erreicht, dass das oberste Werkstück 52 mittels der Magnetkraft flächiger gegen die Werkstück-Kontaktflächen 38, 40 gedrückt wird als bei einem Polschuh ohne zusammenhängender Werkstück-Kontaktfläche. Dadurch kann sich eine gleichmäßigere Druckverteilung auf dem obersten Werkstück 52 ergeben, wodurch die Beschichtung des obersten Werkstücks 52 besser vor Beschädigungen geschützt ist.
In den 3 bis 37 sind verschiedene mögliche Varianten des ersten und/oder zweiten Polschuhs 26, 28 gezeigt, wobei für identische und funktionell äquivalente Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet sind, so dass auf die Ausführungen zu den jeweiligen Elementen verwiesen werden kann und im Wesentlichen nur auf die bestehenden Unterschiede der verschiedenen Varianten des dargestellten Polschuhs eingegangen wird.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden in diesen Figuren lediglich die Bezugszeichen des ersten Polschuhs 26 verwendet. Der zweite Polschuh 28 kann baugleich zum ersten Polschuhs 26 ausgeführt sein, weshalb in diesem Falle die Beschreibung des ersten Polschuhs 26 entsprechend für den zweiten Polschuh 28 gilt.
3 bis 6 zeigen eine erste Variante des ersten Polschuhs 26 des Magnetgreifers 10.
3 zeigt den ersten Polschuhs 26 mit Blickrichtung auf eine Breitseite 54 des ersten Polschuhs 26.
Die Werkstück-Kontaktfläche 38 verläuft orthogonal zu der Breitseite 54. Wenn der erste Polschuh 26 an dem Gehäuse 12 befestigt ist, ist die Breitseite 54 dem Gehäuse 12 abgewandt.
Die Befestigungs-Einrichtung 30 hat zwei Durchgangslöcher 56. Jedes Durchgangsloch 56 ist für das Aufnehmen einer Befestigungsschraube zum Herstellen der Schraubverbindung zum Zweck des Befestigens des ersten Polschuhs 26 an dem Gehäuse 12 geeignet. Jedes Durchgangsloch 56 ist als Senkbohrung ausgebildet.
Die Wirkstruktur 34 hat eine Anzahl von Ausnehmungen 58. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Wirkstruktur durch sechs Ausnehmungen 58 gebildet. In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Wirkstruktur durch vier, acht oder zehn Ausnehmungen gebildet sein. Alle Ausnehmungen 58 können gleich ausgebildet sein.
Jede Ausnehmungen 58 weist eine Längsachse 60 auf, entlang der sich die Ausnehmung 58 erstreckt. Die Längsachsen 60 sind parallel und versetzt zueinander ausgerichtet. Die Längsachsen 60 verlaufen parallel zu der Werkstück-Kontaktfläche 38.
Die Längsachsen 60 können eine Längsachsen-Ebene definieren, die parallel und versetzt zu der Werkstück-Kontaktfläche 38 ausgerichtet ist.
Die Ausnehmungen 58 sind unter Bildung einer Ausnehmungs-Reihe angeordnet. Eine Richtung 62 der Ausnehmungs-Reihe verläuft parallel zu der Werkstück-Kontaktfläche 38.
Jede Ausnehmung 58 hat einen rechteckförmigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt.
4 zeigt eine weitere Schrägansicht des ersten Polschuhs 26 von 3 mit Blickrichtung auf eine zur Breitseite 54 entgegengesetzten weiteren Breitseite 64.
Wenn der erste Polschuh 26 an dem Gehäuse 12 befestigt ist, ist die weitere Breitseite 64 dem Gehäuse 12 zugewandt. Wenn der erste Polschuh 26 an dem Gehäuse 12 befestigt ist, kann der erste Polschuh 26 mit einem Bereich der weiteren Breitseite 64 gegen das Gehäuse 12 anliegen. Insbesondere können Befestigungsschrauben, die in den Durchgangslöchern 56 angeordnet sind und mit denen der erste Polschuh 26 an dem Gehäuse 12 befestigt ist, den Bereich der weiteren Breitseite 64 gegen das Gehäuse 12 drücken.
Jedes Durchgangsloch 56 weist eine Senkung 66 auf, die an der weiteren Breitseite 64 angeordnet ist. Anders formuliert, die Senkung 66 ist dem Gehäuse 12 zugewandt, wenn der erste Polschuh 26 an dem Gehäuse 12 befestigt ist. Die Senkung 66 ist dazu ausgebildet, ein O-Ring aufzunehmen. Der O-Ring kann zum Sichern einer Befestigungsschraube dienen, die in dem Durchgangsloch 56 angeordnet ist.
Der erste Polschuh 26 hat zwei Zentrierbohrungen 68 zum Aufnehmen von Zylinderstifte des Gehäuses 12. Während einem Befestigen des ersten Polschuhs 26 an dem Gehäuse 12 können die Zylinderstifte in die beiden Zentrierbohrungen 68 eingesetzt werden, wodurch ein Ausrichten des ersten Polschuhs 26 relativ zu dem Gehäuse 12 erfolgt.
Der erste Polschuh 26 hat einen gekrümmten Oberflächenabschnitt 70, der an der weiteren Breitseite 64 angeordnet ist. Der gekrümmte Oberflächenabschnitt 70 kann sich bis zur Werkstück-Kontaktfläche 38 erstrecken. Durch den gekrümmten Oberflächenabschnitt 70 kann ein Luftspalt zwischen dem Gehäuse 12 und dem ersten Polschuh 26 vermieden werden, wodurch der Magnetfeldanteil des Magnetfelds des Magneten 16 optimal in den ersten Polschuh 26 einkoppelbar ist.
3 und 4 zeigen, dass die Ausnehmungen 58 den ersten Polschuh 26 durchdringen. Insbesondere durchdringen die Ausnehmungen 58 den ersten Polschuh 26 von der Breitseite 54 bis zu der weiteren Breitseite 64.
Durch die Ausnehmungen 58 wird erreicht, dass der Magnetfeldanteil, der von dem ersten Polschuh 26 geführt ist und der durch die Werkstück-Kontaktfläche 38 hindurch aus dem ersten Polschuh 26 austritt, in einen Zwischenbereich 72 zwischen den Ausnehmungen 58 gedrängt wird. Dadurch wird der Magnetfeldanteil vor dem Austreten aus der Werkstück-Kontaktfläche 38 mittels den Ausnehmungen 58 fokussiert, wodurch sich eine Haltekraft des Magnetgreifers 10 erhöht und eine Tiefenwirkung des Magnetfeldanteils reduziert.
5 zeigt die erste Variante des ersten Polschuhs 26 mit Blickrichtung auf die Werkstück-Kontaktfläche 38. Die Werkstück-Kontaktfläche 38 ist als eine einzige zusammenhängende Fläche ausgebildet.
6 zeigt eine Schnittansicht der ersten Variante des ersten Polschuhs 26 entlang einer Schnittlinie VI-VI gemäß 5.
Jede Ausnehmung 58 hat eine Höhe 74 und eine Breite 76, wobei ein Betrag der Höhe 74 und ein Betrag der Breite 76 gleich sind. Dadurch weist jede Ausnehmung 58 den quadratischen Querschnitt auf.
Zwei benachbarte Ausnehmungen 58 sind mit einem Abstand 78 voneinander beabstandet. Der Abstand 78 kann gleich der Breite 76 oder gleich der Höhe 74 einer Ausnehmung 58 sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Abstand 78 gleich der Breite 76 einer Ausnehmung 58. Alle Ausnehmungen 58 können mit einem gleichen Abstand 78 voneinander beabstandet sein.
Ein Abstand 80 zwischen den Ausnehmungen 58 und der Werkstück-Kontaktfläche 38 ist geringer als ein Abstand 82 zwischen den Ausnehmungen 58 und der Befestigungs-Einrichtung 30. Der Abstand 80 zwischen den Ausnehmungen 58 und der Werkstück-Kontaktfläche 38 kann einen Betrag in einem Bereich von 1 mm bis 5 mm aufweisen. Der Abstand 82 zwischen den Ausnehmungen 58 und der Befestigungs-Einrichtung 30 kann einen Betrag in einem Bereich von 1 cm bis 6 cm aufweisen.
Dadurch sind die Ausnehmungen 58 in einem Randbereich 84 des ersten Polschuhs 26 angeordnet, der sich von der Werkstück-Kontaktfläche 38 bis zu einem Drittel einer Länge 86 des ersten Polschuhs 26 erstreckt.
7 zeigt eine Schrägansicht einer zweiten Variante des ersten Polschuhs 26. Die erste Variante des ersten Polschuhs 26 und die zweite Variante des ersten Polschuhs 26 unterscheiden sich dadurch, dass die Ausnehmungen 58 in der zweiten Variante des ersten Polschuhs 26 als Bohrungen ausgebildet sind. Dadurch weisen die Ausnehmungen 58 einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Ausnehmungen 58 weisen einen gleichen Durchmesser 88 auf. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Ausnehmungen einen voneinander verschiedenen Durchmesser aufweisen.
8 bis 10 zeigen eine dritte Variante des ersten Polschuhs 26 des Magnetgreifers 10.
8 zeigt, dass in der dritten Variante des ersten Polschuhs 26 die Wirkstruktur 34 mittels zwei Ausnehmungen 58 gebildet ist. Jede Ausnehmung 58 ist als Bohrungen ausgebildet. Die Ausnehmungen 58 durchdringen den ersten Polschuh 26 von einer Schmalseite 90 des ersten Polschuhs 26 bis zu einer der Schmalseite 90 entgegengesetzten weiteren Schmalseite 92 des ersten Polschuhs 26.
Die Werkstück-Kontaktfläche 38 verläuft orthogonal zu der Schmalseite 90 und der weiteren Schmalseite 92.
Die Schmalseite 90 und die weitere Schmalseite 92 verbindet die Breitseite 54 mit der weiteren Breitseite 64. Anders formuliert, die Schmalseite 90 und die weitere Schmalseite 92 sind zwischen der Breitseite 54 und der weiteren Breitseite 64 angeordnet. Die Schmalseite 90 und die weitere Schmalseite 92 weisen jeweils eine Fase 94 auf. Die Fase 94 ist an der Breitseite 54 angeordnet.
9 zeigt den ersten Polschuhs 26 mit Blick auf die Schmalseite 90 und 10 zeigt eine Schnittansicht des ersten Polschuhs 26 entlang einer Schnittlinie X-X gemäß 9.
Einer der beiden Ausnehmungen 58 ist durch den gekrümmten Oberflächenabschnitt 70 unterbrochen.
11 bis 13 zeigen eine vierte Variante des ersten Polschuhs 26 des Magnetgreifers 10.
11 zeigt, dass in der vierten Variante des ersten Polschuhs 26 die Wirkstruktur 34 mittels sechs Ausnehmungen 58 gebildet ist. Jede Ausnehmung 58 ist als Loch ausgebildet.
Die Ausnehmungen 58 sind an einer der Werkstück-Kontaktfläche 38 entgegengesetzten Seite 86 angeordnet. Jede Ausnehmung 58 erstreckt sich entlang ihrer Längsachse 60. Die Längsachsen 60 der Ausnehmungen 58 sind orthogonal zu der Werkstück-Kontaktfläche 38 ausgerichtet. Die Ausnehmungen 58 erstrecken sich von der der Werkstück-Kontaktfläche 38 entgegengesetzten Seite 96 auf die Werkstück-Kontaktfläche 38 zu.
12 zeigt eine Draufsicht auf den ersten Polschuhs 26 mit Blickrichtung auf die der Werkstück-Kontaktfläche 38 entgegengesetzten Seite 96. Jede Ausnehmung 58 hat einen kreisförmigen Querschnitt. Die Durchmesser 88 der Ausnehmungen 58 unterscheiden sich voneinander.
13 zeigt eine Schnittansicht des ersten Polschuhs 26 entlang einer Schnittlinie XIII-XIII gemäß 12. Jede Ausnehmung 58 hat einen ebenen Loch-Grund 98. Jede Ausnehmung 58 erstreckt sich derart von der der Werkstück-Kontaktfläche 38 entgegengesetzten Seite 96 auf die Werkstück-Kontaktfläche 38 zu, dass die Ausnehmung 58 die Werkstück-Kontaktfläche 38 nicht durchdringt. Jede Ausnehmung 58, insbesondere jeder Loch-Grund 98, ist von der Werkstück-Kontaktfläche 38 mit dem Abstand 80 beabstandet.
14 bis 16 zeigen eine fünfte Variante des ersten Polschuhs 26 des Magnetgreifers 10. Die Wirkstruktur 34 ist mittels 14 Ausnehmungen 58 gebildet. Jede Ausnehmung 58 ist als Loch mit einem ebenen Loch-Grund 98 ausgebildet. Die Durchmesser 88 der Ausnehmungen 58 sind gleich. Anders formuliert, die Ausnehmungen 58 weisen einen gleichen Durchmesser 88 auf.
17 bis 19 zeigen eine sechste Variante des ersten Polschuhs 26 des Magnetgreifers 10.
In der sechsten Variante des ersten Polschuhs 26 ist die Wirkstruktur 34 stufenartig ausgebildet. Die stufenartige Wirkstruktur 34 ist durch eine Anzahl von Stufen 100 gebildet. In dem Ausführungsbeispiel der 17 bis 19 ist die stufenartige Wirkstruktur 34 durch zwei Stufen 100 gebildet. Jede Stufe 100 erstreckt sich von der Schmalseite 90 zu der weiteren Schmalseite 92.
Jede Stufe 100 hat einen zur Werkstück-Kontaktfläche 38 parallelen Verlauf. Jede Stufe 100 wird durch eine Oberfläche 102 des ersten Polschuhs 26 gebildet, die parallel und versetzt zu der Werkstück-Kontaktfläche 38 verläuft.
Durch die stufenartige Wirkstruktur 34 vergrößert sich die Querschnittsfläche des ersten Polschuhs 26 in eine orthogonal zu der Werkstück-Kontaktfläche 38 verlaufende Richtung, die von der Werkstück-Kontaktfläche 38 auf die Befestigungs-Einrichtung 30 zu gerichtet ist. Das Vergrößern der Querschnittsfläche erfolgt unstetig, insbesondere sprungartig. Anders formuliert, durch die stufenartige Wirkstruktur 34 verkleinert sich die Querschnittsfläche des ersten Polschuhs 26 unstetig in Richtung auf die Werkstück-Kontaktfläche 38 zu. Durch das Verkleinern der Querschnittsfläche kann eine Fokussierung des Magnetfeldanteils erreicht werden, bevor der Magnetfeldanteil durch die Werkstück-Kontaktfläche 38 austritt.
19 zeigt die sechste Variante des ersten Polschuhs 26 mit Blickrichtung auf die Schmalseite 90. Der erste Polschuhs 26 hat eine Tiefe 104. Die beiden Stufen 100 haben jeweils eine Tiefe 106. Die Tiefen 106 der beiden Stufen 100 sind gleich. Jeder Tiefe 106 der Stufen 100 beträgt ein Drittel der Tiefe 104 des ersten Polschuhs 26.
Die Werkstück-Kontaktfläche 38 hat eine Tiefe 108. Die Tiefe 108 der Werkstück-Kontaktfläche 38 beträgt ein Drittel der Tiefe 104 des ersten Polschuhs 26.
Die beiden Stufen 100 haben jeweils eine Abstufungshöhe 110. Die Abstufungshöhe 110 der beiden Stufen 100 sind gleich. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Abstufungshöhe 110 1,5 mm. In einem alternativen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Abstufungshöhe ein Betrag in einem Bereich von 1 mm bis 10 mm, insbesondere 1 mm bis 5 mm, aufweisen.
20 bis 22 zeigen eine siebte Variante des ersten Polschuhs 26 des Magnetgreifers 10.
In der siebten Variante des ersten Polschuhs 26 ist die Wirkstruktur 34 eben ausgebildet. Die ebene Wirkstruktur 34 ist durch eine ebene Fläche 112 gebildet. Die ebene Fläche 112 weist in Bezug auf die Werkstück-Kontaktfläche 38 einen schrägen Verlauf auf. Die ebene Fläche 112 trifft auf die Werkstück-Kontaktfläche 38 unter Bildung einer Kante 114 des ersten Polschuhs 26. Die Kante 114 erstreckt sich von der Schmalseite 90 zu der weiteren Schmalseite 92. Die Kante 114 ist parallel zu der Breitseite 54 ausgerichtet.
Die Kante 114 kann als stumpfe Kante ausgebildet sein. Unter einer stumpfen Kante kann eine Kante verstanden werden, die durch ein Aufeinandertreffen von Werkstück-Kontaktfläche 38 und ebener Fläche 112 gebildet wird, wobei ein Betrag eines Winkels 116 zwischen der Werkstück-Kontaktfläche 38 und der ebenen Fläche 112 größer als 90° und kleiner als 180° ist.
Die ebene Fläche 112 ist derart angeordnet, dass sich die Querschnittsfläche des ersten Polschuhs 26 in eine orthogonal zur Werkstück-Kontaktfläche 38 verlaufende Richtung, die von der Werkstück-Kontaktfläche 38 auf die Befestigungs-Einrichtung 30 zu gerichtet ist, stetig, insbesondere kontinuierlich, vergrößert. Anders formuliert, durch die ebene Flächen 112 verkleinert sich die Querschnittsfläche des ersten Polschuhs 26 stetig in Richtung auf die Werkstück-Kontaktfläche 38 zu. Durch das Verkleinern der Querschnittsfläche kann eine Fokussierung des Magnetfeldanteils erreicht werden, bevor der Magnetfeldanteil durch die Werkstück-Kontaktfläche 38 austritt.
22 zeigt die siebte Variante des ersten Polschuhs 26 mit Blickrichtung auf die Schmalseite 90. Die Tiefe 108 der Werkstück-Kontaktfläche 38 beträgt 3,5 mm. Der Winkel 116 zwischen der Werkstück-Kontaktfläche 38 und der ebenen Fläche 112 beträgt 150°.
23 zeigt eine achte Variante des Polschuhs 26 mit Blickrichtung auf die Schmalseite 90. Die Tiefe 108 der Werkstück-Kontaktfläche 38 beträgt 3,5 mm. Der Winkel 116 zwischen der Werkstück-Kontaktfläche 38 und der ebenen Fläche 112 beträgt 140°.
24 zeigt eine neunte Variante des Polschuhs 26 mit Blickrichtung auf die Schmalseite 90. Die Tiefe 108 der Werkstück-Kontaktfläche 38 beträgt 1,5 mm. Der Winkel 116 zwischen der Werkstück-Kontaktfläche 38 und der ebenen Fläche 112 beträgt 160°.
25 zeigt eine zehnte Variante des Polschuhs 26 mit Blickrichtung auf die Schmalseite 90. Die Tiefe 108 der Werkstück-Kontaktfläche 38 beträgt 1,5 mm. Der Winkel 116 zwischen der Werkstück-Kontaktfläche 38 und der ebenen Fläche 112 beträgt 150°.
Die Tiefe der Werkstück-Kontaktfläche 38 kann einen Betrag in einem Bereich von 1 mm bis 4 mm, insbesondere 1,5 mm bis 3,5 mm, aufweisen. Der Winkel 116 zwischen der Werkstück-Kontaktfläche 38 und der ebenen Fläche 112 kann einen Betrag in einem Bereich von 130° bis 170°, insbesondere 140° bis 160°, aufweisen.
26 bis 29 zeigen eine elfte Variante des ersten Polschuhs 26 des Magnetgreifers 10.
Die Wirkstruktur 34 ist im dargestellten Beispiel durch eine Abfolge von Erhebungen 118 und Aussparungen 120 gebildet. Die Abfolge ist dadurch gebildet, dass zwischen zwei benachbarten Erhebungen 118 jeweils eine Aussparung 120 angeordnet ist. Als allgemein vorteilhafte Realisierung der Wirkstruktur 34 können stegartige Erhebungen dienen, wofür die Erhebungen 118 beispielhafte Realisierungen sind.
Die Aussparungen 120 sind dazu vorgesehen, den Magnetfeldanteil zum Führen in die Erhebungen 118 zu drängen. Die Erhebungen 118 sind dazu ausgebildet, den Magnetfeldanteil zu der Werkstück-Kontaktfläche 38 zu führen.
Die Erhebungen 118 und die Aussparungen 120 sind zwischen der Befestigungs-Einrichtung 30 und der Werkstück-Kontaktfläche 38 angeordnet. Die Erhebungen 118 und die Aussparungen 120 sind, insbesondere nur, an der Breitseite 54 angeordnet. Ein Verlauf jeder Erhebung 118 und jeder Aussparungen 120 ist orthogonal zur der Werkstück-Kontaktfläche 38.
Jede Erhebung 118 weist eine Längsachse 122 auf, entlang der sich die Erhebung 118 erstreckt. Die Längsachsen 122 der Erhebungen 118 sind parallel und versetzt zueinander ausgerichtet. Die Längsachsen 122 der Erhebungen 118 verlaufen orthogonal zu der Werkstück-Kontaktfläche 38. Die Längsachsen 122 der Erhebungen 118 können eine Längsachsen-Ebene definieren, die orthogonal zu der Werkstück-Kontaktfläche 38 ausgerichtet ist.
Eine Länge 124 der Erhebungen 118 kann einen Wert aufweisen, der in einem Bereich von 50% bis 80%, insbesondere 60% bis 75%, der Länge 86 des ersten Polschuhs 26 liegt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Länge 124 der Erhebungen 118 Zweidrittel der Länge des ersten Polschuhs 26.
Die Aussparungen 120 sind mit einem Abstand 126 von der Werkstück-Kontaktfläche 38 beabstandet. Der Abstand 126 kann ein Betrag in einem Bereich von 1 mm bis 3 mm aufweisen.
29 zeigt eine Schnittansicht der elften Variante des ersten Polschuhs 26 entlang einer Schnittlinie XXIX-XXIX gemäß 28.
Jede Aussparung 120 hat eine Höhe 128 und eine Breite 130, wobei ein Betrag der Höhe 128 und ein Betrag der Breite 130 gleich sind. Dadurch weist jede Aussparung 120 einen quadratischen Querschnitt auf.
Zwei benachbarte Aussparungen 120 sind mit einem Abstand 132 voneinander beabstandet. Der Abstand 132 kann gleich einer Breite einer Erhebung 118 sein. Alle Aussparungen 120 können mit einem gleichen Abstand 132 voneinander beabstandet sein.
Der Abstand 132 zweier benachbarter Aussparungen 120 kann kleiner als die Höhe 128 der Aussparungen 120 sein.
27 und 28 zeigen, dass der erste Polschuh 26 eine Fase 134 aufweist. Die Werkstück-Kontaktfläche 38 ist von der Fase 134 begrenzt. Die Fase 134 umgibt die Werkstück-Kontaktfläche 38 umlaufend. Durch die Fase 134 wird vermieden, dass die Werkstück-Kontaktfläche 38 durch eine Kante, insbesondere eine scharfe Kante, begrenzt ist.
30 bis 33 zeigen eine zwölfte Variante des ersten Polschuhs 26 des Magnetgreifers 10. Im Detail zeigen 30 und 31 jeweils eine Schrägansicht, 32 eine Frontansicht und 33 eine Schnittansicht entlang einer Schnittlinie XXXIII-XXXIII gemäß 32.
Die zwölfte Variante des ersten Polschuhs 26 und die elfte Variante des ersten Polschuhs 20 unterscheiden sich beispielsweise dadurch, dass die Aussparungen 120 in der zwölften Variante des ersten Polschuhs 26 den ersten Polschuh 26 durchdringen. Die Aussparungen 120 durchdringen den ersten Polschuh 26 vollständig. Anders formuliert, die Aussparungen 120 durchdringen den ersten Polschuh 26 von der Breitseite 54 bis zu der weiteren Breitseite 64.
Weiter hat die zwölfte Variante des ersten Polschuhs 26 keine Fase 134. In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann der erste Polschuh gemäß der zwölften Variante des ersten Polschuhs ausgebildet sein und die Fase aufweisen.
34 bis 37 zeigen eine dreizehnte Variante des ersten Polschuhs 26 des Magnetgreifers 10. Im Detail zeigen 34 und 35 jeweils eine Schrägansicht, 36 eine Frontansicht und 37 eine Schnittansicht entlang einer Schnittlinie XXXVII-XXXVII gemäß 36.
Die dreizehnte Variante des ersten Polschuhs 26 und die zwölfte Variante des ersten Polschuhs 20 unterscheiden sich beispielsweise dadurch, dass jede Aussparung 120 in der dreizehnte Variante des ersten Polschuhs 26 als Langloch ausgebildet ist. Alle Langlöcher sind gleich ausgebildet.
36 zeigt, dass jedes Langloch zwei gegenüberliegende schmale Seiten 136 und zwei gegenüberliegende Längsseiten 138 hat. Jede schmale Seiten 136 wird durch einen Halbkreis gebildet, dessen Durchmesser gleich eine Breite des Langlochs ist. Die Längsseiten 138 jedes Langloches verlaufen parallel zueinander.
Die Aussparungen 120 sind derart relativ zueinander angeordnet, dass die Längsseiten 138 parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Längsseiten 138 verlaufen orthogonal zu der Werkstück-Kontaktfläche 38.
Weiter hat die dreizehnte Variante des ersten Polschuhs 26 die Fase 134.
38 und 39 zeigen jeweils eine schematische Ansicht des Magnetgreifers 10 in dem Greifzustand. Der Magnet 16 ist in 38 und 39 jeweils gestrichelt dargestellt.
Das Gehäuse 12 ist mehrteilig ausgebildet. Das Gehäuse 12 hat eine mechanische Anbindung 140 zum Befestigen des Magnetgreifers 10 an die Handhabungsvorrichtung. Die Handhabungsvorrichtung kann beispielsweise ein Roboterarm sein. Die mechanische Anbindung 140 ist durch zwei Gewindebohrungen für das Herstellen einer Schraubverbindung zwischen dem Magnetgreifer 10 und der Handhabungsvorrichtung gebildet.
Die mechanische Anbindung 140 ist in einem Endbereich des Magnetgreifers 10 angeordnet. Der Endbereiche ist an einem den beiden Polschuhen 26, 28 entgegengesetzten Ende des Magnetgreifers 10 angeordnet.
Der erste Polschuh 26 und der zweite Polschuh 28 sind jeweils entsprechend der in 25 gezeigten zehnten Variante des ersten Polschuhs 26 ausgebildet.
Der Magnetgreifer 10, insbesondere das Gehäuse 12, hat eine Einstellungs-Einrichtung 142 zum Einstellen eines Polschuh-Abstands 144 zwischen dem ersten Polschuh 26 und dem zweiten Polschuh 28 und zum Einstellen eines Magnet-Abstands 146 zwischen dem Magneten 16 in dem Greifzustand und den beiden Polschuhen 26, 28. Durch das Einstellen des Polschuh-Abstands 144 und des Magnet-Abstands 146 kann eine Anteilsgröße des Magnetfeldanteils eingestellt werden, die mittels den beiden Polschuhen 26, 28 zu der Werkstück-Kontaktfläche 38 geführt wird, wenn der Magnet 16 sich in dem Greifzustand befindet.
Die Einstellungs-Einrichtung 142 kann ein Feststellelement aufweisen zum Feststellen der Einstellungs-Einrichtung 142. Zum Verändern des Polschuh-Abstands 144 und/oder des Magnet-Abstands 146 kann das Feststellelement gelöst und anschließend der Polschuh-Abstand 144 und/oder der Magnet-Abstand 146 durch Verschieben des ersten Polschuhs 26 und des zweiten Polschuhs 28 eingestellt werden. Anschließend kann das Feststellelement festgestellt werden, um eine ungewollte Verschiebung des ersten Polschuhs 26 und des zweiten Polschuhs 28 zu verhindern.
Das Einstellen des Magnet-Abstands 146 kann durch Verschieben der beiden Polschuhe 26, 28 in eine Richtung erfolgen, die parallel zu der Längsachse 14 des Gehäuses 12 verläuft. Das Einstellen des Polschuh-Abstands 144 kann durch Verschieben der beiden Polschuhe 26, 28 in eine Richtung erfolgen, die parallel zu der Werkstück-Kontaktfläche 38 verläuft. Beispielsweise kann das Einstellen des Polschuh-Abstands 144 durch ein Auseinanderziehen oder Zusammendrücken der beiden Polschuhe 26, 28 erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202019005976 U1 [0003]

Claims

Polschuh (26, 28) für einen Magnetgreifer (10) zum Führen eines Magnetfeldanteils des Magnetgreifers (10) zu einem ferromagnetischen Werkstück (52) für das Greifen des ferromagnetischen Werkstücks (52), aufweisend: - eine Befestigungs-Einrichtung (30, 32) zum Befestigen des Polschuhs (26, 28) an einem Gehäuse (12) des Magnetgreifers (10), - eine Wirkstruktur (34, 36) zur Magnetfeldlenkung, und - eine Werkstück-Kontaktfläche (38, 40), welche dazu ausgebildet ist, beim Greifen des ferromagnetischen Werkstücks (52) an dem ferromagnetischen Werkstück (52) anzuliegen, - wobei die Werkstück-Kontaktfläche (38, 40) als eine zusammenhängende Fläche ausgebildet ist.
Polschuh (26, 28) nach Anspruch 1, - wobei die Wirkstruktur (34, 36) derart ausgebildet ist, dass sich eine Querschnittsfläche des Polschuhs (26, 28) ausgehend von der Werkstück-Kontaktfläche (38, 40) in Richtung der Befestigungs-Einrichtung (30, 32) vergrößert.
Polschuh (26, 28) nach Anspruch 2, - wobei die Querschnittsfläche sich stetig oder unstetig vergrößert.
Polschuh (26, 28) nach Anspruch 2 oder 3, - wobei die Wirkstruktur (34, 36) eine stufenartige Ausbildung aufweist.
Polschuh (26, 28) nach Anspruch 2 oder 3, - wobei die Wirkstruktur (34, 36) eine ebene Ausbildung aufweist.
Polschuh (26, 28) nach einem der voranstehenden Ansprüche, - wobei die Wirkstruktur (34, 36) eine Anzahl von Ausnehmungen (58) aufweist, - wobei jede Ausnehmung (58) eine Längsachse (60) aufweist, entlang der sich die Ausnehmung (58) erstreckt.
Polschuh (26, 28) nach Anspruch 6, - wobei die Längsachsen (60) der Ausnehmungen (58) orthogonal oder parallel zu der Werkstück-Kontaktfläche (38, 40) ausgerichtet sind.
Polschuh (26, 28) nach Anspruch 6 oder 7, - wobei mindestens eine Ausnehmung (58) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, und/oder - wobei mindestens eine Ausnehmung (58) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
Polschuh (26, 28) nach einem der voranstehenden Ansprüche 6 bis 8, - wobei jede Ausnehmung (58) als ein Loch ausgebildet ist, das sich von einer der Werkstück-Kontaktfläche (38, 40) entgegengesetzten Seite des Polschuhs auf die Werkstück-Kontaktfläche (38, 40) zu erstreckt.
Polschuh (26, 28) nach einem der voranstehenden Ansprüche 6 bis 8, - wobei jede Ausnehmung (58) als ein Loch ausgebildet ist, die den Polschuh (26, 28) von einer Seite des Polschuhs (26, 28) bis zu einer der Seite entgegengesetzten weiteren Seite des Polschuhs (26, 28) durchdringt.
Polschuh (26, 28) nach einem der voranstehenden Ansprüche, - wobei ein Abstand zwischen der Wirkstruktur (34, 36) und der Werkstück-Kontaktfläche (38, 40) geringer ist als ein Abstand zwischen der Wirkstruktur (34, 36) und der Befestigungs-Einrichtung (30, 32).
Polschuh (26, 28) nach einem der voranstehenden Ansprüche, - wobei die Wirkstruktur (34, 36) eine Abfolge von Erhebungen (118) und/oder Aussparungen (120) aufweist.
Polschuh (26, 28) nach einem der voranstehenden Ansprüche 12, - wobei die Aussparungen (120) den Polschuh (26, 28) durchdringen.
Magnetgreifer (10) für eine Handhabungsvorrichtung zum Greifen eines ferromagnetischen Werkstücks (52), aufweisend: - ein Gehäuse (12), - einen Magneten (16), der in dem Gehäuse (12) angeordnet ist und der zwischen einem Greifzustand zum Greifen des ferromagnetischen Werkstücks (52) und einem Freigabezustand zum Freigeben des ferromagnetischen Werkstücks (52) überführbar ist, - einen ersten Polschuh (26) nach einem der voranstehenden Ansprüche, und - einen zweiten Polschuh (28) nach einem der voranstehenden Ansprüche, - wobei der erste Polschuh (26) und der zweite Polschuh (28) an dem Gehäuse (12) befestigt sind, - wobei die Werkstück-Kontaktfläche (38) des ersten Polschuhs (26) und die Werkstück-Kontaktfläche (40) des zweiten Polschuhs (28) zusammen eine Haltefläche (42) des Magnetgreifers (10) bilden.
Magnetgreifer (10) nach Anspruch 14, - wobei der Magnetgreifer (10) eine Einstellungs-Einrichtung (142) zum Einstellen eines Polschuh-Abstands (144) zwischen dem ersten Polschuh (26) und dem zweiten Polschuh (28) und/oder zum Einstellen eines Magnet-Abstands (146) zwischen dem Magneten (16) und den beiden Polschuhen (26, 28) aufweist.