DE2101959C3

DE2101959C3 - Magnetspannplatte

Info

Publication number: DE2101959C3
Application number: DE19712101959
Authority: DE
Inventors: Werner Zollikerberg Maurer (Schweiz)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-02-16
Filing date: 1971-01-16
Publication date: 1974-03-07
Also published as: DE2101959A1; FR2080549B1; FR2080549A1; CH536683A; GB1335741A; DE2101959B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetspannplatte mit Stahl-Dauermagncten zum Festhalten von Werkstükken aus ferromagnetischem Material, wobei ein Dauermagnet-Paket relativ zu seinen Polschuhen so weit verschiebbar ist, daß der magnetische Fluß in der Ausschaltlage durch die Polschuhe in der Kopfplatte selbst kurzgeschlossen wird, das Dauermagnet-Pakei zwischen der Kopfplatte und einer aus ferromagnetischem Material bestehenden Grundplatte von einem Rahmen umgeben ist.

Wenn Magnetspannplatten der vorerwähnten Art, wie sie etwa in der deutschen Patentschrift 668 684 und der USA.-Patentschrift 2 609 430 beschrieben sind, zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken aus Stahl od. dgl. auf Bohr-, Hobel- oder Fräsmaschinen verwendet werden, besteht ein Nachteil darin, daß am Werkzeug Späne haftenbleiben. Dies ist darauf zurückzuführen, daß über die Maschine ein magnetischer Nebenschluß erfolgt. Dadurch wird die Spanabfuhr behindert, und es ergeben sich Verstopfungen des Werkzeuges. Es entsteht ein zusätzlicher Werkzeugverschleiß, verbunden mit ungenauer Bearbeitung durch die sich zwischen das Werkstück und das Werkzeug klemmenden Späne. Dies verhindert in vielen Fällen die Verwendung soleher Magnetspannplatten.

ao Auch bei einem Aufbau der Magnetspannplatte nach der USA.-Patentschrift 3 336 551, mit einer über die oberen und unteren Stirnflächen verlaufenden Polarität, tritt ein magnetischer Nebenfluß trotz einer dort vorhandenen unteren Rückschlußplatte as über die Maschine und das Fräs-, Hobel- oder Bohrwerkzeug auf. Der magnetische Kraftfluß hält sich nicht an die dort gezeigten Kraftlinien, sondern sucht seinen Weg auch über den Maschinenständer, da eine wirksame Abschirmung gegen die Maschine insbesondere in den Randbereichen des Dauermagnetpakets sich nicht erreichen läßt.

In »Technica«, Nr. 10, 1961, S. 671, wird auf eine Magnetspannplatten-Konstruktion hingewiesen, bei der ein magnetischer Nebenschluß über den Maschinenkörper nicht mehr vorhanden ist. Bei jenen Spannplatten sind die Magnete nicht wie bei den vorgenennten Magnetspannplatten vertikal, sondern horizontal magnetisiert. Dieser Magnetaufbau ist aber nur möglich, wenn Magnete mit ganz bestimmten Eigenschaften — nämlich keramische Magnete — verwendet werden. Mit solchen Magneten aus keramiscnem Werkstoff und Quennagnetisierung lassen sich aber nur Magnetspannplatten mit sehr engen Polschritten herstellen, was in der Natur des verwendeten Magnetmaterials begründet ist. Enge PoI-schritte haben aber den Nachteil, daß die Tiefenwirkung des Magnetfeldes im festzuhaltenden Werkstück nur gering ist, weil der Kraftfluß dann nur einen engen Bogen von einem Pol zum anderen beschreibt und dadurch die Spannkraft beschränkt ist. Besonders für die spanabhebende Bearbeitung von rohen Oberflächen, wie sie bei gegossenen oder gewalzten Werkstücken vorhanden sind, eignen sich Spannplatteii mit engen Polschritten wegen der mangelnden Tiefenwirkung des Magnetfeldes nicht, da diese in direkter Abhängigkeit vom Polschritt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen mugneüschen Nebenfluß über die Werkzeugmaschine zu verhindern, ohne daß dabei die Haltekraft auf das Werkstück beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Magnetspannplatte der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rahmen aus ferromagnetischem Material besteht, wobei die Grundplatte gegenüber der Kopfplatte durch eine Zwischenschicht aus nichtmagnetischem Material oder einen Luftspalt magnetisch isoliert ist und auf der Unterseite der Grundplatte mindestens ein Magnet angeordnet

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ist, dessen oberer Poi bezüglich den dariiberliegen- gnetische Material 15 magnetisch getrennt bzw. lsoden unteren Polen des Stahl-Dauermagnetpakets liert. Zwischen den Längsstäben 13 des Gitters und gleichpolig ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbil- der Kopfplatte 3 besteht ein Zwischenraum. Andung der Magnetspannplatte gelingt es, den uner- dererseits sollen die Magnete 10 möglichst dicht an wünschten magnetischen Nebenschluß zu unttrdrük- 5 der Kopfplatte 3 und an der Grundplatte 1 anliegen, ken und dadurch die Magnetisierung des Werkzeuges aber so, daß sich die Magnete noch leicht relativ zur zuverlässig zu verhindern. Dadurch ist es möglich, Kopf- und Grundplatte horizontal verschieben lassen. das Anwendungsfeld solcher Magnetspannplatten zu Der Handhebel8 steht gemäß Fig. 3 mit einem erweitern und für Präzisionsarbeiten zugänglich zu Ex2enter 25 in Verbindung, so daß sich durch Vermachen, ίο Schwenkung desselben um 180° eine Längsverscnie-

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des bung des ganzen Dauermagnet-Paketes 7 relativ zum

Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt stationären Rahmen 2 vornehmen läßt. Die Verschie-

F i g. 1 einen Vertikalschnitt in Längsrichtung bung des Paketes 7 in die Ausschaltlage bewirkt, dab

durch die Magnetspannplatte gemäß der Erfindung, die Permanent-Magnete 10 nach der Verschiebung in

in der Spannlage, 15 den Bereich der Polschuhe 6 zu liegen kommen und

F i g. 2 einen Querschnitt durch die Magnetspann- durch diese magnetisch kurzgeschlossen w erden,

platte nach der Linie H-II. in F i g. 1, Wenn sich dagegen das Dauermagnet-Paket 7 in der

Fig.3 einen Horizontalschnitt durch die Bstäti- in Fig. 1 dargestellten Einschaltlage zum ^Festnalten

gungsorgane, ohne Kopfplatte. eines Werkstückes 5 befindet, entsteht ein Magnet-

Die Magnetspannplatte enthält eine Grundplatte 1, ao fluß, wie er durch unterbrochene Linien 14 angedeuauf der ein geschlossener, rechteckiger Rahmen 2 aus tet ist, wobei dieser Magnetfluß durch das ^Wer*' Stahl sitzt, dessen obere Stirnseite ringsherum mit stück 5 hindurchgeleitet und in diesem umgelenkt einer Schicht 19 aus nichtmagnetischem Material, wird, so daß das Werkstücks auf der Oberseite 4 der beispielsweise Messing, Aluminium, Weißmetall oder Kopfplatte magnetisch festgehalten wird. Wenn dage-Kunststoff, belegt ist. Darüber befindet sich eine a₅ gen das Dauermagnet-Paket 10 in die Ausschaltlage Kopfplatte3 aus ferromagnetischem Material, z.B. verschoben wird, bewirkt dies, daß der Magnettluu aus unlegiertem Stahl bzw. Weicheisen, deren Ober- nicht mehr über das Werkstück 5, sondern über die seite 4 die Auflagefläche für das zu bearbeitende und Polschuhe 6 innerhalb der Kopfplatte 3 kurzgeschlossomit festzuhaltende Werkstücks bildet. In die sen wird, also nicht über das Werkstuck5 geleitet Kopfplatte 3 sind in Querrichtung verlaufende Pol- 30 wird, so daß dieses von der Oberseite 4 leicht abgeschuheo als Einlagen eingesetzt, die aus einem hoben oder auf ihr verschoben werden kann. In der Werkstoff von hoher magnetischer Permeabilität be- Einschaltlage gemäß Fig. 1 — in welcher also das stehen. Diese Polstücke sind etwas kurzer und Werkstück magnetisch festzuhalten ist — hegen die schmäler als die Schlitze in der Kopfplatte 3, so daß Querstäbe 12 des Gitters und die Polschuhe 6 genau ringsherum ein Spalt verbleibt, der durch ein nicht- 35 übereinander. Dadurch ergibt sich der "¹J^-1S,¹ ·*"" magnetisches Material 9, beispielsweise Messing, gedeutete Magnetfluß, der einerseits durch das Aluminium, Weißmetall oder Kunststoff, ausgefüllt Werkstück 5 und andererseits durch die Grundplatte ist, so daß die Polschuhe 6 mit der Kopfplatte fest zu einem Magnetkreis geschlossen wird. In der Ausverbunden sind, jedoch untereinander und gegenüber schaltlage hingegen ist das Magnet-Paket7 so verder Kopfplatte 3 magnetisch isoliert sind. Die Dik- 40 schoben, daß die Querstäbe 12 des Gitters und die kerf der Schicht 19 wird größer gewählt als die Brei- Polschuhe6 nicht mehr senkrecht übereinander stete b des nichtmagnetischen Materials 9 zwischen hen. Der Magnetfluß geht zwar — wie vorher — im-Kopfplaite 3 und Polschuh 6. mer noch durch die Grundplatte und die Querstabe

Der Rahmen 2 umgibt ein in seinem Innern liegen- 12 des Gitters, aber der Magnetkreis wird nicht menr des Dauermagnet-Paket 7, das mit Hilfe eines 45 durch das Werkstück S geschlossen, sondern innerschwenkbaren Handhebels 8, 21 relativ zum stationä- halb der Kopfplatte 3 und deren Polschunen 0.
ren Rahmen 2 und damit auch zur stationären Die Verschiebung des Dauermagnet-Paketes 7 zwi-Grundplatte 1 und zur stationären Kopfplatte 3 hori- sehen der magnetischen Einschalt- und Ausschaltlage zontal verschiebbar ist. Die einzelnen'Dauermagnete erfolgt durch eine Handkurbel 21, die auf einer hori-10 sind im Paket 7 alle gleichpolig angeordnet, d. h., 5° ?ontalcn Welle 22 sitzt, welche im Rahmen 2 drehbar alle gleichnam.gcn Magnetpole befinden sich auf der gelagert ist. Die Welle 22 w.rd durch einen vertikalen gleichen Seite, d. h. oben ode. unten. Im dargestell- Bolzen 24, welcher in eine Ringnut 23 eingreift gelen Ausführungsbeispiel sind alle Nordpole/V der gen Axialverschiebung gehalten. Am inneren fcnde Dauermagnete 10 des Paketes 7 unten, also auf der der Welle 22 befindet sich ein txzenterzapten ZS,, Seite der Grundplatte 1, und alle Südpole S oben auf 55 welcher drehbar in eine Verbindungslasche 26 einder Seite der Kopfplatte 3. Die einzelnen Dauerma- greift, die sich in Längsrichtung des Rahmens ergnete 10 sind von einem nichtmagnetischen Material streckt. Das andere Ende dieser Verbindi:p«slasche 15 wie Messing. * Aluminium, Weißmetall oder 26 ist durch einen Bolzen 27 mit dem Paket 7 verKunststoff, ringförmig umgeben. Diese Dauermagnete bunden, in welchem die Dauermagnete 10 emgebet-10 sind in einem Gitter mit den Querstäben 12 und 60 tet sind. Der äußerste — in Fig. 3 dargestellte
den Längsstäben 13 mit Hilfe des nichtmagnetischen Dauermagnet 10 ist kurzer als die anderen Uauer-Materials 15 starr gehalten. Das Gitter besteht aus magnete, damit für die Verstellorgane genügend magnetisch leitendem Material, z. B. aus Silizium- Platz bleibt. Bei einer Verschwenkung des Handne-Eisen, und bildet zusammen mit den Dauermagneten bels 21 um 180° wird somit das ganze Paket 7 mit 10 und der diese umgebenden Materialschicht 15 6₅ Hilfe des Exzenters 25 und der Lasche 26 iniKicneinen festen zusammenhängenden Block, nämlich tung des Pfeiles A in die Ausschaltlage verschoben. das Dauermagnet-Paket 7. Die Dauermagnete 10 Um zu verhindern, daß ein unerwünschter magnesind dabei cgenüber dem Gitter durch das nichtma- tischer Nebenfluß entsteht, ausgehend vom unteren

Pol der Permanent-Magnete 10 über die Grund- gemäß gleich magnetisiert sein müssen wie die Maplatte 1, den Tisch einer Werkzeugmaschine, den gnetplatte 16. An den Enden der Grundplatte 1 sind Ständer oder das Gehäuse der Werkzeugmaschine, auf der Unterseite Fußleisten 118 festgemacht, die aus die Maschinenspindei, das Bearbeitungs-Werkzeug, nichtmagnetischem Material, beispielsweise Alumidas Werkstück 5, die Kopfplatte 3, zum oberen Pol 5 nium oder Messing, bestehen und mindestens so dick des Permanent-Magnetes 10, befindet sich unterhalb sind wie die Magnetplatte 16.

der Grundplatte 1 eine weitere Magnetplatte 16. Im Gegensatz zu an sich bekannten Magnetspann-Dicse Magnetplatte 16 ist so magnetisiert, daß die platten, bei denen der das Magnet-Paket 7 umge-Magnetisierungsachse senkrecht verläuft, so daß sich bende Rahmen 2 ganz aus Aluminium besteht, bealso der eine Magnetpol oben und der andere Ma- io steht bei der Magnetspannplatte gemäß der Erfingnetpol unten befindet. Somit verläuft die magneti- dung der Rahmen 2 aus ferromagnetischem Material, sehe Achse sowohl der Dauermagnete 10 als auch der beispielsweise aus Stahl; nur auf der oberen Stirn-Magnetplatte 16 in Vertikalrichtung, Diese Magnet- seite dieses Rahmens 2 befindet sich eine Schicht aus platte 16 ist an der Grundplatte 1 so befestigt, daß nichtmagnetischem Material 19. Magnetische Streugleichnamige Pole dieser Magnetplatte 16 und der 15 felder werden in diesem Rahmen 2 gesammelt und sich darüber befindlichen Magnete 10 gegeneinander können dadurch in der Umgebung nicht mehr stö zu liegen kommen. Da alle Magnete 10 des Dauer- rend in Erscheinung treten.

magnet-Paketes 7 ihre gleichnamigen Pole auf der An Stelle der aus nichtmagnetischem Material 19 gleichen Seite haben, also beispielsweise alle Nord- bestehenden Zwischenlage könnte auch ein die pole N dieser Magnete 10 unten liegen, muß also der 20 Grundplatte 1 gegenüber der Kopfplatte 3 magne-Nordpol N der Magnetplatte 16 oben liegen, wie dies tisch isolierender Zwischenraum — also ein Luftaus F i g. 2 hervorgeht. Da sich bei dieser Anordnung spalt — vorgesehen sein. Aus Gründen der Verdie Magnetplatte 16 und die Grundplatte 1 gegensei- schmutzungs- und der Beschädigungsgefahr der Teile tig magnetisch abstoßen, wird die Magnetplatte 16 im Innern des Rahmens wird jedoch vorgezogen, den durch Schrauben, Nieten oder Klebstoff auf der Un- »5 Spalt zwischen oberer Stirnseite und Kopfplatte 3 mit terseite der Grundplatte 1 starr befestigt. Die erfor- einem nichtmagnetischen Material 19 auszufüllen,
derliche Feldstärke dieser Magnetplatte 16 richtet Auf diese Weise gelingt es, die Magnetisierung der sich nach der Feldstärke der Dauermagnete 10 und spanabhebenden, metallischen Werkzeuge, wie Bohwird so gewählt, daß der unerwünschte magnetische rer oder Fräser, und damit das lästige Hängenbleiben Fluß über die Werkzeugmaschine unterdrückt wird. 30 von Metallspänen zu vermeiden.
Die Dicke der Magnetplatte 16 ist kleiner als die Selbstverständlich könnte die Polarität der Dauerhalbe Dicke der Grundplatte 1, aber vorzugsweise magnete 10 und der Magnetplatte 16 auch umgegrößer als die Höhe des Spaltes b zwischen Rah- kehrt sein, in dem Sinne, daß bei den Magneten 10 men 2 und Kopfplatte 3. An Stelle einer einzigen Ma- alle Südpole S unten und bei der Magnetplatte 16 der gnetplatte 16 könnte diese in mehreren voneinander 35 Südpol S oben liegt, so daß sich auch hier zwei distanzierten Magnetplattenstücken vorgesehen sein, gleichnamige Pole gegenüberliegen, um einen magnedie aber ebenfalls alle den gleichen Pol gegen die tischen Nebenschluß auf dem Umweg über die Werk-Dauermagnete 10 gerichtet haben müssen, also sinn- zeugmaschine zu verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetspannplatte mit Stahl-Dauermagncten zum Festhalten von Werkstücken aus ferromagnetischem Material, wobei ein Dauermagnet-Paket relativ zu seinen Polschuhen so weit verschiebbar ist, daß der magnetische Fluß in der Ausschaltlage durch die Polschuhe in der Kopfplatte selbst kurzgeschlossen wird, das Dauermagnet-Paket zwischen der Kopfplatte und einer aus ferromagnetischem Material bestehenden Grundplatte von einem Rahmen umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) aus ferromagnetischem Material besteht, wobei die Grundplatte (1) gegenüber der Kopfplatte (3) durch eine Zwischenschicht (19) aus nichtmagnetischem Material oder einem Luftspalt magnetisch isoliert ist und auf der Unterseite der Grundplatte (1) mindestens ein Magnet (16) angeordnet ist, dessen oberer Pol bezüglich den darüberliegenden unteren Polen des Stahl-Dauermagnetpaketes (7) gleichpolig ist.

2. Magnetspannplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (d) der Zwischenschicht (19) oder ein dieser Zwischenschicht entsprechender Luftspalt mindestens der Dicke (b) des die Polschuhe (6) umgebenden nichtmagnetischen Materials (9) entspricht.

3. Magnetspannplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die nichtmagnetische Zwischenschicht (19) zwischen der oberen Stirnfläche des Rahmens (2) und der Unterseite der Kopfplatte (3) befindet.

4. Magnetspannplatte nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet auf der Unterseite der Grundplatte (1) mindestens ein mit der Grundplatte starr verbundener Dauermagnet (16) ist

^ς Magnetspannplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet auf der Unterseite der Grundplatte (1) eine einzige, flächenförmige, angenähert die ganze Grundplattenfläche bedeckende Magnetplatte (16) ist.

6. Magnetspannplatte nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Magnetplatte (16) geringer ist als die halbe Dicke der Grundplatte (1).

7. Magnetspannplatte nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dab die Grundplatte (1) mit Füßen oder Fußleisten (18) aus nichtmagnetischem Material versehen ist, deren Höhe größer ist als die Dicke der Magnetplatte (16).