DE2304818A1 - Magnetische haltevorrichtung mit dauermagneten fuer insbesondere werkstuecke - Google Patents

Description

Andrejewski, Honke & Gesthuysen Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Anwaltsakte: 40 764/Fm-th Hans Dieter Gesthuysen

4300 Essen, den 30. Januar 1973 Theaterplatz 3

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

JAMES IiEILL HOLDINGS LIMITED

Napier Streetj

Sheffield, SIl 8HB₅ England

Magnetische Haltevorrichtung mit Dauermagneten für insbesondere Werkstücke.

Die Erfindung bezieht sich auf magnetische Haltevorrichtungen mit Dauermagneten für insbesondere Werkstücke, und zwar insbesondere auf derartige Vorrichtungen, bei denen das äußere Magnetfeld der Dauermagnete durch Schwächung, Umkehrung oder vollständige Ausschaltung veränderbar ist«

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Derartige Vorrichtungen sind insbesondere als dauermagnetische Spannplatten oder Spannfutter bekannt, weisen jedoch im allgemeinen verschiedene schwerwiegende Nachteile auf. Eine allgemein bekannte dauermagnetische Spannplatte besitzt zwei "Pakete" aus Dauermagneten und ferromagnetischen Polschuhen, deren gegenseitige Lage das Vorhandensein eines äußeren Magnetfeldes festlegt. Dabei wird das obere Paket, dessen Oberseite die Spannfläche bildet, auf welcher also die Werkstücke festgehalten werden, feststehend ausgebildet, während das untere Paket gegenüber diesem oberen Paket verschiebbar ist. Eine derartige Konstruktion besitzt durchaus schwerwiegende Nachteile. Zunächst ist die Anziehungskraft zwischen den Paketen so groß, daß es schwierig ist, das untere Paket zu verschieben, es sei denn, es sind mechanische Anordnungen vorgesehen, um die Pakete etwas voneinander zu trennen und eine gegenseitige Bewegung praktisch durchführbar zu machen. Zweitens ist das obere Paket nur an seinen Kanten abgestützt, sodaß beim Auftreten von Drücken auf die Werkstücke während des Fräsens, Schleif ens oder sonstiger Bearbeitungsvorgänge die Spannfläche durchgebogen wird, sodaß eine glatte genaue Bearbeitung der Werkstücke nur in begrenztem Maße möglich ist und sogar in extremen Fällen Rattermarken auf der fertig bearbeiteten Fläche entstehen.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine magnetische Haltevorrichtung mit Dauermagneten für insbesondere Werkstücke in der Weise auszubilden, daß die vorgenannten Nachteile derartiger bisher bekannter Vorrichtungen behoben werden und gleichzeitig bei Verwendung als Haltevorrichtung für Werk-

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zeuge ein leichtes Umschalten aus der "Haltestellung" in die "Lösestellung" erzielbar ist.

Eine erfindungsgemäße magnetische Haltevorrichtung mit Dauermagneten ist im wesentlichen gekennzeichnet durch wenigstens zwei Paar plattenförmiger Polschuhe aus ferromagnetischem Material wie Weicheisen und wenigstens zwei zwischen den Polschuhpaaren liegende Dauermagnete mit in Bezug auf ihre Dicke entgegengesetzt gerichteter Magnetisierung, wobei wenigstens einer der Dauermagnete gegenüber dem anderen und gegenüber den Polschuhen aus einer eine nach außen maximal wirksame magnetische Feldstärke ergebenden Haltestellung in eine Lösestellung bewegbar ist, in welcher die nach außen wirksame magnetische Feldstärke praktisch gleich Null ist.

Dabei können die Dauermagnete in ihre Haltestellung rückführbar oder in eine dritte Lage bewegbar sein, in welcher ein dem Magnetfeld der Haltestellung entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld erzielt wird.

In ihrer einfachsten Form kann daher die erfindungsgemäße Vorrichtung zwei Polschuhpaare aufweisen, wobei zwischen den unteren Bereichen des einen Paares ein Magnet und zwischen den oberen Bereichen des anderen Paares ein zweiter Magnet angeordnet ist. Diese beiden Magnete besitzen zweckmäßigerweise Stabform und sind in Bezug auf die Dicke dieser Stäbe derart magnetisiert, daß entsprechende Polflächen, welche neben und parallel zu den Innenseiten der Polschuhe liegen, ungleichnamige Polarität haben. In der vorgenannten "Haltestellung" ergeben sich aus dem Zusammenwirken der Magnete und der Polschuhe äußere Magnetfelder

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maximaler Stärke. Die beiden Magnete können gleichzeitig oder getrennt gegeneinander bewegt werden, indem sie zwischen den Polschuhen verschoben werden, bis jeder den Zwischenraum zwischen den Polschuhpaaren überbrückt, was der "Lösestellung" entspricht. Bei der Annäherung der Magnete an diese Stellung wird, die Stärke des äußeren Magnetfeldes allmählich geschwächt., bis eine kritische Stellung erreicht ist, in welcher die äußeren Magnetfelder praktisch gleich Null werden, da die Polschuhe die Magnetflußlinien kurzschließen. Die Magnete können in ihre Ausgangslage, d.h. die Haltestellung, in welcher das äußere Magnetfeld wiederum seinen Maximalwert erreicht, zurückgeführt werden, oder sie können weitergeschoben werden, sodaß jeder Magnet mit dem anderen Polschuhpaar zusammenwirkt, in welchem Fall die äußeren Magnetfelder wiederum Maximalstärke erreichen, jedoch diesmal in umgekehrter Richtung. Statt die beiden Magnete entgegengesetzt zueinander zu verschieben, sodaß sie den Zwischenraum zwischen den Polschuhpaaren überbrücken, kann alternativ ein Magnet auch ständig zwischen einem Polschuhpaar festgehalten werden und der in Bezug auf seine Dicke in umgekehrter Richtung magnetisierte zweite Magnet aus seiner Stellung zwischen dem anderen Polschuhpaar in eine Stellung verschoben werden, in welche beide Magnete mit einem Polschuhpaar zusammenwirken. Wenn hierbei der Magnet verschoben wird, wird das äußere Magnetfeld allmählich geschwächt, bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem beide Magnete zwischen dem gleichen Polschuhpaar liegen, sodaß wiederum der Magnetfluß kurzgeschlossen ist und die äußeren Magnetfelder verschwinden. Auch hier, kann der verschiebbare Magnet in seine Ausgangslage zurückgeschoben werden, um die Magnetfelder wiederum auf Maximalstärke anwachsen zu lassen,

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oder der zweite Magnet kann festgehalten werden und der erste Magnet zusammen mit dem anderen Polschuhpaar verschoben werden, .in welchem Pail die äußeren Magnetfelder wiederum auf einen Maximalwert anwachsen, diesmal jedoch in umgekehrter Richtung. Bei gewissen Anwendungen der Erfindung ist es erwünscht, daß in Lösestellung ein sehwachse Außenmagnetfeld mit umgekehrter Richtung gegenüber dem in Haltestellung vorhanden ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Vorrichtung als Werkstückhalter oder Spannplatte verwendet wird, da hierdurch eine Entmagnetisierung eines aus gehärtetem Stahl bestehenden Werkstückes erreicht werden kann. Jede Polfläche eines jeden Magneten zieht die benachbarten ferromagnetischen Polschuhe an und wird von diesen angezogen, sodaß der Magnet durch Kräfte an seinen beiden Polflächen beaufschlagt wird, welche im wesentlichen einander gleich, jedoch entgegengesetzt gerichtet sind. Dieser Ausgleich der Magnetkräfte erleichtert es insbesondere, den Magnet zwischen den Polschuhen in einer Richtung quer zu seiner Magnetisierungsrichtung zu verschieben.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Anordnung der Polschuhe und Magnete abgewandet, sodaß eine beliebige Anzahl von miteinander fluchtenden Polschuhpaaren vorgesehen ist und jedem Polschuhpaar in Haltesteilung ein Magnet zugeordnet ist. Alternativ können auch jedem Polschuhpaar in Haltestellung zwei Magnete zugeordnet v/erden, welche in Bezug auf ihre Dicke in der gleichen Richtung magnetisiert sind, sodaß die entsprechende Fläche eines jeden einen; Polschuhpaar zugeordneten Magnetes die gleiche Polarität hat, während die entsprechende Fläche des dem anliegenden Poischuhpaar zugeordneten Magnetes in dieser Stellung die entgegengesetzte Polarität

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hat. Durch eine derartige Anordnung läßt sich eine starke Konzentration des Magnetflusses an den freiliegenden Kanten der Polschuhe erreichen, wodurch die Vorrichtung sich außerordentlich gut als Haltevorrichtung für Werkstücke eignet. Oft werden allerdings derartige Haltevorrichtungen mit einer großen Spannfläche verlangt. Infolgedessen können zusätzlich zu der beliebigen Zahl miteinander fluchtender Polschuhe und zugeordneter Magneten in Längsrichtung einer derartigen Vorrichtung weitere Polschuhe und zugeordnete Magnete in Querrichtung der Vorrichtung angeordnet werden, wobei die entsprechenden Magnete in der Querrichtung in entgegengesetzter Richtung magnetisiert sind.. Auf diese V/eise läßt sich eine Sandwich-Konstruktion beliebiger Länge und Breite entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen herstellen.

Zweckmäßigerweise sind die Magnete und die Polschuhe in einem derartigen Verhältnis zueinander bemessen, daß die an einem Polschuh anliegende Polfläche eines Magneten größer ist als die mit irgendeinem ferromagnetischen Gegenstand der Vorrichtung in Berührung befindliche Fläche des gleichen Polschuhes. Infolgedessen nimmt der Polschuh einen Magnetfluß geringer Dichte von einer großen permanent magnetischen Fläche auf und konzentriert ihn in der begrenzten Fläche, mit welcher er mit einem ferromagnetischen Gegenstand in Berührung steht. Unter diesen Urnständen ist, wie dies praktisch wie theoretisch bewiesen ist, die Gesamtanziehungskraft zwischen einer Polfläche eines Mag-· neten und dem anliegenden Polschuh wesentlich geringer als die Gesamtanziehung zwischen dem gleichen Polschuh und dem mit ihm in Berührung befindlichen ferromagnetischen Gegenstand, wenn

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auch praktisch die gleiche Gesamtmenge des Magnetflusses durch beide Grenzflächen als Teile des gleichen magnetischen Kraftflusses hindurchgeht.

Vienn man unter diesem Gesichtspunkt die bisher üblichen Konstruktionen dauerrnagnetischer Haltevorrichtungen überprüft, so werden die Gründe für ihre mechanischen Umzulänglichkeiten ohne weiteres verständlich. Bei den bisher üblichen dauermagnetischen Haltevorrichtungen bewegen sich die Polschuhe' zusammen mit den Magneten, und die gegenseitige Bewegung zwischen den Paketen erfolgt an Flächen, in denen ein starker Magnetfluß herrscht. Außerdem verläuft die auf das bewegliche Paket einwirkende Kraft in ihrer Gesamtheit in einer Richtung, sodaß keine Ausgleichskraft vorhanden ist. Demgegenüber besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung feststehende Polschuhe, zwischen denen die Magnete leicht verschiebbar sind, und zwar teilweise deshalb, weil die Anziehung zwischen den Magneten und den Polschuhen in jedem Fall klein ist, und teilweise deshalb, weil diese Kräfte derart angeordnet sind, daß sie praktisch einander aufheben.

Von ihrer einfachsten Form, bei welcher nur zwei Magnete vorgesehen sind, bis zu ihrer umfangreichsten Form, bei welcher eine große Anzahl von Magnetpaaren vorgesehen sind, muß eine mechanische Abstützung für die Magnete vorgesehen werden, Vielehe die Magnete in ihrer Lage zwischen den Polschuhen hält und mittels vielcher sie zwischen den Polschuhen verschiebbar sind. Uenn beide Magnete verschoben werden sollen, werden vorzugsweise die Magnete in entsprechenden Ausnehmungen einer Trag-

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stange aus unmagnetischem Material, wie beispielsweise aus Messing oder Kunststoff, angeordnet, wobei getrennte Tragstangen für die oberen und die unteren Magnetreihen vorgesehen werden. Die Tragstange kann dabei als Ganzes in Längsrichtung zwischen den Polschuhen durch an sich bekannte und geeignete Hebel-, Exzenter-, Zahnstangen- und Zahnradantriebe verschoben werden und.nimmt dabei die Magnete mit. Die Magnete können entweder in die Tragstange eingepreßt oder lose eingesetzt werden, Je nachdem dies am zweckmäßigsten erscheint, und die Magnetisierung kann entweder vor oder nach dem Einsetzen der Magnete in die Tragstange bezw. nach dem Anformen der Tragstange, beispielsweise im Fall einer Kunststoffstange, erfolgen. Zwischen den Polschuhen und den Magneten ist nur ein sehr geringes mechanisches Spiel erlaubt, welches gerade ausreicht, daß die Magnete ungehindert zwischen den Polschuhreihen verschieben zu können. Wenn andererseits nur eine einzige Magnetreihe verschoben werden soll, kann die andere Magnetreihe direkt zwischen den Polschuhen befestigt werden.

Da die Anziehungskräfte zwischen den Magneten und den Polschuhen einander aufheben und der Magnetfluß zwischen den Magneten und den Polschuhen in geringer Dichte erfolgt, sind die zur gleichzeitigen Bewegung aller oberen und unteren Magnete -erforderlichen Kräfte immer noch-gering. Wenn auch normalerweise die verschiedenen oberen und unteren Tragstangen für die Magnete miteinander gekoppelt sind, um eine gleichzeitige Bewegung aller Magnete zu erreichen, so ist dies doch nicht unbedingt erforderlich, sondern die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ie nach Wunsch abschnittsweise ein- und ausgeschaltet werden.

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Zwecks maximaler Ausnutzung der Magnete sollten sie ebenso dick oder etwas dicker sein als die Polschuhe. Ein dickerer Magnet hat eine größere Masse und erzeugt einen stärkeren Magnetfluß, jedoch erhöht eine übermäßige Dicke den Anteil an Magnetfiußverlusteii zwischen benachbarten Magneten.

Vorzugsxieise werden die Magnete aus sogenannten Ferritmaterial hergestellt., in welchem Fall dünne Magnete verwendet werden können, sodaß sich ein geringer Zwischenraum zwischen den Poischuhen ergibt, was insbesondere bei einer Verwendung der Vorrichtung als magnetische Spannplatte oder magnetisches Spannfutter ein Vorteil ist. Bei den normalen Konstruktionen sind die Polschuhe etwas dicker- als die zwischen ihnen liegenden Magnete.

Meiern die Vorrichtung zwei mit jedem Polschuhpaar in Haltestellung zusammenwirkende Magnete besitzt _s steht jeder Polschuh normalerweise mit vier Magnetpolflächen entsprechend den oberen und unteren Tragstangen an jeder Seite in Berührung, wobei jede dieser Polflächen gleichnamige Polarität hat. Eine Ausnahme bilden die vier Polschuhe an den Ecken, welche nur mit einer Magnetpolfläche in Berührung stehen, und die anderen Polschuhe in den äußersten Reihen und am einen oder an beiden Enden einer jeden Reihe, welche jeweils mit zwei Magnetpolflächen in Berührung stehen.

Wenn die Vorrichtung durch Verschiebung der oberen und unteren Tragstangen mit ihren zugeordneten Magneten in entgegengesetzter Richtung um annähernd die Hälfte eines in Längsrichtung ver-

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laufenden Polabstandes zur Überbrückung der Polschuhe ausgeschaltet wird, verbinden sich die meisten Magnete mit nicht weniger als vier- inneren Magnetflußablenkungen. Infolgedessen ergibt sich eine besonders vollständige Magnetflußablenkung., und das äußere Magnetfeld der Vorrichtung läßt sich derart steuern, daß es praktisch ausgeschaltet wird oder sogar etwas umgekehrt wird, sodaß eine einwandfreie Ablösung der Werkstücke erreicht wird, wenn die Vorrichtung als Spannplatte oder Spannfutter benutzt wird.

Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der

nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in welcher beide den Polschuhpaaren zugeordnete Magnete verschiebbar sind, wobei die Magnete in der "Haltestellung" dargestellt sind;

Figur 2 die gleiche Vorrichtung wie Fig. 1, jedoch mit in "Losesteilung" befindlichen Magneten;

Figur 3i ^ und 5 Schnitte durch Fig. 2 längs der Linien III-III, VI-VI und V-V zur Darstellung der inneren Magnetfluß-Ablenkung;

Figur 6 eine im wesentlichen der Fig. 1 entsprechende Darstellung, bei welcher sich jedoch nur die oberen Magnete bewegen und diese in "Haltestellung" dargestellt sind;

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Figur 7 die Vorrichtung aus Fig. 6 mit in Lösestellung befindlichen Magneten;

Figur 8 einen Schnitt durch Fig. 7 längs der Linie VIII-VIII zur Darstellung der inneren Magnetfluß-Ablenkung;

Figur 9 eine Draufsicht auf eine Magnetspannplatte, bei welcher die Magnete sich in der in Fig. 1 dargestellten Haltestellung befinden;

Figur 10 eine Seitenansicht von Fig. 9;

Figur 11 einen Schnitt durch Fig. 9 längs der Linie IX-IX;

Figur 12 eine der Figur 9 entsprechende Ausbildung, wobei jedoch die Magnete entsprechend Fig. 9 verschoben sind;

Figur 13 eine Seitenansicht von Fig. 12; und

Figur 14 einen Schnitt-durch Fig. 12 längs der Linie XIV-XIV.

Die in Figur 1 dargestellte umschaltbare magnetische Haltevorrichtung besitzt eine Anzahl von ferromagnetischen Polschuhpaaren 1, zwischen denen eine obere und eine untere Reihe von Magneten 2 angeordnet ist. Jeder Magnet ist in Bezug auf seine Dicke derart magnetisiert, daß seine gegenüberliegenden Polflächen entgegengesetzte Polarität besitzen, wobei diese Magnete

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zwischen den Polschuhen derart angeordnet sind, daß die entsprechenden Polflächen aneinander anstoßender Magnete einer jeden Reihe entgegengesetzte Polarität haben. Wenn daher die obere und die untere Magnetreihe in eine Lage verschoben werden, in welcher alle Magnete zwischen entsprechenden Polschuhpaaren liegen und wobei die entsprechende Polfläche eines oberen und unteren Magnetes, der einem Polschuhpaar zugeordnet ist, die gleiche Polarität besitzt, ergeben die zusammengefassten Magnete und Polschuhe ein nach außen wirksames Magnetfeld maximaler Stärke oberhalb und unterhalb der Polschuhe. Um diese Magnetfelder praktisch auf Null zu schwächen, werden die Magnete 2 der oberen und der unteren Reihe um einei halben KLabstand in die in Figur 2 dargestellte Lage verschoben, sodaß jedes Polschuhpaar bis auf die außenliegenden Paare von einem Nordpol und einem Südpol der Magnete der oberen und der unteren Reihe berührt werden, wobei ein Nordpol sowohl in wagerechter wie in senkrechter Richtung neben einem Südpol liegt. Die Wirkung dieser Verschiebung zeigen die Figuren 3, 4 und 5* welche die Magnetflußablenkungen zwisohen den Magneten durch die Polschuhe hindurch darstellen, wodurch das äußere Magnetfeld praktisch auf Null herabgesetzt wird, also keinerlei Wirkung ergibt. Die obere und die untere Magnetreihe können in die in Figur 1 darg estellte Lage zurückgeschoben werden, wobei das äußere Magnetfeld wiederum seine maximale Stärke erhält, doch können die Magnete auch um einen halben Polabstand in entgegengesetzter Richtung verschoben werden, wodurch ein äußeres Magnetfeld maximaler Stärke, jedoch umgekehrter Richtung gegenüber Figur erzeugt würde.

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Statt beide Magnetreihen zu verschieben, läßt sich die gleiche Wirkung durch Verschiebung entweder der oberen oder der unteren Magnetreihe erreichen» So sind bei der· Ausführung bemäß Figur 6 und 7 eine Anzahl ron Polschuhpaaren 1 vorgesehen,zwischen denen wiederum in d~r gleichen vJeise wie in Figur I und 2 magnetisierte obers und. untere ifegnetreihen angeordnet sind« Die Magnete der unteren Reihe sind" zwischen den Polsehuheri derart befestigt* da3 die PoIflachen Deheneinanderliegender Magnete entgegengesetzte Polarität casitzen. VJenE die Magnets der oberen Reihe in der in Figur r- dargestellten Lage angeordnet sind, ergeben beide Magnatreihen ausamiren mit den Poisohuhen einäußeres Ksg-ietfeld ^aslmaler Stärke« Us dieses t-iagnetfeid praktisch auf Fall. Lerabsusetsen, werden die Magnete der oberen Reihe im einen gana-sn Fc-labstand in αΐΐ in Figur 7 dargestellte Lage ver-sehoban₅ x-jodur-ch d:.^r:i entsprechenden PoIflachen der Magnete der ooeren und clsi^: unte::-&n Raine, weiche jedem FoI-schuhpaEr zugeordnet irtroU entg&s^Vigesetste FolaritSt besits~n_f Infolgedessen ergibt aicr sine I-iagnetfliiS^ulenkung duroh die Polschuhs in der in Figur 6 dargestellten Weise_s Um wiederum die maximale Stärke des äußeren Magnetfeldes su erreichenkönnen die Magnete 2 der oberen Reihe ir.·, die in Figur 6 dargestellte Lage zurückgeschoben werden oder sie können urn einen vollen Polabstand in der entgegengesetzten Richtung verschoben werden, wobei allerdings ein weiteres Polschuhpaar IA vorgesehen weifen müßte, wodurch sich wiederum ein äußeres Magnetfeld maximaler Stärke jedoch umgekehrter Richtung gegenüber der von Figur β ergäbec

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Das vorstehend beschriebene Konzept läßt sich vor allem in all den Fällen verwenden, in denen ein äußeres Magnetfeld erforderlich ist, welches geschwächt, im wesentlichen ausgeschaltet, teilweise umgekehrt oder vollständig umgekehrt werden soll. Da an den Polschuhkanten eine starke Konzentration des Magnetflusses erzielt werden kann und da die Polschuhe stehen bleiben, während die Magnete verschoben werden, und zwar relativ leicht infolge des Selbstausglei"ches der magnetischen Anziehungskräfte zwischen den Magneten und den Polschuhen, eignet sieh die vorbeschriebene Vorrichtung besonders gut als Haltevorrichtung für Werkstücke, wie beispielsweise als Magnetspannplatte oder Magnetspannfutter.

Eine na oh dem vorstehenden Prinzip arbeitende- Magnetspannplatte ist in Figur 9 dargestellt und besitzt eine Grundplatte 3 aus unmagnetischem Material, an welcher Stirnplatten 4 und Seitenplatten 5 Vorzugs we is e aus ferromagnetische^; Material befestigt sind. Die Grundplatte 3 besitzt eine Reihe von rechteckigen Ausnehmungen β (Fig.11), welche in ihrer Längsrichtung verlaufen und in denen jeweils eine Anzahl von Polschuhen 1 (Fig.10) mittels Schrauben f befestigt sind. Je nach den speziellen Betriebsbedingungen kann eine beliebige Anzahl von Polschuhen in Längsund Querrichtung bei entsprechender Abwandlung der Abmessungen der Grundplatte 3 vorgesehen werden.

Zur Einhaltung der Abstände zwischen den einzelnen Polschuhreihen Ia Längsrichtung sind Querstäbe 5A vorgesehen, welche von der einen Seitenplatte 5 zur anderen gehen und welche zwischen den Polschuhen liegende Abstandsstücke 5B tragen. In

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den Zwischenräumen zwischen den Polsehuhreinen sind obere und untere Magnetreihen 2 aus stark koerzitivem Ferritmaterial in Stabform angeordnet, wobei jede Magnetreihe in einer Tragstange 8 angeordnet ist, welche Ausnehmungen 9 aufweist, in welche die Magnete fest eingepaßt sind. Die untere Tragstange ruht direkt auf der Grundplatte 5 zwischen den Polschuhen, während die obere Tragstange auf der Oberseite der unteren Tragstange aufliegt. Die Zwischenräume zwischen den Polsahuhen über der Oberseite der oberen Tragstangen sind mit unmagnetischem Material, vorzugsweise einem vor 'dem Einbringen der Tragstangen in die Zwischenräume eingefüllten geeigneten Harzfüller ausgefüllt. Die oberste Fläche wird dann nach dem Einfüllen bearbeitet, um sicherzustellen, daß die Oberseite der Polschuhe frei bleibt. Nach dem Einsetzen der Tragstangen wird eine weitere Stirnplatte 10 an den Seitenplatten befestigt.

Innerhalb dieser Stirnplatte 10 ist der Mechanismus zur gleichseitigen Bewegung aller oberen und unteren Tragstangen und damit der Magnete in entgegengesetzten Richtungen vorgesehen. So weisen, wie dies insbesondere in Figur 10 dargestellt ist, die entsprechenden Enden der oberen unc unteren Tragstangen jeweils senkrechte Schütze auf, in welche Stifte 12 eingreifen, welche an verdrehbaren'Stellsoheiben 15 befestigt sind, deren eine einen Bedienungsgriff 14 trägt. Die Länge der Schlitze 11 wird durch das für jede Tragstange geforderte Ausmaß -der Bewegung diktiert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sollen die oberen und unteren Tragstangen jeweils um annähernd einen halben Polabstand verschoben werden.

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Bei Magneten, welche in Bezug auf ihre Dicke vor oder nach dem Einsetzen in die Tragstangen in der eingangs genannten Art magnetisiert wurden und in jeder Tragstange in der in Figur 1 dargestellten Weise angeordnet sind, sodaß entsprechende Polflächen anstoßender Magnete in der Tragstange entgegengesetzte Polarüät besitzen und die einander entsprechenden Magnete in nebeneinanderliegenden Tragstangen in umgekehrter Richtung magnetisiert sind, wird der Bedienungsgriff 14 in der V/eise betätigt, daß die Stifte 12 die oberen und die unteren Tragstangen in die in Figur 10 dargestellte Lage verschieben, die sogenannte "Haltestellung", in welcher alle Magnete und Polschuhe in der Weise zusammenwirken, daß sie ein äußeres Magnetfeld maximaler Stärke in der im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen Weise ergeben. Um dieses äußere Magnetfeld praktisch auf Null zu schwächen, wird der Bedienungsgriff 14 in umgekehrter Richtung innerhalb der durch die Länge der Schlitze 11 in den Tragstangen bestimmten Grenzen verdreht, wodurch die oberen und unteren Magnetreihen in die in Figur 2 dargestellte Lage gebracht werden, in welcher die Magnete und die Polschuhe derart zusammenwirken, daß sich innere Magnetflußablenkungen ergeben, wie sie in Bezug auf die Figuren 3 bis 5 beschrieben wurden. Bei dieser Lage der Magnete können ferromagnetische Werkstücke, welche auf der Oberseite der Spannplatte festgehalten wurden, ohne weiteres verschoben oder auch entfernt werden. Bei gewissen Werkstücken kann die Anwendung des äußeren Magnetfeldes eine Dauermagnetisierung des 'Werkstückes verursachen, sodaß es zweckmäßig erscheint, die Länge der Schlitze derart auszubilden, daß die Magnete bis zu einer Stelle verschiebbar sind, welche etwas jenseits der Stelle liegt, an welcher das äußere Magnetfeld

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praktslch ausgeschaltet ist. sodaß ein äußeres Magnetfeld niedriger Feldstärke in umgekehrter Richtung entsteht und dadurch die Werkstücke entmagnetisiert werden können.

Da die Oberflächen der Polschuhe tatsächlich die Auflagefläche für die Werkstücke bilden und die Polschuhe direkt bis zur Grundplatte 3 durchgehen, welche ihrerseits an der Maschine befestigt ist, ergibt sich eine Magnetspannplatte beträchtlicher mechanischer Festigkeit, ?odaß die auf ihr festgehaltenen Werkstücke mit äußerster Genauigkeit in der Maschine bearbeitet werden können= da jegliche Neigung der Auflagefläche für die werkstücke an dsr Spannplatte ausgeschaltet wird, daß diese Jliifspannflache sich ^arbiagt. Durch Verwendung geeigneten unmagnetischen Materials für die Grundplatte^ die Seitenplatten und die Stirnplatten ίάω infolge der äußersten Effizienz in der Ausschaltung clss äußeren Magnet!eldes durch die Magnetablenkung in Loses teilung wsr-clen nach außen wirkende magnetische Streufelder praktisch ausgesehältst., sodarö eine Magnetisierung der Maschine selbst verhindert wird und damit auch eine Magnetisierung der Sehneicleinriahtungen, wie beispielsweise eines Fräsers. Dadurch wird eindeutig auch das Finish der bearbeiteten Fläche des Werkstückes verbessert.

Bei dem in den Figuren IS., .1Jj und 14 dargestellten Äusführungsbeispiel handelt es sich wiederum um eine Magnetspannplatte,, wobei jedoch aas in den Figuren 6. 7 und 8 dargestellte und im Zusammenhang darnii; erläuterte Prinzip angewendet wird« nach welchem lediglich eins Magnetreihs um einen vollen Polabstand verschoben wircU,

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Die hier dargestellte Magnetspannplatte besitzt eine unmagnetisehe Grundplatte 15 mit Seitenplatten Io und Stirnplatten 17, I^ aus vorzugsweise ferromagnetische.™ Material. An den Innenseiten einer jeden Seitenplatte 16 sind Paßstifte 19 in bestimmten Abständen angeordnet. Um die Längsreihen aus Polschuhen 1 und den unteren feststehenden Magneten 2, welche wiederum aus Perritmaterial in Stabform bestehen, herzustellen, sind in Querrichtung verlaufende Reihen von Polschuhen und Magneten getrennt als "Pakete", ausgebildet. Mit Magneten abwechselnde Polschuhe sind in eine Schablone eingesetzt, wobei beide Polflächen der Magnete mit Klebstoff bestrichen sind. Abstandsstücke sind zwischen den Polschuhen an deren oberen Enden angeordnet und das Ganze wird dann derart zusammengepreßt, daß sich der gewünschte Querab stand zwischen den Polschuhen-ergibt und das ganze Paket wird dann zwischen die Seitenplatten 16 auf die Paßstifte 19 aufgesetzt, wobei in der Außenseite eines jeden auSenliegenden Polschuhes 1 Längsschlitze 20 vorgesehen sind, woraufhin das Paket von unten her beispielsweise mittels Schrauben an der Grundplatte I5 befestigt wird. Nach dem Einbringen der erforderliehen Anzahl von Paketen in die Flächen zwischen den Seitenplatten werden vor dem Ansetzen der Stirnplatte 18 in die in Längsrichtung verlaufenden Zwischenräume zwischen nebeinanderliegenden Polschuhpaaren Abstandsstücke eingebracht, vxelehe mit einem silikonhaltigen Schmiermittel eingefettet sind, sodaß eine einwandfreie Abdichtung der Spalten zwischen diesen Abstandsstücken und den Polschuhen erreicht wird. Alsdann wird in die verbleibenden Zwischenräume zwischen den Polschuhpaaren Har-s eingegossen und abschließend dieOberseite der Pol schuhe

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geschliffen, sodaß diese Oberseiten frei bleiben. Nach dem Aushärten des Harzes werden die Abstandsstücke entfernt und durch Tragstangen mit Ausnehmungen ersetzt, in welche Magnete eingepaßt sind, wobei diese Magnete wieder als dünne Ferriti.iagnete ausgebildet sind, welche in Bezug auf ihre Dicke magnetisiert sind, um Polflächen entgegengesetzter Polarität zu ergeben.

Dadurch erhält man für die anliegenden Polflächen der unteren festliegenden Magnetreihen sowohl in Längs- wie in Querrichtung abwechselnde Polarität, wobei die Magnete in den Tragstangen ebenfalls in Quer- wie in Längsrichtung abwechselnde Polarität aufweisen. Die Tragstangen werden dann in eine derartige Lage verschoben, daß die Magnete eine der Figur 6 entsprechende Lage einnehmen, in welcher ein äußeres Magnetfeld maximaler Stärke erzeugt wird, während zur Schwächung des Magnetfeldes auf praktisch Null die Tragstangen so vielt verschoben werden, bis die Magnete eine der Figur 7 entsprechende Lage einnehmen, in welcher der Figur 8 entsprechende innere Magnetflußablenkungen entstehen, sodaS das äußere Magnetfeld ausgeschaltet wird. Zwecks gleichzeitiger Verschiebung aller Tragstangen ist an der Unterkante einer jeden Tragstange 21 nahe ihrem Ende neben der Stirnplatte 18 eine Zahnstange 22 ausgebildet. In alle diese Zahnstangen greift ein Ritzel 23 ein, welches sich über die '/olle Breite der Spannplatte durch in den äußersten PoI-schuhen ausgebildete Ausschnitte erstreckt. Dieses Ritzel 25 ist fest mit einem Zahnrad 24 verbunden, welches außerhalb der einen Seitenplatte Ιβ angeordnet ist und in ein Innenzahnrad

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eingreift, welches mittels eines Handgriffes 27 über eine Betätigungswelle 26 verdrehbar ist. -Dieses Planetengetriebe 24, 25 wird von einer Abdeckplatte 28 abgeschlossen, welche Anschläge 29 aufweist, welche eventuell verstellbar sein können, um die Bewegung des Handgriffes 27 zu begrenzen. Um die.Gesamtlänge der Spannplatte so weit wie möglich zu beschränken, wird das Innenzahnrad 25 zweckmäßigerweise innerhalb der Stirnplatte angeordnet, wobei die außenliegenden Magnete kürzer ausgebildet werden müssen als die übrigen. Dadurch wird zwar das an dieser Stelle zur Verfügung stehende äußere Magnetfeld maximaler Stärke etwas geschwächt, was jedoch die Gesamtleistung der Spannplatte nicht beeinflusst. Durch Verwendung eines Planetengetriebes ergibt sich eine sehr zweckmäßige Bewegung des Handgriffes um ans
platte ein- und auszuschalten.

Bewegung des Handgriffes um annähernd l80 , um die Magnetspann-

Eine Verdrehung des Handgriffes um annähernd l8o bewegt daher gleichzeitig alle Tragstangen in der Weise, daß ihre Magnete in eine der Figur β entsprechende Lage gebracht werden, während eine Rückwärtsdrehung des Handgriffes die Tragstangen und damit ihre Magnete in eine der Figur 7 entsprechende Lage bringt. Die Anschläge 29 sind derart angeordnet, daß die beweglichen Magnete in eine Lage gebracht werden können, in welcher das äußere Magnetfeld auf praktisch Null geschwächt ist,-oder in eine Lage, in welcher ein äußeres Magnetfeld geringerer Stärke erzeugt wird, welches jedoch in umgekehrter Richtung verläuft, sodaß ein auf der Spannplatte befindliches Werkstück entmagnetisiert werden kann,,

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Ebenso wie bei der in den Figuren 9 - H dargestellten Konstruktion gehen die Po!schuhe bei der Spannplatte gemäß Figur 12 - 14 von der Aufspannfläche direkt bis zur Grundplatte durchj sodaß sich eine unbedingt biegungsfeste steife Spannfläche ergibt* wobei die Wirksamkeit der Magnetflußablenkung in Losesteilung jedgliche äußeren Streumagnetfeider ausschließt ₃ wslohe sonst die Maschine, auf welcher die Spannplatte aufgesetzt wird., magnetisieren würde.

Selbstverständlich kann, der bei dem Äusführungsbeispiel gemäß Figur Q - il verwendete Antrieb auch für das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12 - 14 verwendet werden und umgekehrt.

Zweckmäßigex%\-eise sind bei den dargestellten Konstruktionen die Magnete etwas larger als die Polschuhe und etwas dünner ausgebildet, um eine größtmögliche Konzentration des Magnetflusses duroh die Polschuhe hu erreichen.

Ansprüche:

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Claims (1)

1. Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen 1, Theaterplatz 3

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   Patentansprüche :

   I)) Magnetische Haltevorrichtung rait Dauermagneten für insbesondere Werkstücke, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Paar plattenförmiger Polschuhe (1) aus ferromagnetisehem Material wie Weicheisen und wenigstens zwei zwischen den Polschuhpaaren liegende Dauermagnete (2) mit in Bezug auf ihre Dicke entgegengesetzt gerichteter Magnetisierung, wobei wenigstens einer der Dauermagnete gegenüber dem anderen und gegenüber den Polschuhen aus einer eine nach außen maximal wirksame magnetische Feldstärke ergebenden Haltestellung in eine Lösestellung bewegbar ist, in welcher die nach außen wirksame magnetische Feldstärke praktisch gleich Null ist.

   2) Magnetische Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (2) in ihre Haltestellung rückführbar oder in eine dritte Lage bewegbar sind, in welcher ein dem Magnetfeld der Haltestellung entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld erzielbar ist.

   3) Magnetische Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (2) stabförmig ausgebildet und derart in Bezug auf ihre Dicke magnetisiert sind, daß die gegenüberliegenden Polflächen ungleichnamige Polarität haben.

   4) Magnetische Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Polschuhpaaren (1) zugeordneten Magnete (2) in einer oberen und einer unteren Reihe angeordnet sind.

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   Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen 1, Theaterplatz 3

   23Q4818

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   5) Magnetische Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Polflächen des einem anliegenden Polschuhpaar (1) zugeordneten Magneten oder eines jeden Magneten (2) in Haltestellung ungleichnamige Polarität haben.

   6) Hagnetische Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - ^rj, dadurch gekennzeichnet, daß die in den beiden Reihen angeordneten Magnete (2) gleichzeitig oder getrennt voneinander zwischen den Polschuhen (1) gleitend so weit gegeneinander verschiebbar sind, bis jeder Magnet den Zwischenraum zwischen den Polschuhpaaren überbrückt, wodurch die Lösestellung erzielbar ist.

   T) Hagnetische ,Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß anstoßende Polschuhpaare (1) wenigstens einen ständig zwischen einem Polschuhpaar festgehaltenen Magnet (2) sowie einen zweiten Magnet (2) aufweisen, welcher in umgekehrter Richtung in Bezug auf seine Dicke magnetisiert ist und aus einer zwischen dem anderen Polschuhpaar liegenden Stellung, entsprechend der Haltestellung, in-eine Stellung verschiebbar ist, in weicher beide Magnete entsprechend der Lös es teilung einer:'. Polschuhpaar zugeordnet sind.

   o) Magnetische Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Anziehungskräfte zwischen jeder Polfläche eines jeden Magneten (2) und den anliegenden Polschuhen im wesentlichen einander gleich jedoch in entgegengesetzter Richtung wirksam sind und dadurch praktisch ein Ausgleich der auf die PoIflachen der Magnete (2) wirkenden Magnetkräfte erzielbar ist.

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   9) Magnetische Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Polschuhe (1) mit zugeordneten Magneten (2) in Querrichtung vorgesehen sind, wobei die entsprechenden Magnete in der Querrichtung entgegengesetzt gerichtet magnetisiert sind.

   10) Magnetische Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche

   1 -· 9j dadurch gekennzeichnet, daß sie als Magnetspannplatte ausgebildet ist.

   11) Magnetische Haltevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (2) und die Polschuhe (1) in einem derartigen Verhältnis zueinander bemessen sind, daß die an einem Polschuh (1) anliegende Polfläche eines Dauermagneten (2) größer ist als die mit irgendeinem ferromagnetischen Gegenstand in Berührung befindliche Fläche des gleichen Polschuhes der Vorrichtung.

   12) Magnetische Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß für die bewegbaren Magnete (2) ein mechanisches Tragorgan (8) vorgesehen ist, mittels welchem ihre Lage zwischen den Polschuhen (1) fixierbar ist und mittels welchem diese Magnete zwischen den Polschuhen verschiebbar sind.

   15) Magnetische Haltevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Magnete in entsprechend geformten Ausnehmungen (9) in einer Tragstange (8) aus nichtmagnetischem Material, wie beispielsweise Messing oder Kunststoff, angeordnet sind.

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   Hagnetische Haltevorrichtung nach Anspruch 13* dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstange bezw. jede einzelne Tragstange (8) in Längsrichtung zwischen den Polschuhen (1) durch an sich bekannte und den jeweiligen Betriebsbedingungen angepasste Hebel-, Exzenter-, Zahnstangen- und Zahnradantriebe oder dergl. (12, 2Ά ₃ 25} bewegbar ist- und dabei die Magnete (2) mitnimmt.

   15) Magnetische Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche

   1 - lA_a dadurch gekennzeichnet, daß alle verschiebbaren Magnete (2) gleichzeitig verschiebbar sind.

   16) Magnetische Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche

   1 - 14, dadurch gekennzeichnet,*daß ein Teil der verschiebbaren Magnete (2) getrennt von den übrigen verschiebbar ist, und dadurch die Vorrichtung abschnittsweise ein- und ausgeschaltet werden kann»

   IJ) Magnetische Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 16_S dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (2) mindestens ebenso dick oder etwas dicker sind als die Polschuhe (1).

   18) Magnetische Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche

   1 - 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete aus sogenannten hochkoerzitivera Ferritmaterial bestehen.

   19) Magnetische Haltevorrichtung nach Anspruch 10 oder II, gekennzeichnet durch eins Grundplatte (3) aus unmagnetisehern Material, Seitenplatte« (5) und Stirnplatten (4, 10) aus

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   ferromagnetische!!! Material, wobei die Grundplatte (3) eine Reihe von rechteckigen Ausnehmungen (6) in ihrer Längsrichtung aufweist und in jeder dieser Ausnehmungen eine Anzahl von in Abständen voneinander angeordneten Polschuhen (1) angeordnet ist und in den in Längsrichtung verlaufenden Zwischenräumen zwischen nebeneinanderliegenden Polschuhreihen obere und untere Magnetreihen angeordnet und die freien Zxfischenräume zwischen den Oberseiten der Polschuhe mit unmagnetischem Material angefüllt sind.

   20) Magnetische Haltevorrichtung nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Polschuhen in Querrichtung durch von einer Seitenplatte (5) zur anderen verlaufende Stangen (5A) mit darauf angeordneten Abstandsstücken (5B), welche in den Längsschlitzen zwischen den Polschuhen liegen, fixiert ist.

   21) Magnetische Haltevorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Grundplatte (1.5) aus unmagnetischem Material, Seitenplatten (16) und Stirnplatten (17, 18) aus ferromagnetische!)! Material, wobei die Innenseiten der Seitenplatten (16) mit in Abständen angeordneten Fixierstiften (19) versehen sind, auf denen in Querrichtung angeordnete Pakete aus mit Magneten (2) abwechselnden Polschuhen (1) fixiert sind,, wobei nebeneinanderliegende Pakete die in Längsrichtung verlaufenden Reihen aus Polschuhen und unteren festliegenden Magneten ergeben, während die Zwischenräume zwischen den Polschuhen über den festliegenden Magneten mit oberen Magnetreihen angefüllt sind und die Zwischenräume zwischen den Polschuhen über diesen oberen Magnetreihen mit einem unmagnetischem Material angefüllt sind.

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   22) Magnetische Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche

   19 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Magnete in Ausnehmungen (9) aufweisenden Tragstangen (8) fest eingesetzt sind und die Enden dieser Tragstangen zwecks gleichmäßiger Verschiebung mit Betätigungsanordnungen (11, 12, l4j 22, 23, 24, 25, 26, 27) in Eingriff stehen.

   23) Magnetische Haltevorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Tragstangen (8) in deren Stirnfläche ein senkrechter Schlitz (11) ausgebildet ist und Drehscheiben (I3) mit in diese Schlitze eingreifenden Stiften (12) vorgesehen sind, deren eine einen Bedienungsgriff (14) trägt.

   24) Magnetische Haltevorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Schlitzes (11) oder der Schlitze (11) entsprechend dem gewünschten Ausmaß der Bewegung der bezw. einer Jeden Tragstange (S) bemessen ist.

   25) Magnetische Haltevorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Tragstangen (8) an einer Kante derselben eine Zahnstange (22) ausgebildet ist und in diese quer zu den Tragstangen (8) verlaufendes Ritzel (25) eingreift, welches mit einem Planetengetriebe (24, 25) verbunden ist, welches mittels eines Bedienungsgriffes (27) verdrehbar Ist.

   Patentanwalt.

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   IB

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