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Steuerbare Magnetvorrichtung Die Erfindung betrifft eine steuerbare
Magnetvorrichtung, insbesondere eine steuerbare magnetische Spannplatte, mit einer
Arbeitsfläche, an der ein zur Ausübung von magnetischen Kräften dienender magnetischer
Fluß zur Wirkung bringbar ist, je mindestens einem Satz von Magnetkörpern und Polstücken
und einer Schalteinrichtung, die duch Relativbewegung von Magnetkörpern und Polstücken
eine Umschaltung zwischen einem Einschaltzustand mit großer magnetischer Kraftwirkung
und einem Ausschaltzustand mit verminderter magnetischer Kraftwirkung gestattet.
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Bei bekannten steuerbaren Magnetvorrichtungen der beschriebenen Art
ist ein einstückiges Gehäuse vorgesehen, das die Magnetkörper und stationäre Polstücke
aufnimmt, und in dem einstückigen Gehäuse ist ein Satz von bewegbaren Polstücken
derart verschiebbar, daß diese bewegbaren Polstücke in der Einschaltstellung magnetisch
leitende Verbindungen zwischen den Polen der Magnetkörper
und weiteren
stationären Polstücken, die in der Arbeitsfläche liegen, herstellen und in der Ausschaltstellung
einen magnetischen Kurzschluß zwischen den Polen der Magnetkörper bewirken. Die
Herstellung derartiger steuerbarer Magnetvorrichtungen ist aufwendig, da das Gehäuse
mit hoher Festigkeit und Präzision hergestellt werden muß, wobei auch die Sitze
für die Magnetkörper und die Gleitflächen für die bewegbaren Polstücke mit hoher
Präzision vorgesehen werden müssen, um magnetische Streuverluste möglichst weitgehend
zu vermeiden.
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Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine steuerbare Magnetvorrichtung
zu schaffen, die sich. durch einen besonders einfachen Aufbau und einfache Herstellungsmöglichkeit
auszeichnet und eine im Vergleich zu dem benötgten Raum hohe magnetische Kraftwirkung
mit geringen Streuverlusten ermöglicht.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit einer steuerbaren
Magnetvorrichtung der eingangs angegebenen Art, die dadurch gekennzeichnet ist,
daß sie eine Anzahl von plattenförmigen Grundteilen aufweist, die als Lamellen zu
einem Block zusammengesetzt sind, bei dem eine quer zu den Lamellen erstreckte Oberfläche
die Arbeitsfläche darstellt, und daß die Magnetkörper und die Polstücke in den Grundteilen
gelagert und zur Ausführung der zur Umschaltung dienenden Relativbewegung in Richtung
der Erstreckung
der Lamellen relativ bewegbar sind.
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Bei der erfindungsgemäßen steuerbaren Magnetvorrichtung entfällt somit
die Notwendigkeit, ein verhältnismäßig großes einheitliches Gehäuse mit hoher Präzision
herzustellen und mit präzisen Anlage- und Gleitflächen zu versehen; stattdessen
wird die Vorrichtung in Form eines Blocks aus einzelnen Lamellen zusammengesetzt,
die wegen ihrer verhältnismäßig geringen Abmessungen leicht bearbeitbar sind, insbesondere
auch in Serienfertigung. Da die Relativbewegung in Richtung der Erstreckung dieser
Lamellen erfolgt, können auch die entsprechenden Führungsflächen jeweils in den
einzelnen Lamellen ausgebildet werden; dies erleichtert naturgemäß die Bearbeitung.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen steuerbaren Magnetvorrichtung
besteht darin, daß durch Wahl einer entsprechenden Anzahl von Grundkörpern oder
Lamellen beliebige Abmessungen der Geamtvorrichtung herstellbar sind, ohne daß es
dazu jeweils verschiedener Herstellungseinrichtungen bedarf.
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Eine weitere Vereinfachung läßt sich dadurch erzielen, daß die Polstücke#ortsfest
und die Magnetkörper bewegbar in den Grundkörpern gelagert sind. Durch den Wegfall
bewegbarer Polkörper vereinfacht sich der Aufbau, und die stationären Polkörper
können ohne weiteres direkt, also ohne Unterbrechung des magnetischen Kraftflußweges,
bis
in die Arbeitsfläche erstreckt werden.
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Weiter ist es besonders vorteilhaft, wenn bei der erfindungsgemäßen
Magnetvorrichtung zumindest im Einschaltzustand eine Vielzahl von Magnetkörpern
so angeordnet ist, daß bei mindestens einem Paar, vorzugsweise allen Paaren von
nebeneinander liegenden Magnetkörpern zwei gleichnamige Pole einander benachbart
und zwei ungleichnamige Pole von einander entfernt sind und ein Polstück im Wirkungsbereich
der benachbarten gleichnamigen Pole liegt. Diese Anordnung bietet den besonderen
Vorteil, daß die von den einander benachbarten gleichnamigen Polen ausgehenden Kraftflüsse
mit sehr geringem Streuverlust von dem dazwischen angeordneten Polstück aufgenommen
werden, und zwar auch dann, wenn keine einwandfreie Flächenberührung zwischen den
gleichnaitgen Polen und dem Polstück vorhanden ist.
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Auch kann dabei infolge der Symmetrie die Anordnung ohne weiteres
so getroffen werden, daß nur sehr wenig oder gar keine Haftung zwischen dem Polstück
und den beiden benachbarten Polen der beiden Magnetkörper auftritt; dies ermöglicht
ein sehr viel leichteres Bewegen der Magnetkörper und damit ein leichteres Schalten
der Vores bei richtung als/bekannten schaltbaren Magnetvorrichtungen der Fall ist,
bei denen sich anziehende Teile in Flächenberührung aufeinander geschoben werden.
Diese leichtere
Schaltbarkeit der erfindungsgemäßen Magnetvorrichtung
ist natürlich besonders bei großen Vorrichtungen zur Ausübung hoher Kräfte von ganz
außerordentlicher Bedeutung. Ein weiterer dadurch herbeigeführter Vorteil besteht
darin, daß die Abnutzung zwischen den relativ bewegten Teilen geringer ist als bei
Teilen, die unter hoher Haftreibung gegeneinander verschoben werden.
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Die beschriebene günstige Anordnung mit jeweils benachbarten gleichnamigen
Polen läßt sich mit Vorteil in dem Lamellenaufbau dadurch durchgehend verwirklichen,
daß im Einschaltzustand wenigstens eine Reihe von abwechselnd angeordneten Magnetkörpern
und Polstücken vorliegt, in der je zwei einander benachbarte Magnetkörper ein Paar
bilden, das zwei einander benachbarte gleichnamige Pole und zwei voneinander entfernte
ungleichnamige Pole aufweist; vorzugsweise sind dabei in der Reihe die Magnetkörper
und die Polstücke in je einem der als Lamellen aneinander gefügten Grundteile angeordnet.
Die Schaltbarkeit erzielt man dabei grundsätzlich dadurch, daß zumindest ein Magnetkörper
der Reihe mit einem außerhalb dieser Reihe, jedoch in demselben Grundkörper liegenden
entgegengesetzt gepolten weiteren Magnetkörper zu einerrnrmal zu der Reihenrichtung
erstreckten Kolonne von Magnetkörpern verbunden ist und daß die Magnetkörper-Kolonne
relativ zu dem benachbarten Polstück im Sinne
eines gegenpoligen
Austausches bewegbar ist. Durch Hinzufügen weiterer, jeweils abwechselnd entgegengesetzt
gepolt Magnetkörper in jeder Kolonne und durch Bildung entsprechender Kolonnen von
Polstücken, die jeweils in einem Grundkörper mit gleicher Teilung wie die benachbarten
Magnetkörper-Kolonnen angeordnet sind, kommt man zu einer rasterartigen Verteilung
von Nord- und Südpolaritäten der Polstücke auf kleinstem Raum. Bei jeder zur Betrachtung
herausgegriffenen Kolonne von Polstücken in#einem bestimmten Grundkörper ergibt
sich so im Hinblick auf die beiderseits benachbarten Grundkörper, in denen je eine
Kolonne von Magnetkörpern mit abwechselnd entgegengesetzter Polarität angeordnet
ist, eine Struktur, in der universelle Schalt- und Umpolmöglichkeiten gegeben sind.
Ausreichende Schaltmöglichkeiten ergeben sich schon dann, wenn abwechselnd zu den
bewegbaren Magnetkörper-Kolonnen stationäre Magnetkörper-Kolonnen vorgesehen sind,
- eine naturgemäß besonders einfache Anordnung. Dabei können die bewegbaren Magnetkörper-Kolonnen
zwischen einer Einschaltstellung, in der in jeder (normal zu den Lamellen verlaufenden)
Reihe die Polstücke zwischen abwechselnd gleichnamigen Polen liegen, und einer Ausschaltstellung,
in der in jeder Reihe die Polstücke magnetisch leitendes Verbindungen zwischen den
ungleichnamigen Polen von Magnetkörpern der beiden benachbarten Magnetkörper-Kolonnen
bilden, bewegbar sein. Dabei ist zu
beachten, daß auch bei dieser
Anordnung auf die Polstücke eine im wesentlichen symmetrische Kraftwirkung von den
Magnetkörpern ausgeübt wird, so daß die Reibungs- und Verschiebekräfte nicht übermäßig
groß werden können.
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Wenn, wie es zur Erzielung urtrerseller Schalthnktionen wünschenswert
ist, aber auch aus Gründen einer rationellen Fertigung zweckmäßig sein kann, alle
Magnetkörper-Kolonnen bewegbar sind, läßt sich auch eine Umschaltstellung leicht
verwirklichen: Dazu sind die bewegbaren Magnetkörper-Kolonnen zwischen einer ersten
Einschaltstellung, in der in jeder Reihe die Polstücke zwischen abwechselnd gleichnamigen
Polen liegen, einer Ausschaltstellung, in der in jeder Reihe die Polstücke magnetisch
leitende Verbindungen zwischen ungleichnamigen Polen von Magnetkörpern der beiden
benachbarten Magnetkörper-Kolonnen bilden, und einer zweiten Einschaltstellung mit
gegenüber der ersten Einschaltstellung umgekehrten Polarität der Polstücke bewegbar.
Diese Umpolmöglichkeit ist sowohl dann vorhanden, wenn alle Magnetkörper-Kolonnen
gemeinsam bewetbar-sind als auch dann, wenn jede zweite Magnetkörper-Kolonne zu
einer zu gemeinsamer Bewegung verbundenen Gruppe gehört, also zwei Gruppen von bewegbaren
Magnetkörpern vorgesehen sind, Diese Ausführung mit zwei Magnetkörper-Gruppen ermöglicht
ene etwas bessere Raumausnutzung, da beide Gruppen nur jeweils einen Teilungsschritt
bewegbar zu sein brauchen.
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Eine baulich besonders einfache Ausführungsform ergibt sich dadurch,
daß jede bewegbare Magnetkörper-Kolonne in einem Schieber gelagert ist, der in einer
Ausnehmung des zugeordneten Grundkörpers verschiebbar ist. Ein derartiger Schieber
kann in dem betreffenden Grundkörper geführt sein, wobei es besonders einfach ist,
wenn die Ausnehmung als einseitig offener Schlitz ausgebildet ist, so daß der Schieber
auch bei zusammengefügter Block leicht ein- und ausgebaut werden kann. Besondere
Fiihrungselemente werden entbehrlich, wenn die Führung von den benachbarten Grundkörpern,in
denen die Polstücke gelagert sind, über nommen wird; es brauchen dann die mit der
Ausnehmung (für die Aufnahme der Magnetkörper-Schieber) versehenen Grundkörper nur
als einfache U-förmige Rahmen ausgeführt zu sein. In jedem Fall gilt, daß die Magnetkörper
nur lose inAussparungen der Schieber eingelegt zu sein brauchen; es ist aber natürlich
auch möglich, die Magnetkörper in den Schiebern zu befestigen, beispielsweise durch
Verkleben oder Verkitten.
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Um dfelblstticke hinsichtlich der Arbeitsfläche genau festzulegen,
ist es zweckmäßig, die Polstücke in den sie aufnehmenden lamellenartigen Grundkörpern
zu befestigen, insbesondere durch Kleben oder Hartlöten. Um eine zusätzlehe Sicherung
gegen unbeabsichtigte Ortsveränderungen der Polstücke, insbesondere unter dem Einfluß
der auf sie ausgeübten hohen magnetischen Kräfte, zu verhindern, können die Polstücke
in ihrem Grundkörper gegen Herausbewegen verzahnt sein. Naturgemäß ist das sichere.
Festlegen der
Polstücke besonders dann wichtig, wenn zur Bildung
der Arbeitsfläche die Polstücke auf einer Seite des Bbckes aufeinander ausgerichtete
Endflächen aufweisen, an die ein Gegenstand, auf den magnetische Kräfte ausgeübt
werden sollen, anlegbar ist. Diese direkte Verbindung zwischen den Magnetkörpern
und der Arbeitsfläche durch die Polstücke wird besonders bevorzugt, weil dabei die
magnetischen Verluste besonders gerhg sind. Eine ganz besonders feste und hochbelastbare
Spannplatte läßt sich mit dieser Anordnung insbesondere dadurch erzielen, daß die
eine Seite des Blockes glatt abgearbeitet ist, so daß die Endflächen der Polstücke
in der Oberfläche des Blockes liegen. Bei dieser Anordnung können die vorzugsweise
schlitzförmigen Aussparungen zur Aufnahme der Magnetkörper-Schieber einfach auf
der entgegengesetzten anderen Seite des Blocks liegen.
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In den meisten Fällen genügt ; wenn die Grundkörper zwischen Druckplatten
zu dem Block zusammengespannt sind. Die Festigkeit ist dabei normalerweise ausreichend,
und es ergibt sich der besondere Vorteil, daß der Block leicht demcndbrbar ist.
Die Druckplatten an den Enden des Blocks bestehen vorzugsweise aus magnetisch leitendem
Material geringer Remanenz und Koerzitivkraft, wogegen die Grundkörper naturgemäß
vorzugsweise aus nicht magnetischem Material, insbesondere Messing, gefertigt sind.
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Wenn noch höhere Festigkeiten gewünschten werden, kann man auch die
Grundkörper in dem Block zusätzlich miteinander verbinden, insbesondere durch Kleben
oder vorzugsweise Hartlöten. Die Wirksamkeit derartiger zusätzlicher Verbindungen
kann noch dadurch gesteigert werden, daß die Grundkörper an ihren äußeren Stoßlinien
mit Vertiefungen zur Aufnahme eines Verbindungsmittels, insbesondere Hartlot oder
Klebstoff, versehen sind.
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Um beim Zusammenbau des Blocks richtige geometische Verhältnisse zu
erzielen, sind vorzugsweise die Grundkörper mit Richtmitteln,beispielsweise Anschlägen,
versehen; eine besonders einfache Ausführungsmöglichkeit besteht darin, daß Paßlöcher
für durchgehende Spannschrauben als Richtmittel verwendet werden.
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Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß die Erfindung auch
besondere Vorteile beim Herstellen der Vorrichtung bietet: Es brauchen lediglich
die entsprechenden Grundkörper aneinandergereiht und zu dem Block zusammengefügt
zu werden, und allenfalls ist es dann noch zur Erzielung einer größeren Präzision
der Arbeitsfläche zweckmäßig, nach dem Zusammenfügen den Block wenigstens auf der
zur Anlage an den Gegenstand bestimmten Seite auf eine glatte Oberfläche abzuarbeiten.
Wenn in der beschriebenen Weise zur Erzielung einer-erhöh-ten Festigkeit die aneinander
gefügten Grundkörper zusätzlich durch Verkleben
oder Hartlöten
verbunden werden, kann man zur Erzielung einer größeren Kleb- oder Lötfläche in
die aneinanderstoßenden Ränder der Grundkörper vor deren Verbindung eine Rinne einarbeiten.
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Es versteht sich, daß bei der hier beschriebenen Erfindung vorzugsweise
Dauermagnete als Magnetkörper verwendet werden; dies schließt aber die Verwendung
von Elektromagneten naturgemäß nicht aus.
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Die Erfindung und ihre Vorteile werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeipiels
in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben, wobei alle sich vom Stand der
Technik unterscheidenden Merkmale von erfindungswesentlicher Bedeutung sein können.
Es zeigen: Fig. 1 eine ganz schematische Teilansicht zur Erläuterung des grundsätzlichen
Aufbaus einer erfindungsgemäßen steuerbaren Magnetvorrichtung, Fig. 2 eine schematische
Explosions-Darstellung der wichtigsten Teile einer Ausführungsform, Fig. 3 in einer
der F#ig. 2 entsprechenden perspektivischen schematischen Darstellung weiteret Teile
der entsprechend Fig. 2 aufgebauten Vorrichtung, Fig. 4 in einer der Fig. 3 entsprechenden
Darstellung eit Magnetschieber, Fig. 5 eine der Fig. 2 analoge Explosions-Darstellung
einiger Teile einer abgeänderten Ausführungsform, Fig. 6 eine ganz schematische
Erläuterung der grundsätzlichen Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig.
7 eine der Fig. 6 analoge schematische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise
bei einem etwas abgeänderten Aufbau, Fig. 8 eine der Fig. 7 entsprechende Erläuterung
bei veränderter Einstellung eines Magnetschiebers, Fig. 9 eine den Fig. 7 und 8
entsprechende schematische Darstellung bei weiter veränderter Einstellung der Magnetschieber,
Figuren 10 bis 13 schematische Erläuterungen nach Art der Figuren 6 bis 9, jedoch
für eine etwas abgeänderte Ausführungsform.
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Fig. 1 zeigt in ganz schematischer perspektivischer Darstellung eine
steuerbare magnetische Spannplatte mit einer Grundplatte 2, ehem auf die Grundplatte
2 mittels Schrauben 4 aufgeschraubten Block 6 aus lamellenartigen Grundkörpern 8,10,12,14,16,18,20
und Druckplatten 22,24, dessen Zusammenhalt durch Spanngezeigte schrauben 26,28
gegeben ist. Die in Fig. 1/obere Endfläche des Blocks 6 stellt eine Arbeitsfläche
30 dar, an der beispielsweise ein Werkstück aus Eisen, Stahl oder anderem magnetisierbaren
Material festgehalten werden soll.
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In einer Ausnehmung 32 der Grundplatte 2 ist ein Schaltstück 34, das
einen vorstehenden Handgriff 36 aufweist, verschiebbar gelagert; dieses Schaltstück
bildet den wesentlichen Teil einer Schalteinrichtung, mit der die Umschaltung der
Spannplatte von Festhalten auf Lösen und gegebenenfalls auch in einen umgepolten
Zustand möglich ist.
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In der Arbeitsfläche 30, die sich im wesentlichen quer zu den Grundkörpern
oder Lamellen 8-20 erstreckt, liegen Endflächen 38,40,42 von Polstücken, die in
den zugeordneten Grundkörpern 10 bzw. 14 bzw. 18 angeordnet sind. Diese Anordnung,
bei der die Endflächen 38,40,42 in der Oberfläche 30 des Blockes liegen, ist besonders
kompakt und einfach. Es ist naturgemäß auch möglich, zwischen die
dargestellte
Arbeitsfläche 30 und das (nicht dargestellte) Werkstück noch eine Verschleiß-Polplatte
zu legen, die Polstücke in einer den Endflächen 38,40,42 korrespondierenden Anordnung
aufweist. Die Verwendung derartiger Verschleiß-Polplatten ist allgemein bekannt,
so daß sich hier eine nähere Beschreibung erübrigt.
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Die Druckplatten 22 und 24 bestehen aus Stahls die Grundkörper 8-20
aus nicht magnetischem Material, vorzugsweise Messing.
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Fig. 2 erläutert in einer Explosions-Dartellung den grundsätzlichen
Aufbau einer etwa dem Gerät nach Fig. 1 entsprechenden Vorrichtung. Man erkennt
zunächst wieder die Grundplatte 2, die zum Befestigen des Blocks auf der Grundplatte
dienenden Schrauben 4, einen lamellenartigen Grundkörper 10, den dazu benachbarten
lamellenartigen Grundkörper 12, die beiden an den Enden des Blocks vorgesehenen
Druckplatten 22 und 24, Spannschrauben 26 und 28 und ein dR#s, Schaltstück 234,
das etwas anders als rein Fig. 1 dargestellte Schaltstück 34 ausgeführt ist. Der
Einfachheit halber sind außer den Grundkörpern 10 und 12 keine weiteren Grundkörper
dargestellt. Es versteht sich, daß in dem herzustellenden Block eine beliebige Anzahl
von Grundkörpern vorgesehen sein kann. Es sind abwechselnd Grundkörper mit Magnetkörpern
und Grundkörper mit Polstücken vorgesehen, und zwar normalerweise so, daß an die
magnetisch leitenden Druckplatten 22 und 24 (oder andere
magnetisch
leitende Abschlüsse) zunächst Magnetkörper-Grundkörper anschließen, entsprechend
der Darstellung in Fig. 1, bei der die Grundkörper 8 und 20 Magnetkörper enthalten.
Nach innen folgen dann abwechselnd Grundkörper mit Polstücken (in Fig. 1 die Grundkörper
10, 14 und 18) und Grundkörper mit Magnetkörpern (in Fig. 1 die Grundkörper 12 und
16) aufeinander. Die Grundkörper und die Druckplatten haben miteinander fluchtende
Löcher 44, 46 bzw. 48, 50 für die Spannschrauben 26 und 28; diese Löcher können
gleichzeitig als Paßmittel dienen, um eine genaue Ausrichtung der Grundkörper und
der Druckplatten sicherzustellen.
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In Fig. 2 ist für die dargestellte Ausführungsform der Einbau von
Polstücken in die zugehörigen Grundkörper anhand des Grundkörpers 10 erläutert;
die übrigen Polstück-Grundkörper sind entsprechend ausgebildet. Der Polstück-Grundkörper
10 hat Ausnehmungen 48, 50, 52, 54, 56, in die flache quaderförmige Polstücke 58,
60, 62, 64, 66 einsetzbar sind. Die Polstücke sind vorzugsweise eingeklebt oder
hart eingiftet. Um ein Herausbewegen der Polstücke aus dem Grundkörper unter dem
Einfluß der ausgeübten magnetischenKräfte mit höherer Sicherheit zu verhindern,
können auch Verzahnungen vorgesehen sein; in Fig. 2 ist zu diesem Zweck an dem Polstück
66 ein Verzahnungs-Vorsprung 68 und in der Ausnehmung 56 ene Verzahnungslücke 70
dargestellt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind diejenigen Grundkörper, die
die Magnetkörper aufnehmen, also auch der in Fig. 2 dargestellte Grundkörper 12,
mit einer Ausnehmung 72 für die Aufnahme der (in Fig. 2 nicht dargestellten) Magnetkörper
versehen; bei dem dargestellten Grundkörper 12 erstreckt sich diese Ausnehmung über
den größten Teil seiner Länge, so daß der Grundkörper 12 die Form eines U-förmigen
Rahmens hat. Man erkennt, daß die Ausnehmung 72 in dem zusammengebauten Block dann
einen nach unten, also zu der der Arbeitsfläche 30 (Fig. 1) entgegengesetzten Seite
des Blocks, offen Schlitz bildet, in den die Magnetkörper leicht eingesetzt werden
können.
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Damit nach dem Zusammenspannen des Blocks eine zusätzliche sichere
Verbindung der Grundkörper untereinander erzielt werden kann, können in den äußeren
Stoßlinien der Grundkörper und/oder der Druckplatten 22 und 24 Vertiefungen 74 bzw.
76 zur Aufnahme eines Verbindungsmittels, insbesondere Hartlot oder Klebstoff, vorgesehen
sein. Diese Vertiefungen können sich auch in Form von Rinnen über die gesamte Länge
der Lamellen oder Grundkörper erstrecken; dies bietet den Vorteil, daß sie nach
dem Zusammenbau des Blocks leicht mit Hilfe eines Fräswerkzeugs hergestellt werden
können.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind an beiden Enden
des Blocks (in Richtung der Lamellen gesehen) Schaltstücke vorgesehen, nämlich das
schon erwähnte Schaltstück 234, das dem Schaltstück 34 der Fig. 1 entspricht, und
ein weiteres Schaltstück 235. Die Schaltstücke, die mit (nicht dargestellten) Verbindungsstücken
und Handgriffen versehen und von Hand oder maschinell betätigbar sind, haben unter
den Block greifende Abschnitte 78 bzw. 80, in denen Kupplungslöcher 82 bzw. 84 vorgesehen
sind.
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Die Figuren 3 und 4 erläutern den Zusammenbau und den Aufbau von
Schiebern 86 und 88, die nach dem Zusammenbau des Blocks in die schlitzartigen Ausnehmungen
72 der Magnetkörper-Grundkörper einsetzbar sind. Die Schieber sind kammartig ausgebildet
und haben von einem Steg 90 bzw. 92 ausgehende zahnartige Trennstege, zwischen denen
Ausnehmungen 94, 96, 98, 100 bzw. 102, 104, io6, 108 zur Aufnahme von Magnetkörpern
110, 112, 114, 116 bzw.
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118, 120, 122, 124 vorgesehen sind. Diese Magnetkörper sind ebenfalls
flache Quader und sind quer zur Richtung der Erstreckung der Lan#i;len magnetisiert,
beispielsweise so wie in Fig. 3 angedeutet, wobei auf der gegenüberliegenden großen
Seite jeweils der entgegengesetzte Magnetpol liegt. An den Enden der Stege sind
Kupplungsnasen 126 bzw. 128 vorgesehen, die mit den Kupplungs-löchern 84 bzw.
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82 der Schaltstücke 235 bzw. 234 in Eingriff treten können.
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Die Magnetkörper 110 bis 124 können lose in die Aussparungen 94 bis
108 der Magnetschieber eingelegt sein; es ist aber natürlich auch möglich, die Magnete
in diesen Aussparungen zu befestigen, beispielsweise durch Verkleben. In jedem Fall
erhält man einen Aufbau wie in Fig. 4 dargestellt.
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Bei der Ausführungsform nach den Figuren 3 bis 4 sind an den Enden
der Schieber 86 und 88 freie, einseitig offene Aussparungen 130, 132 bzw. 134, 136
vorgesehen. Diese am Ende
liegenden Aussparungen können entweder
frei bleiben oder auch mit Magnetkörpern besetzt werden, je nach der Länge der Ausnehmung
72 der Magnetkörper-Grundkörper, in die die Schieber einzusetzen sind.
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Bei der Ausführungsform nach den Figuren 2 und 3 sind die beiden Schaltstücke
234 und 235 wechselweise mit jedem zweiten Schieber gekoppelt, so daß zwei unabhängig
bewegbare Gruppen von Schiebern vorhanden sind. Es sind auch Ausführungsformen möglich,
bei denen sämtliche Schieber eine einzige gemeinsam bewegbare Gruppe bilden, sowie
Ausführungsformen, bei denen in jedem zweiten Magnetkörper-Grundkörper die Magnetkörper
ortsfest angeordnet sind und somit nur in jedem zweiten Magnetkörper-Grundkörper
die Magnetkörper verschiebbar sind; auch dann können diese verschiebbaren Magnetkörper
wieder zu inner gemeinsam bewegbaren Gruppe gekoppelt sein.
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Die Fig. 5 erläutert eine Ausführungsform , die weitgehend mit der
Ausführungsform nach Fig. 2 übereinstimmt.
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Ein Unterschied besteht lediglich darin, daß die in den Polstück-Grundkörpern
(510 in Fig. 5) vorgesehenen Ausnehmungen (550 bis 556 in Fig. 5) für die Aufnahme
von (in Fig. 5 nicht dargestellten) Polstücken vollständig berandet sind. Um die
Ristücke freizulegen, wird nach dem Zusammenbau des Blocks die im Sinne der Fig.
5 obere Block-Oberfläche bis unter die Linie 557 abgearbeitet, so daß freiliegende
obere Endflächen der Polstücke entstehen. Im übrigen sind in Fig. 5 für diejenigen
Teile, die entsprechend auch in Figuren 1 bis 4 vorhanden sind, gleiche Bezugszeichen,
jedoch um 500 erhöht, verwendet.
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Die Figuren 6 bis 8 erläutern schematisch die Wirkungsweise einer
steuerbaren Magnetvorrichtung nach Art der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten
Vorrichtung, und zwar sind die Figuren 6 bis 8 im Sinne einer Draufsicht auf die
Arbeitsfläche 30 der Fig. 1 zu verstehen. Soweit Teile auftreten, die Teilen der
Figuren 1 bis 4 entsprechen, werden dieselben Bezugszeichen verwendet, um den Vergleich
zu erleichtern. Es wird ferner auf die zu den Figuren 1 bis 4 gegebenen Erläuterungen
verwiesen.
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Wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, sind zwischen zwei aus ferromagnetischem
Material, insbesondere Stahl oder Eisen, bestehenden Druckplatten 22 und 24 mehrere
Reihen und Kolonnen von Magnetkörpern und Polstücken angeordnet, wobei in jeder
Kolonne entweder nur Magnetkörper oder nur Polstücke vorgesehen sind. Die Polstücke
sind ortsfest.
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Die Magnetkörper einer Kolonne sind zu gemeinsamer Bewegung mit-einander
verbunden, und es sind zwei Gruppen von bewegbaren Magnetkörper-Kolonnen vorgesehen,
wovon die eine Gruppe mittels eines Schaltstücks 34 und die andere Gruppe mittels
eines Schaltstücks 235 in Richtung der Kolonnen bewegbar ist. Um die Darstellung
zu vereinfachen, sind die den Grundkörpern 18 und 20 der Fig. 1 und den Polstücken
64 und 66 der Fig. 2 entsprechenden Teile weggelassen worden.
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Fig. 6 zeigt eine Einschaltstellung, bei denen den stationären Polstücken
58, 60, 62 und 40, 643 und 645 in ihren Reihen jeweils gleichnamige Pole beiderseits
benachbart sind, so daß die Polstücke entsprechend magnetisch sind. Der Einfachheit
halber werden nur wenige benachbarte Polstücke und Magnetkörper besprochen. Es ist
ferner zu beachten, daß naturgemäß in Wirklichkeit die Luftspalte innerhalb einer
(in den Fign.
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6 bis 13 horizontalen) Reihe nur gering sind; in den Zeichnungen sind
diese Luftspalte der besseren Verständlichkeit halber übertrieben dargestellt.
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Man erkennt, daß in dem Einschaltzustand, der in Fig. 6 dargestellt
ist, bei jedem Paar von in einer Reihe liegenden benachbarten Magnetkörpern (beispielsweise
den Magnetkörpern 112 und 118) zwei gleichnamige Pole (Nordpole) einander benachbart
und zwei ungleichnamige Pole (Südpole) voneinander entfernt sind und ein Polstück
(58) im Wirkungsbereich der benachbarten gleichnamigen Pole (Nordpole) liegt. In
jeder vollständigen Reihe liegen abwechselnd Magnetkörper und Polstücke vor, so
beispielsweise in der Reihe 112, 58, 118, 40, 649, wobei je zwei einander benachbarte
Magnetkörper der Reihe ein Paar mit der eben beschriebenen Eigenschaft bilden, daß
zwei einander benachbarte gleichnamige Pole und zwei voneinander entfernte ungleichnamige
Pole vorliegen. In bezug auf jedes einzelne betrachtete Polstück kommt nun die Ausschalt-oder
Umschaltfunktion dadurch zustande, daß einer oder beide
der benachbarten
Magnetkörper durch Verschiebung in ihrer Kolonnenrichtung durch einen entgegengesetzten
gepolten weiteren Magnetkörper ersetzt werden. Vergleicht man beispielsweise die
Figuren 6 und 7 (in Fig. 7 sind nur die zur Erläuterung erforderlichen Bezugszeichen
wie in Fig.6 angegeben), so erkennt man z.B. in bezug auf das Polstück 60, daß es
beim Schaltzustand der Fig.6 in seiner Reihe von dem Südpol des links benachbarten
Magnetkörpers 114 und dem Südpol des rechts benachbarten Magnetkörpers 120 benachbart
und somit selbst auch südmagnetisch ist. Verschiebt man nun die mit dem Schaltstück
34 betätigbare Gruppe von Magnetkörpern um einen Teilungsschritt in die Position
nach Fig. 7, so liegt das betrachtete Polstück 60 nunmehr in seiner Reihe zwischen
dem nach wie vor vorhandenen Südpol des unbewegt gebliebenen Magnetkörpers 114 und
dem Nordpol des an die Stelle des Magnetkörpers 120 getretenen Magnetkörpers 122.
In diesem Zustand bildet nun das Polstück 60 lediglich eine magnetisch leitende
Verbindung zwischen den ungleichnamigen Polen der in der Reihe benachbarten Magnetkörper
114 und 122 und bleibt somit magnetisch unwirksam; dies ist in den Figuren durch
einen Strich (-) angedeutet.
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Bewegt man nun, ausgehend von der Position nach Fig. 7, auch die mit
dem ~Schaltstück 235 gekoppelten Magnetkörper-Kolonnen in den Block hinein, so gelangt
man zu der in Fig. 8 erläuterten Anordnung, in welcher das stationäre
Polstück
60 in seiner Reihe wieder von gleichnamigen Magnetpolen der benachbarten Magnetkörper
umgeben ist, wobei an die Stelle des nach Fig. 7 benachbarten Magnetkörpers 114
nun der entgegengesetzt gepolte Magnetkörper 112 getreten ist.
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Demzufolge ist das Polstück 60 nunmehr nordmagnetisch und somit wieder
im Einschaltzutand, jedoch mit einer in bezug auf den ersten Einschaltzustand nach
Fig. 6 entgegengesetzten Polarität. Man erkennt, daß die gleichen Umpol-Funktionen
auch bei den anderen Polstücken vorliegen. Ferner sieht man, daß in den Kolonnen
der Magnetkörper die Polaritäten abwechseln und daß alle Kolonnen gleiche Teilung
aufweisen. Man erkennt ferner, daß eine der beiden bewegbaren Gruppen von Magnetkörper-Rolonnen
stationär bleiben kann, wenn man nicht eine Umpolung, sondern nur eine Umschaltung
zwischen Einschaltzustand und Ausschal£zustand haben möchte, beispielsweise den
Übergang zwischen den Figuren 6 und 7, wobei die mit dem Schaltstück 235 gekoppelte
Gruppe stationär bleibt, oder beim Übergang zwischen den Figuren 7 und 8, wobei
die am Schaltstück 34 angekoppelte Gruppe von Magnetkörpern stationär bleibt.
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Fig. 9 erläutert eine Ausführungsform, bei der ebenfalls alle Magnetkörper
beweglich sind, jedoch alle zusammen eine einzige, gemeinsam mittels einer Schalteinrichtung
934 bewegbare Gruppe bilden. Eine Besonderheit dieser Ausführungsform besteht ferner
darin, dE unabhängig von der Bewegungsphase
und Schaltstellung
immer Reihen von Magnetkörpern vorliegen, in denen in jedem Paar von Magnetkörpern
gleichnamige Pole benachbart und ungleichnamige Pole voneinander entfernt sind.
Man erkennt aus Fig. 9 ohne weiteres, daß bei Verschiebung der bewegbaren Magnetkörper
um einen halben Teilungsschritt nach unten eine Neutral- oder Ausschaltstellung
erreicht wird, bei der die stationären Polstücke symmetrische Kurzschluß-Verbindungen
zwischen ungleichnamigen Polen der in den Kolonnen aufeinanderfolgenden Magnetkörper
bilden und deshalb selbst praktisch unwirksam bleiben. Ein derartiger Zustand ist
auch in Fig.12 erläutert.
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Man erkennt aus Fig. 9 ferner ohne weiteres, daß bei Bewegungder Magnetkörper
um e#inen vollen Teilungsschritt nach unten ein Zustand eintritt, bei dem die statinären
Polstücke relativ zum Zustand nach Fig. 9 umgepolt sind.
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Die Figuren 10 bis 13 entsprechen weitgehend den Figuren 6 bis 8;
ein Unterschied besteht lediglich darin, daß nicht drei, sondern fünf Polstücke
in jeder Polstück-Kolonne vorgesehen und in den beiden äußeren Magnet-Kolonnen die
Polaritäten umgekehrt gewählt sind. Fig. 10 zeigt eine erste Einschaltstellung.
Fig. 11 zeigt-eine Netral- oder Ausschaltstellung, die durch Verschiebung der äußeren
Magnetkörper-Kolonnen um einen Teilungsschritt nach unten erhalten wird. Dabei bleiben
die außen liegenden Polstücke jeweils noch unter dem Einfluß eines Magnetkörpers
und werden somit nicht völlig wirkungslos; dies ist durch die Angabe "N/2" bzw.
"S/2" angedeutet.
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Fig. 12 erläuterte eine mögliche Neutralstellung, bei der beide bewegbaren
Magnetkörper-Gruppen um einen halben Teilungsschritt von einer ihrer Einschaltpositionen
aus bewegt worden sind. Man erkennt, daß dabei die stationären Polstücke wieder
als Kurzschluß-Verbindungen zwischen ungleichnamigen Polen von in den Magnetkörper-Kolonnen
aufeinanderfolgenden Magnetkörpern bilden und demgemäß unwirksam bleiben, mit Ausnahme
der an den Enden der Polstück-Kolonnen liegenden Polstück, die schwach wirksam bleiben.
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Fig. 13 erläutert den in bezug auf Fig. 10 umgepolten Zustand, der
dadurch entsteht, daß beide Gruppen von bewegbaren Magnetkörpern von der in Fig.
10 dargestellten Einstellung aus um einen Teilungsschritt bewegt werden. Man erkennt
hier, daß bei der Ausführungsform nach den Figuren 10 bis 13 im Grunde eine getrennte
Bewegbarkeit der beiden Magnetkörper-Gruppen nicht erforderlich ist, wenn man als
Neutral- oder Ausschaltzustand den Übergangszustand nach Fig. 12 und nicht den Zustand
nach Fig. 11 verwendet.
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Andere Ausführungsformen sind möglich, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen.