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Lagerung für Arbeits- und Transportplattformen
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Arbeits- und Transportplattform,
die in der vertikalen Ebene durch Verwendung von Magneten berührungsfrei nach dem
Prinzip des Anziehens erfolgt und ein stabilisierendes Magnetfeld aufweist.
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Durch die DE-OS 24 44 099 ist ein berührungsloses Lagerelement für
mindestens teilweise magnetisierbare Körper bekannt, bei dem die innerhalb eines
permanentmagnetischen Kreises zwischen Polstücken eines Magnetsystems und magnetisierbarem
Teil des Körpers über Luftspalte in Magnetisierungsrichtung wirkenden Anziehungskräfte
mittels einer durch berührungslose Lageabtastung beeinflu9ten, im Gleichgewichtsfall
leistungslosen elektromagnetischen Streufeldsteuerung ausgeglichen werden, wobei
ein Steuerstrom senkrecht zur magnetischen Flußrichtung im Luftspalt-Streubereich
geführt ist. Hierbei ist der magnetisierbare Teil des Körpers als senkrecht zum
magnetischen Fluß im Innern der Luftsplate zwischen den Polstücken des Magnetsystems
verlaufende Schiene ausgebildet, wobei die Polstücke an einem auf der Schiene berührungslos
bewegbaren Gegenstand befestigt sind.
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Die Aufnahme der Basislast erfordert eine spezielle Permamentmagnetanordnung,
wobei die Stabilisierung durch Luftspulen geschieht, die mit dem Streufeld des Magnetkreises
verkettet
sind.
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Durch die DE-OS 23 42 767 ist eine Magnetlagerung bekannt, die einen
bewegbaren Körper mit einem magnetischen Haltefeld aufnimmt, welches die gesamte
statische Last des gelagerten Körpers vom stationären Feldanteil aufnimmt und wobei
die Elektromagnete mit einem als Servosystem dienenden, steuerbaren magnetischen
Hilfsfeld zur Einhaltung der Lage des Körpers die erforderlichen Steuerkräfte liefern.
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Diese Anordnung erfordert für die Stabilisierung ein unabhängiges
zusätzliches Elektromagnetsystem, das zu einer nicht unbeträchtlichen Gewichtszunahme
und zu einem erhöhten Aufwand an Bauteilen führt.
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Alle diese Ausfhrungsformen sind jedoch aufgrund ihrer Empfindlichkeit
und Störanfälligkeit nicht geeignet, wenn ihr Einsatz in stark schmutzbehafteten
Produktionsprozessen oder in stark Schmutz erzeugender Umgebung erfolgt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine berührungslose
Lagerung der eingangs genannten Art zu schaffen, die gegen jegliche Art von Schmutzzuständen
unempfindlich ist und bei der eine große Gleichförmigkeit bzw. Stetigkeit der Führung
und der Laufeigenschaften, die durch Verlagerungen und Setzungen der Tragkonstruktion
beeinflußt werden können, erzielbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst. Auf diese Weise wird auch erreicht, daß pro Magnet nur eine Spule
erforderlich ist, die sowohl das statische wie auch das stabilisierende Feld erzeugt,
wobei der Magnet die Kraft nur in einer Richtung liefert.
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Die Erfindung wird anhand von drei Ausführungsbeispielen erläutert;
dabei sind Weiterbildungen der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und in den
Ansprüchen festgelegt. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer
Pressenständerung mit vier Säulen, wobei die Plattform in einer Endstellung steht,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung gemäß Fig. 1, wobei die Plattform in der
anderen Endstellung steht, Fig. 3 eine Seitenansicht gemäß der Ausführungsform nach
den Fig. 1 und 2 in schematischer Darstellung, Fig. 4a eine Seitenansicht eines
Elektromagneten in UQ-Ausführung, Fig. 4b einen Schnitt entlang der Linie 1 - 1
gemäß Fig. 4a, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels,
wobei die Plattform in einer Endstellung ist, Fig. 6 eine perspektivische Darstellung
des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5, wobei die Plattform in der anderen Endstellung
ist,
Fig. 7 eine Seitenansicht gemäß der Ausführungsform nach den
Fig. 5 und 6 in schematischer Darstellung, Fig. 8 eine perspektivische Darstellung
eines dritten Ausführungsbeispiels, wobei die Plattform in der einen Endstellung
ist, Fig. 9 eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform gemäß Fig. 8, bei
der die Plattform in der anderen Endstellung ist, Fig. 10 eine Seitenansicht der
Ausführungsform gemäß Fig. 8 und 9 in schematischer Darstellung, Fig. lla eine Seitenansicht
eines Magneten in UL-Ausführungs form, Fig. llb einen Schnitt entlang der Linie
1 -- 1 gemäß Fig. lla, Fig. 12 und 13 eine besondere Art der Verwendung der Magnete.
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Die Lagerung einer Arbeits- und Transportplattform 13 erfolgt gemäß
den Fig. 1 bis 3 in einer Pressenstanderung 10 mit vier Säulen 11; dabei ist der
Pressentisch 13 erschütterungsfrei zwischen den Säulen 11 beweglich, das Preßgut
wird also nicht unzulässig verlagert bzw. entmischt. An der Unterseite des Pressentisches
sind vier Elektro-Tragmagnete 14 angeordnet, die mit der Tragschiene 12 zusammenarbeiten,
d.h. der magnetische
Fluß wird über diese Tragschiene geschlossen
und während des Bewegungsvorganges über die Länge des Ausfahrweges auch dauernd
aufrechterhalten.
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Als Nennspalt bzw*.Nennluftspalt zwischen Tragmagnet und Tragschiene
wird z.B. ein Abstand von 1 mm vorgeschlagen, der dann je nach Anwendungsfall zwischen
o,5 mm und 3 mm als konstanter Luftspalt variiert werden kann. Hierzu ist ein elektrisches
Spaltregelsystem 40 vorgesehen.
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Der Luftspalt wird unabhängig von der Pressentischbelastung immer
konstant gehalten. Zu diesem Zweck ist das Spaltregelsystem 40 mit einem sogenannten
Spaltgeber ausgerüstet, der laufend den Luftspalt mißt und als Regelgröße dem System
40 zuführt. Dementsprechend wird nun je nach Belastung der Strom geregelt, wodurch
sich immer der gerade erforderliche magnetische Fluß einstellt. Verunreinigungen,
soweit es sich nicht um magnetisierbare handelt, spielen nunmehr keine Rolle mehr,
während sie bei den bekannten Ausführungsformen mehr oder weniger große Störungen
hervorrufen oder sogar das Tragprinzip aufheben.
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Die Fig. 4a und 4b zeigen eine Ausgestaltungsform des Elektrotragmagneten,
der hier als sogenannter UQ-Magnet ausgebildet ist.
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Das heißt: der Elektromagnet besitzt einen U-förmigen Kern 15, der
vorzugsweise lamelliert ist, der einen mit zur Bewegungsrichtung querlaufenden magnetischen
Fluß aufweist. Der U-förmige Magnetkern 15 ist in an sich bekannter Weise von einer
Stromspule 16 umwickelt. Die Lage der Tragschiene 12 zum Magnetkern 15 ist in der
Fig. 4b dargestellt.
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Die seitliche Führung des Pressentisches 13 kann bei diesem Ausführungsbeispiel
ebenfalls magnetisch ausgeführt werden oder es wird eine Rollen-, Kugel-, Gleit
oder sonstige bekannte Führung vorgesehen.
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Zur Erzeugung des beim Preßvorgang notwendigen Gegendruckes wird der
Pressentisch 13 in eingefahrener Stellung - wie in Fig. 2 gezeigt - abgesenkt, seine
Unterseite auf ein Widerlager (nicht gezeichnet) aufgesetzt. Dabei werden die Tragschienen
entlastet.
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Die Stromzuführung bzw. Versorgung der Tragmagnete erfolgt über bewegliche
Stromzuleitungen. Die Bewegung des Pressentisches bzw. der Arbeits- und Transportplattform
13 von der ausgefahrenen Stellung in die eingefahrene Arbeitsstellung kann ohne
besonderen Kraftaufwand per Hand oder durch sonstige bekannte Verstelleinrichtungen
erfolgen.
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Die in den Fig. 5 bis 7 dargestellte Ausführungsform einer magnetischen
Lagerung sieht vor, daß die Tragmagnete 24 fest über dem gesamten Fahrweg angeordnet
sind. Gezeigt sind acht Tragmagnete 24, die seitlich an einer Magnetständerung 27
befestigt sind. An der Unterseite des verfahrbaren Arbeits- und Transporttisches
23 sind beidseitig magnetisierbare Tragschienen 28 angeordnet. Diese Tragschienen
haben dieselbe Länge wie der Tisch bzw. die Plattform 23 selbst. Beim Verfahren
dieser Plattform werden zum Tragen jeweils sich abwechselnde Magnete 24 herangezogen.
Die Stromversorgung der Magnete 24 ist in diesem Ausführungsbeispiel fest verlegt.
Obwohl bei dieser Ausführungsform eine größere Anzahl von Tragmagneten erforderlich
ist und diese Magnete leichter einer mechanischen Beschädigung unterliegen, bietet
sie die meisten Vorteile einer magnetischen Tisch lagerung.
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Das dritte der vorgeschlagenen Ausführungsbeispiele ist in den Fig.
8 bis 10 dargestellt. Hier werden für den Verstellvorgang vier Tragmagnete 34 benötigt,
die fest am Traggestell bzw. der Standerung 37 angeordnet sind.
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Die Stromzuführung kann auch hier fest verlegt werden. Die Arbeits-
und Transportplattform 33 hat an ihrer Unterseite fest montierte Tragschienen 39,
deren Länge so abgestimmt ist, daß in beiden Endstellungen jeweils eine volle Magnetüberdeckung
erreicht ist. Die Tragschienen 39 fahren also mit der Arbeits- und Transportplattform
33mit, wodurch allerdings ein zusätzlicher Platzbedarf erforderlich wird. Dafür
aber wird eine absolute Stabilität der Plattform erzielt.
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Die vorgenannten Ausführungsformen für eine magnetische Lagerung einer
Arbeits- und Transportplattform können nun-auch mittels UL-Magneten realisiert werden.
Ein solcher Magnet ist in den Fig. 11a und llb dargestellt. Der magnetische Fluß
erfolgt hier in Längsrichtung der Bewegung und nicht quer dazu, wie beim UQ-Magnet.
Der U-förmige, lamellierte Magnetkern 110 ist in bekannter Weise von der Stromspule
111 umschlungen. Die Lage und Stellung der Tragschiene 112 zum Magnetkern 110 ist
in Fig. lla gezeigt.
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Die vorzugsweise für die senkrechte und waagrechte Kraftaufnahme angeordneten
und beschriebenen elektrischen Tragmagnete lassen sich auch in jeder beliebigen
Winkelstellung diagonal zur Arbeits- und Transportplattform anordnen. Dies führt
dazu, daß die Magnete dann sowohl vertikale als auch horizontale Kräfte gleichzeitig
aufnehmen können. Dies wird man vorwiegend dann vorsehen, wenn eine optimale Raumausnutzung
gefordert wird.
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Auch ist die Verwendung eines weiteren Magnetsystems 42 denkbar (siehe
Fig. 12, 13), das dann der horizontalen Führung dient, zusätzlich zu den der Lagerung
dienenden Magneten 43. Dabei sind die Magnete 43, 43 entweder am bodenfesten Gestell
41 gemäß Fig. 12 angebracht oder an der Plattform 3 gemäß Fig. 13. Die dem magnetischen
Rückschluß dienenden Schienen 44 befinden sich dann umgekehrt entweder an der Plattform
3 gemäß Fig. 12 oder am Gestell 41 gemäß Fig. 13.
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Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist nun eine Lagerung für Arbeits-
und Transportplattformen geschaffen, die entgegen den bisher bekannten Ausführungen
ohne weiters in stark schmutzbehafteten Produktionsprozessen und -stätten einsetzbar
sind; ein vorzeitiger Ausfall muß dann nicht befürchtet werden. Ein weiterer Vorteil:
auch Setzungen und Verlagerungen im Unterbau der Trag- und Führungskon--struktion
können,durchdie individuellen Abmessungen der jeweiligen Luftspaltwerte und deren
Regelung automatisch ausgeglichen werden. Vor allem bei hochbeanspruchten Pressen
ist dieser Vorteil besonders groß.
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Aber auch für schnellaufende Lager, wie sie beispielsweise für Diamant-Zerspanung
ebener und zylindrischer Präzisionsflächen erforderlich sind, zeigt sich die erfindungsgemäße
Lagerung als besonders vorteilhaft, dies gilt vor allem auch für den Einsatz in
ULtra-Zentrifugen.
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L e e r s e i t e