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Vorr~htung zum Fördern von irromagnetischen
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Werkstücken Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fördern
von e romagnetischen Werkstücken, bei welcher die Werkstücke mittels einer Schleppeinrichtung
relativ an magnetisierbaren oder dauermagnetischen Haltemagneten vorbeigezogen werde
Es ist bekannt, Werkstücke mittels Magnetrot:derbänder hängend zu befördern, wobei
Magnetleisten über dem unteren Trum eines Förderbandes angeordnet sind, die die
Werkstücke gegen das Band anziehen. Mit zunehmender Magnetkraft entsprechend schwereren
Werkstücken wird die Reibung zwischen den Magnetleisten und dem Förderband immer
größer. Dies führt zu einem Verschleiß und insbesondere zu einer hohen Antriebsleistung
für das Förderband, was bei schweren Werkstücken nicht mehr akzeptiert werden kann
Aufgabe der Erfindung ist es6 eine Vorrichtung zum Fördern von irromagneiischen
Werkstücken der eingangs erlauterten Art so auszugestalten, daß die Förderung von
Werkstücken mit einem wesentlich geringeren Energieaufwand und im wesentlichen ohne
übermäßigen Verschleiß der notwendigen bewegbaren Teile möglich ist Diese Aufgabe
wird ausgehend von der Vorrichtung der eingangs erläuterten Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß über die Polfläche der Haltemagnete hervorstehende Rollkörper
entlang des Förderweges mit einem Abstand
zueinander angeordnet
sind, der kleiner als die Abmessungen der zu fördernden Werkstücke in Förderrichtung
ist und daß als Schleppeinrichtung entweder eine mechanische Einrichtung, die Werkstücke
durch Reib- oder Formschluß mitnimmt, oder eine Einrichtung mit wanderndem Magnetfeld
vorgesehen ist.
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Das wesentliche bei der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß
die aufgrund der hohen Magnetkraft erzeugte Reibung zwischen dem Förderband und
dem Haltemagneten wegen der Verwendung von über die Polfläche hervorstehenden Rollkörpern
an denen die Werkstücke anliegen, vermieden werden. Hierdurch entfällt auch die
zur über windung der hohen Reibkraft notwendige Antriebsleistung, da sich die Werkstücke
entlang der Rollkörper ohne großen Kraftaufwand verschieben lassen.
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Da die Haltekraft eines Haltemagneten etwa mit der dritten Potenz
des Abstandes zwischen Werkstück und Haltemagnet abnimmt, wird man bestrebt sein
den Überstand der Rollkörper so gering wie möglich zu halten, damit die Haltekraft
aufgrund des Abstandes nicht zu stark abnimmt.
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Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn die Rollkörper aus einem
nicht magnetisierbaren Material bestehen, da diese Rollkörper nur für den Fall,
daß sie aus einem magnetisierbaren Material bestehen zur Erzeugung der notwendigen
Haltekraft beitragen können.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung gemäß der Erfindung ist darin
zu sehen, daß die Rollkörper mit Überstand in die Haltemagnete eingelassen und in
diesen
gelagert sird und daß die Rollkörper axial abschnittsweise
magnetisiert sind, wobei die Polteilung der Rollkörper mit der Pol teilung des zugeordneten
Haltemagneten übereinstimmt. Hierdurch erhält man eine äußerst gedrängte Bauweise,
da die Rollkörper in den Haltemagneten integriert sind, ohne daß ein Verlust an
Polfläche eintreten würde, da die Rollkörper im gleichen Sinne wie die Haltemagnete
magnetisierbar sind. Für den Fall der Verwendung von nicht magnetisierbaren Rollkörpern,
die in die Haltemagnete integriert sind würde die Fläche9 die die Rollkörper elnenehmenX
uon der wirksamen Polfläche entfallen. Hieraus ist ersichtlich, dab: diese Art der
Ausgestaltung nur auf Sonderfälle beschränkt ist9 während die Integr erung der Rollkörper
in den Haltemagneten und die gleichzeitige Magnetisierbarkeit der Rollkörper die
bevorzugte Ausführungsform darstellt.
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Durch die Übereinstimmung der Pol teilung von Rollkörper und Haltemagnet
werden stärkere Feldinhomogenitäten in Förderrichtung vermiedenswodurch die Verschiebekraft
für das Werkstücke gegenüber dem Haltemagnet klein bleibt, weil praktisch keine
entgegen der Bewegung£~ichtung verlaufende Kraft auf die Werkstücke ausgeübt wird.
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Um eine Wirkung auf die Werkstücke auch bei größerem Abstand auszuüben,
damit diese an die Fördervorrichtung angezogen werden, empfiehlt es sich9 daß die
Haltemagnete ein stark streuendes Magnetfeld aufweisen, was in bekannter Weise durch
die Ausbildung der Pole des Magneten erzielt wird.
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Die. Verwendung von Elektromagneten in Gleichstrom- bzw.
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Wechselstromausführung bringt den Vorteil mit sich'daß die
Feldstärke
entsprechend den zu fördernden Werkstücken geregelt werden kann und daß außerdem
ein Haltemagnet an einer bestimmten Stelle abgeschalten werden kann, um das Werkstück
abzulegen. Weiterhin kann mittels wechselstromgespeister Elektromagnete die Lage
des Werkstückes festgestellt werden, was nützlich ist, wenn man das Werkstück durch
Abschalten des Magneten an einer bestimmten Stelle ablegen will.
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Bei vielen der magnetisch geförderten Werkstücke besteht die Forderung,
daß sie keine oder nur sehr geringe Remanenz aufweisen. Es ist daher notwendig vor
der Ablegestelle für das Werkstück eine Entmagnetisiervor richtung vorzusehen. Diese
Entmagnetisierung wird durch einen wechselstromgespeisten Elektromagneten bewirkt,
durch dessen Feld die Werkstücke hindurchgeführt werden.
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Diese Werkstücke sind dabei einem Wechselfeld abnehmender Amplitude
ausgesetzt und werden dadurch entmagnetisiert.
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Für die Beförderung der Werkstücke kann die notwendige Schleppeinrichtung
manigfache Ausgestaltungen aufweisen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Schleppeinrichtung kann darin
bestehen, daß die Rollkörper einen Drehantrieb zum Weiter transport der an ihnen
haftenden Werkstücke aufweisen. Dieser Antrieb kann dadurch geschaffen sein, daß
an den Rollkörpern bzw. an jeweils einer mehreren Rollkörpern gemeinsamen Drehachse,
auf der die Rollkörper drehfest sitzen, ein Kettenrad vorgesehen ist, das mit einer
umlaufenden Antriebskette in Eingriff steht.
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Die Schleppcinrichtung kann aber auch aus einem an den Rollkörpern
anliegenden umlaufenden und angetriebenen Band bestehen, was zusätzliche Vorteile
mit sich bringen kann, wenn zu befürchten ist, daß an den Werkstücken zuviele feine
Späne haften, die aufgrund der Magnetwirkung in die feine Spalte zwischen Haltemagnet
und Rollkörper gelangen könnten.
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Auf diese Weise ist dann möglichemittels des Bandes das Eindringen
von Spänen zwischen Rollkörper und Haltemagnet zu verhindernO Die Schleppeinrichtung
kann auch ein wanderndes Magnet feld von mehreren ,n einer umlaufenden Kette oder
dgl.
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angeordneten Einzelmagneten umfassen, die unterhalb der Rollkörper
bzw. zwischen den Rollkörpern geführt sind, wobei die Rollkörper über die Einzelmagnete
hervorstehen. Dabei ist es wesentlich, daß der Abstand zwischen den Magneten größer
als die Abmessung der Werkstücke in Förderrichtung ist Bei dieser Ausgestaltung,
die insbesondere dann zur Anwendung kommt, wenn die Werkstücke auf den Rollkörpern
aufliegen und nicht von unten an ihnen haften,sind die sonst stationär angeordneten
Haltemagnete an der umlaufenden Kette angeordnet, so daß sie die Werkstücke nicht
nur an den Rollkörpern halten um sie vor einem seitlichen Abgleiten zu schützen,
sondern diese Haltemagnete übernehmen auch den Weitertransport der Werkstücke. Dabei
können bei dieser Ausgestaltung selbstverständlich magnetisierbare Rollkörper verwendet
werden, deren Polteilung mit der Polteilung der Haitemagrate die gleichzeitig Fördermagnete
sind, übereinstimmt. Diese Ausführung borm ist insbesondere für ein sogenanntes
Stauband
besonders vorteilhaft, weil die an einer bestimmten Endstelle
angestauten Werkstücke nicht mehr gegen die Kraft eines unter ihnen durchru-~schenden
Förderbandes in dieser Staustellung gehalten werden müssen, sondern die Werkstücke
ruhen auf den Rollkörpern auf und werden gegen den Anschlag nur mit der Kraft des
nach unten abgelenkten Halte- und Fördermagneten gedrückt, der mittels der Kette
nach unten geführt wird. Eine rutschende Reibung am Werkstück tritt hier also nicht
mehr auf.
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Solche Staubänder werden beispielsweise bei Bearbeituggseinheiten
mit automatischem Ablauf benötigt, wo es darauf ankommt, daß an einer bestimmten
Stelle stets Werkstücke vorhanden sind, die von einer automatischen Abholvorrichtung,
beispielsweise einem Roboter erfaßt und in eine Bearbeitungsmaschine eingebracht
werden.
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Das wandernde Magnetfeld kann aber auch durch fortschreitende Magnetisierung
und nachfolgende Entmagnetisierung der stationären Halte magnete erzeugt werden,
wodurch die auf den Rollkörpern aufruhenden Werkstücke mit dem fortschreitenden
Magnetfeld mitwandern.
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Wenn Rohre, Muffen oder Werkstücke mit Sonderprofilen gefördert werden
sollen, so können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Rollkörper als Profilkörper
ausgebildet sein, der auf die zu befördernden Werkstücke abgestimmt ist und für
die Förderung von stangenförmigen oder rohrförmigen Werkstücken sind die Rollkörper
mit prismatischem Profil ausgebildet. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt,
daß ein Abwandern der zu fördernden Gegenstände aus der gewünschten Förderrichtung
vermieden wird, weil durch die Profilierung der Rollkörper ein gewisser Formschluß
zwischen Rollkörper und Werkstück eintritt, der das seitliche Abwandern verhindert.
Be magnetisierbaren Rollkörpern ist die Profilierung der Rollkörper in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung so ausgebildet, daß die Werkstücke die beiden Pole der
Rollkörper über einen möglichst geringen Luftspalt verbinden.
Hierdurch
wird die magnetische Haftung maximal ausgenutzt. Bei der Förderung von stangenförmigen
oder rohrförmigen Werkstücken wäre zwar eine konkave Profilierung der Rollkörper
besonders günstig, doch müßte für untetschiedliche Durchmesser eine unterschiedliche
Profilierung vorgesehen werden. Um mehrere Durchmessergrößen fördern zu können,
empfiehlt sich deshalb die bereits erwähnte prismatische Profilierung der Rollkörper.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. In
dieser zeigen: Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer ersten Ausführungsform einer FördervoX-ich-unq
nach der Erfindung; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II~II in Fig. 1; Fig. 3
einen der Fig. 1 entsprechenden Auschnitt aus weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Fördervorrichtung; Fig. 4 einen weiteren Ausschnitt aus einer weiteren Ausführungsform
einer Fördervorrichtung nach der Erfindung; Fig. 5 einen Endabschnitt einer weiteren
Austührungsform einer erfindungsgemäßen Fördervorrichtung in Form eines Staubandes;
und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.
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Eine Vorrichtung zum Fördern ferromagnetischer Werkstücke umfaßt in
ihrer ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 mehrere hintereinander angeordnete Haltemagnete
1 an deren Unterseite jeweils Rollen 2 vorgesehen sind, die geringfügig über den
Polschun des zugeordneten Haltemagneten nach unten hervorstehen in der Weise, daß
ein an den Rollen 2 anliegendes Werkstück 3 einen.geringfügigen Abstand a zum Polschuh
des Haltemagnetenaufweist,
der gerade so groß ist, daß das Werkstück
mittels einer Schleppkette 5, an der Mitnehmer 6 in Form von Stäben senkrecht hervorstehen,
mitgenommen werden kann, wobei zwischen Werkstück und Haltemagent aufgrund der Anordnung
von Rollen 2 nur eine rollende Reibung und keine Gleitreibung auftritt.
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Im Querschnitt weist jeder Haltemagnet 1, wie aus Fig. 2 ersichtlich,
einen E-förmigen Eisenkern auf, mit aus zueinander parallelen Platten bestehenden
Polen, und zwar einem Mittelpol 7 und zwei äußeren, im Querschnitt kleineren Außenpolen
8, die miteinander und mit dem Mittelpol 7 durch einen Steg 9 aus ferromagnetischem
Material verbunden sind. Der Haltemagnet ist als Elektromagnet ausgeführt, wobei
eine Wicklung 10 um den Mittelpol 7 herum angeordnet ist* Zur Änderung der Feldstärke
wird der Erregerstrom in der Wicklung verändert. Dies erfolgt entweder mit Hilfe
eines im Stromkreis eingeschalteten Widerstandes oder mittels eines Regeltransformators,
der die Spannung ändert. Mit Hilfe eines mechanisch verstellbaren magnetischen Kurzschlusses
zwischen den Polen, der verschiebbar vorgesehen sein müßte, könnte die Feldstärke
auch auf mechanische Weise geregelt werden. An Stelle der Wicklung 10 kann auch
ein Permanentmagnetsystem eingebaut sein, dessen Feldstärke ebenfalls durch einen
magnetischen Nebenschluß stufenlos oder durch Abschalten von Teilen des erregenden
Magneten in bekannter Weise in Stufen erfolgen kann.
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An den die Außenpole 8 bildenden Platten ist Je eine parallel aufliegende
Platte 11 angebracht, die die Lagerung der Rollen 2 enthalten. Die Rollen 2 sind
als Magnetrollen ausgebildet und werden durch den Haltemagneten 1 magnetisiert.
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Die Rollen 2 bestehen aus zwei äußeren, jeweils in der Ebene der die
Außenpole 8 bildenden Platten befindlichen ferromagnetischen Scheiben 12 und weisen
eine zentrale, ebenfalls ferromagnetische Mittelscheibe 13
auf.
Zwischen der Mittelscheibe 13 und den beiden äußeren Scheiben 12 befinden sich amagnetische
Zwischenscheiben 14. Die äußeren Scheiben 12 weisen etwa die gleiche Stärke wie
die Außenpole 8 bildenden Platten auf und die Mittelscheibe 13 weist etwa die Stärke
des Mittel~ poles 7 auf. Die Zwischenscheiben 14 müssen aus amagnetischem Material
bestehen, da sie sonst einen magnetischen Kurzschluß erzielen würden. Auf diese
Weise stellen die magnetisierbaren Rollen 2 keine Unterbrechung der mit 15 bezeichneten
Polfläche des Haltemagne ten 1 dar, sondern das Magnetfeld des Haltemagneten 1 ist
durch die Rollen 2 aufgrund des induzierten Magneten feldes im weser.tllchen aufrechterhalten.
Das Werkstück 3 wird also nicht nur durch die Polfläche 15 des Haltemagneten 1 sondern
auch durch die magnetisierten Rollen 2 gehalten.
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Bei der Ausfünrungsform nach Fig. 3 ist der Haltemagnet 1 mit den
zugeordneten Rollen 2 in gleicher Weise aufgebaut wie bei der Ausführungsform nach
den Fig. 1 und 2. Die Abänderung gegenüber dieser ersten Ausführungsform besteht
darin, daß das Werkstück 3 nicht unmittelbar an den magnetisierbaren Rollen 2 anliegt
sondern zwischen den Rollen und dem Werkstück ist ein Dcnd 16 vorgesehen, welches
je nach dem Bedarfsfall als glattes Band oder als profiliertes Band ausgebildet
sein kann und aufgrund des Reibschlusses zwischen Band und Werkstück letzteres mitnimmt.
Das Band ist über nicht dargestellte Endrollen umgelenkt und wird auch dort angetrieben.
Diese Ausführungsform ist insbesondere dann empfehlenswert, wenn an den Werkstücken
Späne haften, die in die Zwischenräume zwischen den Haltemagneten und den Rollen
2 eindringen und letztere in ihrer Drehbarkeit behindern könnten.
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Im rechten Teil der Fig. 3, in welcher eine nicht aufgebrochene Seitenansicht
gezeigt ist, erkennt man eine weitere Ausführungsform einer Schleppvorrichtung,
bei welcher auf Achsen, die durch die Seitenplatten 11 hindurchragen,Zahnräder 25
sitzens die mit einer Kette 26 in Eingriff stehen9 welche angetrieben wird. Hierdurch
werden die Rollen 2 angetrieben, so daß ein gesonderter Antrieb für das Band 16
entfallen kann. Bei Wegfall des Bandes 16 können die auf diese Weise angetriebenen
Rollen das unmittelbar an den Rollen anliegende Werkstück weitertransportieren.
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Bei der Ausführungsform nach Fig 4 sind die einzelnen Haltemagnete
kürzer als bei der Ausführungsform nach Fig 1 ausgebildet, weisen aber grundsätzlich
den gleichen Aufbau auf, wie er insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, Die Haltemagnete
sind bei dieser in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform so angeordnet, daß die Rollen
2 nach oben weisen, d. h. die Werkstücke ruhen auf den Rollen auf. Der Weitertransport
des Werkstücks 3 erfolgt bei dieser Ausführungsform dadurch, daß die einzelnen Haltemagnete,
die mit 1, II, III usw* bezeichnet sind, der Reihe magnetisiert und anschließend
entmagnetisiert werden7 so daß das Werkstück mit dem fortschreitenden magnetfeld
mitwandert. Im dargestellten Ausführungs beispiel wird gerade der Haltemagnet I
so entmagnetisiert, daß er das Werkstück gerade noch halten kann, welches aber von
dem neu magnetisierten Haltemagnet II stärker angezogen wird, so daß das Werkstück
in Richtung auf den Haltemagnet II wandert. Auf diese Weise wird ein fortschreitendes
Magnetfeld erzeugt, welches das Werkstück mitschieppt.
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Bei der Ausführungsform einer Fördervorrichtung nach
den
Fig. 5 und 6 werden die einzelnen Werkstücke 3 auf Röllchen 17 aufliegend ebenfalls
durch ein wanderndes Magnetfeld transportiert, welches durch auf einem umlaufenden
Schleppband 18 angeordnete Halte-und Transportmagnete 19, die als Permanentmagnete
ausgebildet sind, erzeugt wird.
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Wie aus Fig. 6 ersichtlich, besteht jeder Halte- und Transportmagnet
19 aus zwei Magneten 20 und 21 die entgegengesetzt assgerichtete Polarität aufweisen0
Diese beiden Magnet sind durch ein amagnetisches Zwischenstück 22 miteinander verbunden
bie einzelnen Röllchen 17 sind so angeordnet, daß sie über die obere Fläche der
Halte- und Transportmagnete 19 hervorstehen, so daß ein aufliegendes Werkstück 3
nur auf den Röllchen 17 nicht aber auf den Halte- und Transport magneten aufruht.
Letztere werden mittels des Schleppbandes 18 zwischen den in Bahnen angeordneten
Röllchen hindurchgeschleppt Die Röllchen 17 sind dreiteilig ausgebildet und bestehen
aus zwei äußeren Scheiben 23 aus einem magnetisierbaren Material und einer dazwischenliegenden
Scheibe 2a aus amagnetischem Material. Während des Vorbeischleppens der Halte- und
Transportmagnete werden die jeweils äußeren, den vorbeigeschleppten Magneten benachbarten
Scheiben 23 magnetisiert und zwar mit einer jeweils dem zugeordneten Magnetpol des
Haltemagneten entgegengesetzter Polarität. Diese ist in der Zeichnung mit "N" für
Nordpol und §'S" für Südpol gekennzeichnet. Die in Querrichtung benachbarten Haltemagnete
sind so angeordnet, daß ein Sudpol mit einem Nordpol abwechselt, wobei das dazwischenliegende
Rdllchen hierdurch entgeSa2ngesetzte Polaritäten induziert erhält. Der Abstand zwischen
den Halte- und Transportmagneten ist kleiner als die Längserstreckung eines
Werkstückes
in Förderrichtung gesehen, so daß eine Beeinflußung durch den jeweils nachfolgenden
Magneten entfällt.
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Diese Ausgestaltung einer Fördervorrichtung dient as sogenanntes Stauband,
bei welchem die Werkstücke gegen einen festen Anschlag 27 gefördert werden,um dort
von einer automatischen Abholvorrichtung für die Bearbeitung, beispielsweise in
einem Drehautomaten, abgeholt zu werden. Der Abstand der Röllchen 17 untereinander
ist in Förderrichtung gesehen geringer als die Abmessung eines Werkstückes in Förderrichtung,
so daß die Werkstücke stets auf mindestens zwei hintereinander liegenden Röllchen
aufruhen.
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