DE3319928C2

DE3319928C2 - Magnetgreifer

Info

Publication number: DE3319928C2
Application number: DE3319928A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: EMAG Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: EMAG Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1983-06-01
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1985-06-27
Also published as: ES533007A0; DE3319928A1; US4554610A; JPS606584A; EP0129127A1; ES8505311A1

Abstract

Der Magnetgreifer weist einen Elektromagneten (5, 4, 4', 6) und einen in Verlängerung hierzu angeordneten Permanentmagneten (1, 3, 3', 2) auf, wobei die magnetischen Rückschlüsse (4, 4') des Elektromagneten bzw. (3, 3') des Permanentmagneten unterbrochen ausgeführt und durch einen verschiebbar angeordneten Anker (13) abwechselnd schließbar sind. Auf den Polschuhen (5, 6) des Elektromagneten sind Erregerwicklungen (10, 11) angeordnet, die mit Gleichstrom zum Halten der Last und mit Wechselstrom zum Entmagnetisieren der Last beaufschlagbar sind. Zum Aufnehmen und Transportieren der Last wird der Anker in eine Stellung gebracht, in welcher der magnetische Rückschluß des Elektromagneten unterbrochen und derjenige des Permanentmagneten geschlossen ist. Der Gleichstrom wird mit einer solchen Polarität durch die Erregerwicklungen geschickt, daß sich die Magnetfelder des Elektromagneten und Permanentmagneten addieren. Zum Ablegen der Last wird der Anker in die andere Endstellung gebracht, in welcher er den magnetischen Rückschluß des Elektromagneten schließt und denjenigen des Permanentmagneten öffnet. Damit ist die Wirkung des Permanentmagneten auf die Last ausgeschaltet. Durch Abschalten des Gleichstromes kommt die Last vom Magnetgreifer frei. In diesem Schaltzustand des Magnetgreifers kann durch Erzeugen eines Magnetfeldes mittels Wechselstrom und durch Verringerung der Feldstärke dieses Magnetfeldes die Last entmagnetisiert werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetgreifer mit einem Erregerwicklungen auf den Polschuhen aufweisenden Elektromagneten und einen Permanentmagneten, der bei Stromausfall die zu transportierende Last hält.

Kombinationen von Gleichstrom- und Permanentmagneten der oben erwähnten Art sind bekannt. Diese Magnetgreifer halten zwar bei Stromausfall die zu tragende Last, doch läßt sich der Permanentmagnet nicht fernsteuern, um ein Ablegen der Last auch bei Strom-

ausfall zu ermöglichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Magnetgreifer der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so auszugestalten, daß er nicht nur im Betriebszustand, in welchem der Elektromagnet wirksam ist, aus der Ferne steuerbar ist, sondern auch dann, wenn nur der Permanentmagnet wirksam ist

Diese Aufgabe wird bei einem Magnetgreifer der im Oberbegriff des Anspruchs i angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Polschuhe des Permanentmagneten in Verlängerung der Polschuhe des Elektromagneten und der magnetische Rückschluß des Permanentmagneten parallel zu demjenigen des Elektromagneten angeordnet sind bzw. ist, und daß jeweils nur ein magnetischer Rückschluß der unterbrochen ausgeführten magnetischen Rückschlüsse durch einen zwischen den magnetischen Rückschlüssen verschiebbarer Anker schließbar ist
Aufgrund diese·· Ausgestaltung ist eine Schaltbarkeit des Magnetgreifers durch Verschieben des Ankers gegeben, wobei es mehrere Möglichkeiten gibt, den Anker zu verschieben. In der einen Stellung, in welcher der Anker den Rückschluß des Elektromagneten schließt, sind zwei einander entgegengesetzt gerichtete Polschuhe vorhanden, wobei die einen Polschuhe dem Elektromagneten und die anderen Polschuhe dem Permanentmagneten zugeordnet sind, so daß die Wirkung des Permanentmagneten im wesentlichen ohne Einfluß auf den Elektromagneten bleibt In der anderen Stellung, in weleher der Anker den Rückschluß des Permanentmagneten schließt, addieren sich die Wirkungen des Permanentmagneten und des Elektromagneten, sofern letzterer eingeschalten ist. Dies ist diejenige Stellung des Ankers, in welcher die Last angehoben und getragen wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Anker durch eine innerhalb des Permanentmagneten angeordnete Spule in Abhängigkeit der Polarität des ihn beaufschlagenden Stromimpulses in eine seiner beiden Endlagen bewegbar sein, in der er entweder den magnetischen Rückschluß des Elektromagneten oder denjenigen des Permanentmagneten schließt.

Es ist aber auch möglich den Anker durch unterschiedlich gerichtete Stromimpulse in den Erregerwicklungen des Elektromagneten in die jeweiligen Endstellungen zu verschieben.

Weiterhin besteht die Möglichkeit den Anker durch mechanische Hilfseinrichtungen, wie z. B. durch hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder, umzuschalten.

Letztere Möglichkeit kommt dann zum Einsatz, wenn ein Stromausfall vorliegt.

Durch die beschriebene Ausgestaltung des Magnetgreifers besteht nicht nur die Möglichkeit, den Elektromagneten, sondern auch den Permanentmagneten so zu schalten, daß er zusätzlich auf die Polschuhe des Elektromagneten wirkt oder nicht, wodurch ein Ablegen der Last und gegebenenfalls auch ein Aufnehmen der Last auch dann möglich ist, wenn der Elektromagnet nicht in Betrieb ist.

Darüber hinaus bietet diese Ausgestaltung den wesentlichen Vorteil, daß dieser Magnetgreifer zum Entmagnetisieren der transportierten Last herangezogen werden kann, wenn diese aus f erromagnetischem Werkstoff besteht, unter der Voraussetzung, daß in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Magnetkörper des Elektromagneten aus mehreren Trafoblechen nach Art eines Wechselstrommagneten aufgebaut ist und daß die Erregerwicklungen des Elektromagneten von Gleich-

strom oder Wechselstrom beaufschlagbar sind.

Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, nach dem Absetzen der Last den Gleichstrommagneten auszuschalten und den Anker so umzuschalten, daß der magnetische Rückschluß des Elektromagneten geschlossen ist, wodurch auch die Wirkung des Permanentmagneten auf die Last im wesentlichen beseitigt ist. Hierauf wird dann Wechselstrom durch die Erregerwicklungen des Elektromagneten geschickt und zur Durchführung der Entmagnetisierung die Feldstärke des durch Wechselstrom erzeugen Magnetfeldes ausgehend von einem bestimmten Höchstwert auf Null verringert

Die Entmagnetisierung ist also erst durch die Umschaltbarkeit des Magnetgreifers möglich, da ohne eine solche Umschaltbarkeit der Permanentmagnet nicht nur stören würde, sondern durch diesen Entmagnetisierungsvorgang auch zerstört werden würde.

Um die störenden Einwirkungen eines Streufeldes des Permanentmagneten vollständig auszuschalten, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zwischen den Polschuhen des Elektromagneten ein Magnetfeld zur Kompensation eines Streufeldes des Permanentmagneten aufgebaut sein, das beispielsweise durch einen Permanentmagneten erzeugt wird, welches dem Streufeld entgegenwirkt, oder es kann zwischen den Polschuhen des Elektromagneten ein Hilfsjoch als magnetisch leitender Kurzschluß vorgesehen sein.

Ein Ausführungsbeispiei der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigen

F i g. 1 bis 3 verschiedene Schaltzustände eines im Schnitt gezeigten Magnetgreifers nach der Erfindung.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind mit den Bezugszeichen 1 und 2 magnetische Legierungen bezeichnet, die zwischen einem zweigeteilten magnetischen Rückschluß 3, 3' und einem weiteren zweigeteilten magnetischen Rückschluß 4, 4' angeordnet sind. Der magnetische Rückschluß 4, 4' steht mit Polschuhen 5, 6 unmittelbar in Verbindung und ist ebenso wie letztere aus Trafoblechen aufgebaut Die freien Enden der Polschuhe 5, 6 sind mit 7 und 8 bezeichnet und schräg zueinanderliegend ausgebildet, so daß sie ein Aufnahmeprisma für eine ferromagnetische Last 9 bilden. Die Polschuhe 5 und 6 sind mit Erregerwicklungen 10 und 11 versehen, die sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom beaufschlagbar sind. Wegen der Beaufschlagungsmöglichkeit mit Wechselstrom ist der Magnetkörper, bestehend aus dem magnetischen Rückschluß 4 und 4' sowie den Polschuhen 5 und 6, aus Trafoblechen aufgebaut, um die bekannten Verluste zu vermeiden.

Ein in Richtung der Symmetrieachse entsprechend dem Doppelpfeil 12 verschiebbarer Anker 13 läßt sich von seiner einen Endstellung gemäß Fig. 1, in der er den magnetischen Rückschluß 3, 3' schließt, in seine zweite Endstellung gemäß F i g. 2 verschieben, in welcher er den magnetischen Rückschluß 4,4' schließt. Um eine gute Anlage und damit eine leitende Verbindung mit dem jeweiligen magnetischen Rückschluß zu erzielen, weist der leitende Anker 13 ein keilförmiges Oberteil 14, ein keilförmiges Unterteil 15 und ein Mittelteil 16 auf, welches von parallelen Wänden begrenzt ist. Die magnetischen Rückschlüsse 3 und 3' bzw. 4 und 4' weisen einander gegenüberliegende Flächen 17,17' und 18, 18' auf, die ebenso geneigt sind, wie die keilförmigen Ober- und Unterteile 14 bzw. 15 des Ankers 13. Auf diese Weise werden großflächige Berührungen in den jeweiligen Endstellungen geschaffen, wobei durch die keilförmige Ausgestaltung des Ankers eine sichere Flächenberührung zwischen dem Anker und dem magnetischen Rückschluß möglich ist

Die Verschiebung des Ankers zur Erzeugung verschiedener Schaltzustände, die weiter unten erläutert werden, kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Eine besonders bevorzugte Möglichkeit besteht darin, die Erregerwicklungen 10 und 11 durch Gleichstromimpulse zu beaufschlagen, wobei die Verschieberichtung des Ankers 13 von der Polarität der Stromimpulse abhängt Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine zusätzliche Spule 19 mit Gleichstromimpulsen zu beaufschlagen, wobei auch hier die Verschieberichtung von der Polarität der Stromimpulse abhängt. Diese zusätzliche Spule 19 ist im Bereich der Magnetlegierungen 1 und 2 zwischen diesen und dem Anker 13 vorgesehen. Die Spule 19 ist als eine Ausführungsmöglichkeit in F i g. 1 angedeutet Weiterhin ist es möglich, den Anker durch mechanische Hilfseinrichtungen, beispielsweise durch pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagte Arbeitszylinder, zu verschieben, wobei in F i g. 2 ein solcher Arbeitszylinder schematisch dargestellt und mit 20 bezeichnet ist Dieser Arbeitszylinder steht über eine Kolbenstange 21 mit dem Anker in Verbindung und kann sie nach seiner Beaufschlagung den Anker in die eine oder andere Endstellung verschieben.

Der Abstand des magnetischen Rückschlusses 3, 3' zum magnetischen Rückschluß 4, 4' und die Größe des Ankers 13 ist so gewählt, daß bei Anordnung des Ankers in der einen Endstellung zwischen den Flächen des Ankers und des unterbrochenen Magnetschlusses ein Luftspalt vorhanden ist, der mit s bezeichnet ist
Die Funktionsweise des Magnetgreifers ist folgende.
Aufnehmen der Last:
Der Magnetgreifer wird mit seinen Greiferflächen 7 und 8 auf die zu transportierende Last 9 aufgesetzt. Hierauf wird durch einen Gleichstromimpuls, der die Erregerwicklungen 10 und 11 durchfließt, sichergestellt, daß der Anker 13 in die in den F i g. 1 und 3 dargestellte Endlage gelangt bzw. dort verbleibt. Hierauf wird Gleichstrom als Dauerstrom durch die Erregerwicklungen 10 und 11 mit einer solchen Polarität geschickt, daß sich die Magnetfelder des Permanentmagneten 1,2,3,3' und des Elektromagneten 5,6,4,4', 10 und 11 addieren. Hierdurch wird das Werkstück bzw. die Last 9 festgehalten und kann mittels des Greifers transportiert werden. Der Permanentmagnet ist dabei so stark ausgebildet, daß er auch bei einem Stromausfall die Last 9 halten kann. Selbstverständlich ist es möglich, den Permanentmagneten auch so kräftig auszubilden, daß er in der Lage ist, ohne elektrisches Magnetfeld die Last anzuheben.

Ablegen der Last:

Der Magnetgreifer und die Last werden auf die Unterlage abgesetzt und der Gleichstrom wird abgeschaltot Hierauf werden die Erregerspulen 10 und 11 mit einem Gleichstromimpuls entgegengesetzter Polarität beaufschlagt, wodurch der Anker 13 in die in F i g. 2 dargestellte Stellung gelangt, in welcher det magnetische Rückschluß 3, 3' unterbrochen und der magneto tische Rückschluß 4 und 4' geschlossen ist.

Hierdurch entfällt die Wirkung des Permanentmagneten auf das Werkstück 9, so daß der Magnetgreifer dieses Werkstück freigibt.
Entmagnetisieren:

Nachdem die Wirkung des Elektromagneten und diejenige des Permanentmagneten auf das Werkstück 9 abgeschaltet ist, wie dies in dem oben stehenden Absatz unter Ablegen des Werkstückes beschrieben wurde,

kann der Entmagnetisierungsvorgang beginuner!. Hierfür wird Wechselstrom durch die Erregerspulen 10 und 11 geschickt und dafür gesorgt, daß die Feldstärke von einem bestimmten Ausgangswert stetig auf Null abnimmt. Dies kann dadurch erfolgen, daß die Stromstärke verringert wird oder daß der Magnetgreifer von dem Werkstück 9 entfernt wird. Es ist aber auch möglich eine Kombination dieser Maßnahmen durchzuführen. Zum Entmagnetisieren befindet sich der Anker in der in F i g. 2 dargestellten Stellung.

Um ein mögliches Streufeld, ausgehend vom Permanentmagneten, welches den Entmagnetisierungsvorgang stören könnte, auszuschalten, kann zwischen den Polschuhen 5 und 6 entweder ein Permanentmagnet 22 vorgesehen sein, wie er in F i g. 2 angedeutet ist, oder es kann eine magnetische Kurzschlußleitung 23 zwischen den Polschuhen 5 und 6 angeordnet sein. Dieser magnetische Kurzschluß 23 ist in F i g. 3 angedeutet. Das durch einen Permanentmagneten 22 erzeugte Feld ist so ausgebildet, daß es im Streufeld des Permanentmagneten 1, 2,3,3' entgegenwirkt und damit eine Störwirkung während des Entmagnetisierens verhindert. Der magnetische Kurzschluß 23 schließt diesen Streufluß kurz, so daß an den Greiferflächen 7 und 8 keine störende Wirkung dieses Streuflusses auftreten kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

30

35

40

45

50

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Claims

Patentansprüche:

1. Magnetgreifer mit einem Erregerwicklungen auf den Polschuhen aufweisenden Elektromagneten und einem Permanentmagneten, der bei Stromausfall die zu transportierende Last hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe des Permanentmagneten (1, 2, 3, 3') in Verlängerung der Polschuhe (5,6) des Elektromagneten (5,4,4', 6) und der magnetische Rückschluß (3, 3') des Permanentmagneten parallel zu demjenigen (4,4') des Elektromagneten angeordnet sind bzw. ist und daß jeweils nur ein magnetischer Rückschluß der unterbrochen ausgeführten magnetischen Rückschlüsse (3,3', 4,4') durch einen zwischen den magnetischen Rückschlüssen verschiebbaren Anker (13) schließbar ist.

2. Magnetgreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (13) durch eine innerhalb des Permanentmagneten angeordnete Spule (19) in Abhängigkeit der Polarität des sie beaufschlagenden Stromimpulses in eine seiner beiden Endlagen bewegbar ist, in der er entweder den magnetischen Rückschluß (4,4') des Elektromagneten oder denjenigen (3,3') des Permanentmagneten schließt.

3. Magnetgreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (13) durch unterschiedlich gerichtete Stromimpulse in den Erregerwicklungen (10, 11) des Elektromagneten in die jeweiligen Endstellungen verschiebbar ist, in denen er entweder den magnetischen Rückschluß (3,3') des Permanentmagneten oder denjenigen (4, 4') des Elektromagneten schließt.

4. Magnetgreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (13) durch mechanische Hilfseinrichtungen (20, 21), wie z. B. hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder, umschaltbar ist.

5. Magnetgreifer nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkcrper des Elektromagneten (5,4, 4', 6) aus mehreren Trafoblechen nach Art eines Wechselstrommagneten aufgebaut ist und daß die Erregerwicklungen (10,11) des Elektromagneten durch Gleichstrom oder Wechselstrom beaufschlagbar sind.

6. Magnetgreifer nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der. Polschuhen (5, 6) des Elektromagneten ein Magnetfeld

(22) zur Kompensation eines Streufeldes des Permanentmagneten (1,2,3,3') aufgebaut ist.

7. Magnetgreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Polschuhen (5, 6) des Elektromagneten ein Hilfsjoch

(23) als magnetisch leitender Kurzschluß vorgesehen ist.