DE4423700C2 - Permanentmagnetisches Haltemittel - Google Patents

Description

Es ist bekannt, Führungsschienen von Montagegeräten, wie sie u. a. für das Schwei­ ßen und Schneiden großer Bauteile aus magnetischen Werkstoffen eingesetzt werden, mit Hilfe von Magneten am Bauteil zu befestigen. Dafür werden überwiegend Perma­ nentmagnete eingesetzt.

Durch das Eigengewicht der Schienen und Geräte sowie durch zusätzliche Belastun­ gen, die während der Funktion der Geräte entstehen, treten Scherkräfte auf, die ein Verschieben bzw. Verrutschen der Magnete und damit der gesamten Vorrichtung be­ wirken können. Die Haftfähigkeit, die dem Verschieben der Haftmagnete gegenüber dem Bauteil bei Einwirkung von äußeren Belastungen entgegenwirkt, ist abhängig von der physikalisch möglichen und aufbringbaren Haftkraft und von der Größe und Be­ schaffenheit der Kontaktfläche zwischen Magnet und Bauteil. Auf der Seite der Haft­ magnete wird diese Kontaktfläche durch die Teilflächen der Eisenformstücke gebildet, welche am weitesten aus dem Metallgehäuse herausragen. Diese Flächen haben übli­ cherweise glatte Oberflächen und verfügen somit nur über einen geringen Reibwert. Dieser Reibwert ist jedoch für die Haftfähigkeit und damit für die ertragbare Verschie­ bekraft mitbestimmend.

Die als Haftsysteme überwiegend eingesetzten Permanentmagnete werden üblicherweise in der Form hergestellt, indem die eigentlichen Permanentmagnete zusammen mit Eisenformstücken in einer bestimmten geometrischen Anordnung zueinander in einem einseitig offenen Gehäuse positioniert und anschließend mit einer aushärtenden Ver­ gußmasse, z. B. Epoxidharz, vergossen werden. Derartige Haftsysteme mit einer spe­ ziellen Anordnung der Weicheisenteile und Dauermagnete, u. a. mit dem Ziel der Erhö­ hung der Haftkraft, werden in den Druckschriften DE-AS 11 27 510 und DE-GM 19 40 717 beschrieben.

Die für den Bauteilkontakt vorgesehenen Flächen können anschließend z. B. spanend bearbeitet werden. Bei großen Stückzahlen von herzustellenden Magnetelementen wird dieser durch die mechanische Bearbeitung entstehende Aufwand vermieden, in­ dem die Vergußmasse nicht bis zur vollen Höhe der Eisenformstücke eingefüllt wird. Der durch die Unterfüllung mit Kunststoffmasse zwischen den metallischen Magnetbe­ standteilen entstandene Hohlraum kann naturgemäß keine Kontaktfläche bilden und hat somit keinen Einfluß auf den Reibwert des eingesetzten Haftmagneten.

Als besondere Ausführungsform wird in der DE-GM 18 00 816 ein Magnet beschrie­ ben, der mit einer Umkleidung aus nichtmagnetischen Metallen oder spritz- bzw. gieß­ fähigen Kunststoffen versehen ist, wobei in die Kunststoffe Gewebeeinlagen aus un­ verwebtem oder verwebtem Fadenmaterial auf organischer oder anorganischer Basis eingebettet werden, um die Stabilität bzw. Festigkeit der Umkleidung zu erhöhen. Die mit dem Dauermagnetkern des Haftsystems in Verbindung stehenden Polschuhplatten besitzen stirnseitig über die Umkleidung hinausragende Zähne, deren wiederum stirn­ seitige Oberflächen die eigentlichen Haftflächen bilden.

In DE-GM 17 65 075 wird ein Haftsystem beschrieben, bei dem ein Magnet, verbunden mit zwei Polschuhen, in einem elastischen Werkstoff, z. B. Weichgummi, eingebettet ist. Die Polschuhe sind dabei so angeordnet, daß ihre als Kontaktfläche dienende Ober­ fläche hinter der eigentlichen Haft- bzw. Kontaktfläche, die von der Einbettmasse gebil­ det wird, zurücksteht. Mit dieser Anordnung soll erreicht werden, daß es nur zu einer Berührung des elastischen Werkstoffes mit einer z. B. lackierten Blechoberfläche kommt, um Beschädigungen an der Lackschicht durch einen direkten Kontakt mit den metallischen Polschuhen zu vermeiden. Der hier ausdrücklich angestrebte Luftspalt zwischen Magnet (Polschuhe) und Haft- bzw. Kontaktfläche stört naturgemäß den magnetischen Fluß und mindert die Haftkraft des beschriebenen Magnetsystems.

Bekannte Lösungen haben somit den Nachteil, daß eine größere Haftfähigkeit des Haftmagneten nur durch größere Einzelmagnete und Eisenformstücke erreicht werden kann und daß damit die äußeren Abmessungen des Haftmagneten größer werden, wo­ durch aufgrund geringerer Zugänglichkeit das Einsatzgebiet eingeschränkt werden kann. Außerdem wird die Gesamtmasse des Haftmagneten größer, wodurch wiederum ein Teil der größeren Haftfähigkeit kompensiert wird.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein permanentmagnetisches Haltemittel mit erhöhter Haftfähigkeit zur Befestigung und Fixierung von vorzugsweise Montagegeräten auf Bauteilen aus magnetischen Werkstoffen zu schaffen, um den Wi­ derstand gegen Verschieben bzw. Abrutschen zu verbessern und damit die Geräte­ sicherheit zu erhöhen.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zur Herstellung des permanentmagnetischen Haltemittels eingesetzte Vergußmasse zur Erhöhung des Reibwertes des Gesamtsystems metallische oder mineralische Körner oder Fasern kleiner als 1 mm in ungeordneter Verteilung enthält und der Füllstand der Vergußmas­ se nach dem Vergießen und Aushärten mindestens die Höhe der am weitesten vorste­ henden Eisenformstücke des permanentmagnetischen Haltemittels erreicht, wodurch eine deutlich größere Kontaktfläche als üblicherweise entsteht. Wird eine dauerela­ stische Vergußmasse mit ebenfalls metallischen oder mineralischen Beimengungen verwendet, die über einen mit der Magnetkraft abgestimmten elastischen Verfor­ mungswert verfügt und deren Füllstand die Höhe der Eisenformstücke um ein Mindest- bzw. Maximalmaß überragt, wird unter Wirkung der Magnetkraft ebenfalls eine zwangsweise Vergrößerung der Kontaktfläche erreicht. Um den Einsatz metallischer oder mineralischer Füllstoffe zu minimieren, wird auf die üblicherweise verwendete Vergußmasse, deren Füllstand unter der Höhe der Eisenformstücke liegt, eine aus einem dauerelastischen Werkstoff bestehende Deckschicht aufgebracht, die wiederum metallische oder mineralische Körner oder Fasern enthält und in ihrem Niveau um einen Minimal- bzw. Maximalwert über dem der Eisenformstücke liegt, wodurch eben­ falls unter Wirkung der Magnetkraft eine zwangsweise Vergrößerung der Kontaktfläche erreicht wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Beimengung von metallischen oder mineralischen Körnern oder Fasern zur verwen­ deten Vergußmasse bei gleichzeitiger Angleichung des Höhenniveaus von Verguß­ masse und Oberfläche der Eisenformstücke die Kontaktfläche vergrößert und durch die an der Oberfläche der Vergußmasse austretenden metallischen oder mineralischen Körner oder Fasern die Oberflächenrauhigkeit und damit insgesamt der Reibwert des permanentmagnetischen Haltemittels erhöht werden. Damit wird bei unveränderter physikalischer Beschaffenheit des permanentmagnetischen Haltemittels eine Verbes­ serung der Widerstandsfähigkeit gegen verschiebende und abrutschende Belastungen erreicht. Dadurch können die Haftfähigkeit und somit die Arbeitssicherheit mobiler Ge­ räte an großen Bauteilen aus magnetischen Werkstoffen auch mit senkrechten oder stark geneigten Oberflächen wesentlich verbessert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Schnittdarstellung eines permanentmagnetischen Haltemittels

Fig. 2 Schnittdarstellung eines permanentmagnetischen Haltemittels mit auf der Vergußmasse aufgebrachter Deckschicht.

Auf die bisher bekannte Art werden Permanentmagnete 1 und Eisenformstücke 2 in einem Gehäuse 3 angeordnet. Das Vergießen mit der Vergußmasse 4, z. B. Epoxid­ harz, der als gleithemmendes Mittel mineralische Körner 5 mit einer Korngröße im µm- Bereich beigemischt sind, erfolgt mindestens bis zur Höhe der am weitesten vorste­ henden Eisenformstücke 2 des permanentmagnetischen Haltemittels. Überstehende Vergußmasse 4 wird mechanisch auf das Niveau der Eisenformstücke 2 abgearbeitet, um eine plane Oberfläche mit hohen Reibwerten für das permanentmagnetische Halte­ mittel zu bekommen.

In Fig. 2 ist ein permanentmagnetisches Haltemittel dargestellt, bei dem der höhere Reibwert auf der Oberfläche der Vergußmasse 4 durch Aufbringen einer Deckschicht 6 auf die Vergußmasse 4 erreicht wird. Das Vergießen von Permanentmagneten 1 und Eisenformstücken 2 erfolgt auf bekannte Weise im Gehäuse 3 mit einer Vergußmasse 4, z. B. Epoxydharz, mit einem Füllstand unterhalb der Höhe der Eisenformstücke 2. Durch Aufbringen, z. B. Aufkleben einer Deckschicht 6 mit dauerelastischen Eigen­ schaften, einem mit der Magnetkraft der Permanentmagnete abgestimmten Verfor­ mungswert und mineralischen Körnern 5 als gleithemmenden Zusatz überragt die jetzt von der Deckschicht 6 gebildete Oberfläche der Vergußmasse 4 die Eisenformstücke 2, und es kommt unter Wirkung der Magnetkraft der Permanentmagnete 1 auf jeden Fall zu einer zwangsweisen Berührung zwischen den Oberflächen der Vergußmasse 4 bzw. Deckschicht 6 des permanentmagnetischen Haltemittels und des Bauteils.

Dieser Effekt tritt auch dann ein, wenn die gesamte Vergußmasse 4 aus einem Werk­ stoff mit dauerelastischen Eigenschaften besteht, dem gleithemmende Zusätze beige­ mischt sind.

Claims (3)

1. Permanentmagnetisches Haltemittel für die Befestigung und Fixierung von ins­ besondere Montagegeräten an Bauteilen aus magnetischen Werkstoffen in be­ liebiger Lage, bestehend aus einem einseitig offenen Metallgehäuse mit einer bekannten Anordnung von Permanentmagneten und Eisenformstücken, wobei verbleibende Zwischenräume mit einer elastischen oder nicht elastischen Ver­ gußmasse ausgefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmasse (4) den Reibwert des Gesamtsystems an der Berührungsfläche Magnet-Bauteil er­ höhende metallische oder mineralische Körner oder Fasern (5) kleiner als 1 mm in ungeordneter Verteilung enthält.

2. Permanentmagnetisches Haltemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nach dem Vergießen und Aushärten vorhandene Füllstand der dauer­ elastischen, über einen mit der Magnetkraft abgestimmten elastischen Verfor­ mungswert verfügenden Vergußmasse (4) die Höhe der am weitesten vorste­ henden Eisenformstücke (2) des unbelasteten permanentmagnetischen Halte­ mittels an allen Stellen überragt.

3. Permanentmagnetisches Haltemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die verwendete Vergußmasse (4) keine metallischen oder minera­ lischen Körner oder Fasern (5) enthält, daß der nach dem Vergießen oder Aus­ härten vorhandene Füllstand der Vergußmasse (4) unterhalb der am weitesten vorstehenden Eisenformstücke (2) liegt und daß die Vergußmasse (4) in diesen Bereichen eine Deckschicht (6) mit vorzugsweise dauerelastischen Eigenschaf­ ten, der metallische oder mineralische Körner oder Fasern (5) beigemischt sind, erhält, die die am weitesten vorstehenden Eisenformstücke (2) des unbelasteten permanentmagnetischen Haltemittels an allen Stellen überragt.