DE7531527U

DE7531527U - Ein- und ausschaltbare dauermagnetische haltevorrichtung fuer ferromagnetische koerper

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Publication number: DE7531527U
Application number: DE7531527U
Authority: DE
Original assignee: Magneto Tecnica Di Cardone Michele & C Snc Pero Mailand (italien)
Current assignee: Magneto Tecnica Di Cardone Michele & C Snc Pero Mailand (italien)
Priority date: 1974-10-16
Filing date: 1975-10-04
Publication date: 1978-01-26
Also published as: DE2559649A1; FR2288380A1; NL7512125A; FR2288380B1; IT1022923B; NL8203969A; DE2544465A1; DE2559649C2; US4090162A; DE2544465B2; GB1520758A

Description

Ein- und ausschaltbare dauermagnetische Haltevorrichtung für ferromagnetische Körper

Die Erfindung betrifft eine ein- und ausschaltbare dauermagnetische Haltevorrichtung für ferromagnetische Körper, mit mindestens zwei in einem zu einer Halte .fläche hin offenen Magnetkreis liegenden Dauermagneten, deren Magnetflüsse sich im eingeschalteten Zustand über die Haltefläche und einen an dieser anliegenden ferromagnetischen Körper schließen, während sie im ausgeschalteten Zustand in einem durch die beiden Dauermagnete und die anliegenden Polstücke gebildeten geschlossenen magnetischen Kreis verlaufen, wobei zum Umschalten die Magnetisierungsrichtung des einen Dauermagneten jeweils mittels eines Stromstoßes durch eine diesen umgebende Spulenwicklung umkehrbar ist.

Bei einer bekannten magnetischen Haltevorrichtung (DT-PS 1 274 256) sind ein ummagnetisierbarer Dauermagnet und ein nicht-ummagnetisierbarer Dauermagnet parallel zwischen Z'.'ei Polstücke gelegt, die rechtwinklig zu den Polachsen der Dauermagnete verlaufen. Der ummagnetisierbare Dauermagnet wird durch impulsartige Stromstöße umgepolt. Sein Magnetfeld verstärkt in dem einen Polarisierungszustand dasjenige des anderen Dauermagneten, während in dem anderen Schaltzustand ein magnetischer Kurzschluß zwischen beiden Dauermagneten besteht. Bei dieser Haltevorrichtung muß ein dauernder Nebenfluß*. _ ^jtehen, um zu verhindern, daß der eine Dauermagnet den anderen Dauermagneten bei der Umschaltung des Erregerstromes umpolt. Dieser dauernde Nebenflußweg schwächt die Haltekraft der Vorrichtung.

Bei einer anderen bekannten amagnetischen Haltevorrich-

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tung (DT-OS 1 4 39 075) sind mehrere Dauermagnete der gleichen Länge parallel zueinander angeordnet. Das Energieprodukt des mittleren Dauermagneten ist daher gegenüber dem der seitlichen Magnete unterschiedlich. Das ist für die Funktion des Stromkreises schädlich, es sei denn, der niedrige Brennwert wird nicht durch einen hohen Hc-Wert ausgeglichen, wobei der Magnet verlängert wird. Das hat eine wenig kompakte Konstruktion zur Folge.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Haltevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffer., in der die beiden verwendeten Magnete unterschiedlich lange Polachsen haben können, so daß sich eine räumlich gedrungene Konstruktion mit hoher Energiedichte verwirklichen läßt und gleichzeitig das richtige Verhältnis zwischen den Energieprodukten (B · H) beibehalten wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der ummagnetisierbare Dauermagnet mit seiner Polachse rechtwinklig zur Haltefläche verläuft, während der nichtummagnetisierbare Dauermagnet mit parallel zur Haltefläche verlaufender Polachse angeordnet ist und mit seinen Polflächen an zwei parallelen Polstücken anliegt, die in dem über die Haltefläche zu schließenden Magnetkreis des ummagnetisierbaren Dauermagneten liegen.

Nach der Erfindung sind die Polachsen der beiden verwendeten Magnete, die unterschiedliche Magnetisierungseigenschaften haben, rechtwinklig zueinander ausgerichtet. Der ummagnetisierbare Dauermagnet ist mit seiner Polachse rechtwinklig zur Haltefläche angeordnet. Er kann daher verhältnismäßig lang ausgebildet werden, was eine entsprechende Höhe der Haltevorrichtung ergibt, die sich aber nicht störend auswirkt. Die nicht magnetisierbaren Dauermagnete können relativ kurz ausgebildet werden und sind zwischen den Polstücken querliegend angeordnet. Folglich lassen sich mehrere gleichartige Haltevorrichtungen zur Erzielung einer ho-

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hen Energiedichte dicht nebeneinander anordnen. Die nichtummagnetisierbaren Dauermagnete können relativ kurz ausgebildet werden und sind zwischen den Polstücken querliegend angeordnet.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind drei rechtwinklig zur Haltefläche verlaufende parallele Polstücke vorgesehen, von denen das mittlere Polstück mit dem ummagnetisierbaren Dauermagneten in einer Flucht liegt, und zwischen dem mittleren Polstück und jedem der seitlichen Polstücke ist ein nicht-ummagnetisierbarer Dauermagnet querliegend angeordnet. Die seitlichen Polstücke können einen geringeren Querschnitt haben als das mittlere Polstück, weil sich der Magnetfluß, der das mittlere Polstück durchläuft, auf die beiden seitlichen Polstücke verteilt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein gemeinsamer ferromagnetischer Träger für mehrere im Abstand voneinander angeordnete mittlere Polstücke und seitliche Polstücke vorgesehen ist, daß zwischen den mittleren Polstücken und den seitlichen Polstükken Nuten vorhanden sind, daß jeweils 3in ummagnetisierbarer Dauermagnet zwischen jedem mittleren Polstück und einem Träger angeordnet ist, daß in jede Nut ein nichtummagnetisierbarer Dauermagnet mit senkrecht zu den Polstücken gerichteter Polachse eingelegt ist, daß die Stirnflächen der Polstücke die Haltefläche bilden, welche abwechselnd mit entgegengesetzten Polaritäten aktiviert und abgeschaltet werden kann, und daß die Polstücke und die ummagnetisierbaren Dauermagnete mittels Ankerschrauben befestigt sind und den nicht-ummagnetisierbaren Dauermagneten Distanzstücke aus amagnetischem Material überlagert sind und in Querrichtung mit einem Zuganker gehalten werden.

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Der Träger bildet dabei ein Joch, das im Falle mehrerer nebeneinanderliegender Magnetkreise als Basisteil wirkt und die Magnetflüsse sämtlicher Kreise gleichmäßig verteilt. Außerdem verleiht der Träger der gesamten Konstruktion eine erhöhte Festigkeit.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung sowie eine bevorzugte Ausführungsform eines Haltegerätes unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Darstellung des oberen linken Quadranten der Hysteresekennlinien der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbaren Dauermagneten.

Fig. 2 zeigt ein einfaches Schema der Vorrichtung im abgeschalteten Zustand,

Fig. 3 zeigt das Schema der Fig. 2 im aktivierten Zustand,

Fig. 4 zeigt eine praktische Realisierung des Schemas nach Fig. 1,

Fig. 5 zeigt eine konstruktive Realisierung eines magnetischen Haltegerätes nach der Erfindung.

Im folgenden sollen zunächst einige Ausführungen über die für die Dauermagnete zu verwendenden Materialien

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gemacht werden. Im Rahmen dieser Beschreibung werden gegossene anisotrope Magnete (Eisen-, Nickel-, Aluminium- und Kobaltlegierungen, die in Curiepunktnähe einem Magnetfeld ausgesetzt wurden) als "ALNICO V" bezeichnet.

Diese Bezeichnung schließt jede beliebige Legierung ein, bei der das maximale Energieprodukt (BH-Wert) in der Größenordnung von 4,5 bis 5»2 Mega-Gauss Oested (im cgs-System) ließt, wie z.B. ""Alcomax III" der britischen Fa. James Neill Ltd., "Maxalco" oder "Coalnimax" der italienischen Fa. Sampas SpA und Centro Magnet! Permanent! SpA und "Ticonal" der französischen Fa. Allevard Ugines. Die erwähnten Magnete haben sämtlich eine äußerst hohe Sättungsremanenz (B ), die größer ist als 12 K Gauss

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und eine relativ gelinge Koerzitivkraft H von wenig über 600 Oersted. Die Kennlinie dieses Materials ist in Fig. 1 mit 1 bezeichnet.

Wenn das Magnetmaterial Aiico V bei geschlossenem Magnetkreis in die Sättigung gebracht wird, entwickelt es eine außergewöhnliche dauermagnetische Leistung, die umgekehrt proportional zu der Weite des Arbeitslufts^altes (Reluktanz) ist. Ein Luftspalt wird stets dann benötigt, wenn das Magnetfeld außerhalb des von den Polstücken gebildeten Kreises benötigt wird. Die Reichweite oder Feldtiefe eines magnetischen Kreises ist stets der Weite des Luftspaltes (Abstand zwischen Nordpol und Südpcl) proportional. Zur Erzielung eirer akzeptablen magnetomotorischen "Kraft (Wirksamkeit) muß der zweite Magnetkreis, dor einen Kern aus Alnico V aufweist, einen Luftspalt aufweisen, dessen Weite um 1/5 kleiner ist als die Lange der Vorzugsachse des verwendeten Kernes, um eine zu rroße Verringerung des Wertes B zv vermeiden.

rem

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Anisotrope keramische Magnete (Material auf der Basis von Ferriten, beispielsweise feingemahlenes und bei erhöhter Temperatur gepreßtes und gebranntes Bariumoxyd, das anschließend in der Nähe seines Curiepunktes einem Magnetfeld ausgesetzt wird) werden im folgenden als anisotropes Bariumferrit bezeichnet. Diese Bezeichnung soll alle keramischen Materialien einschließen, welche einen maximalen BH-V/ert von 2,8 bis 3,2 Mega-Gauss Oersted (im cgs-System) erzeugt, wie beispielsweise

IC "Ferroxdure II und III", "Sinterox II und III" der italienischen Firmen Sampas SpA und Centro Magnet! Permanenti SpA sowie "Feroba II und III" der französischen Fa. Allevard Ugines u.a.

Das erwähnte Material wird für die Herstellung von Ankergeräten mit Dauermagneten mit gesteuertem Magnetfluß im allgemeinen wenig angewandt. Es hat einen relativ geringen B -Wert, der etwa 1/4 desjenigen von Alnico V

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betrag*; und einen außergewöhnlich hohen H -Wert, der, wie Linie 2 in Fig. 1 zeigt, etwa dreimal größer ist als der oben erwähnte Wert oder noch größer, so daß die remanente Flußdichte B in einem weiten Bereich

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von Luftspalten oder magnetischen Widerständen im wesentlichen konstant bleibt und sich nur geringfügig ändert.

Andererseits entwickeln diejenigen magnetischen Haltevorrichtungen, die mit Magneten aus anisotropem Bariumferrit arbeiten, infolge der geringen Remanenz lediglich beschränkte Arbeitsleistungen. Geräte, die mit Magneten aus Alnico V arbeiten, ergeben infolge des erforderlichen Ausgleichs bezüglich der Konstanthaltung

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der magnetischen Remanenz und der V/eite des Arbeitsluftspaltes nur bescheidene Leistungen. Vcn der V/eite des Luftspaltes hängt andererseits die wirksame Größe des Magnetkreises (Feldtiefe) sowie das Ausmaß des Streuflusses ab.

Die erfindungsgemäßen Haltevorrichtungen vermeiden die Nachteile der bekannten Geräte. Sie haben eine wesentlich höhere magnetische Leistung und eine hohe mechanische Stabilität und Betriebssicherheit.

Da kein Material existiert, das über eine so hohe Remanenz B verfügt wie das Alnico V und dabei eine Koerzitivkraft H hat, die der des anisotropen Bariumferrits entspricht, wurde eine dauermagnetische Vorrichtung geschaffen, in der beide Materialien gleichzeitig in zweckmäßiger gegenseitiger Abstimmung vorhanden sind. Dabei lassen sich die Verhältnisse von Abmessungen und Leistung und Abmessungen und Feldtiefe wesentlich verbessern.

Die Fig. 2 und 3 zeigen ein einfaches Schema der erfindunr.sr.emäß zu verwendenden. Magnetkreise. Der Dauermagnetkern 3 besteht aus isotropem Bariumferrit, das wegen seiner magnetischen Eigenschaften nachfolgend als "nicht ummagnetisierbar" bezeichnet wird, wodurch angedeutet werden soll, daß bei Verwendung des Gerätes der Magnetisierungszustand dieses Magnetkernes nicht geändert wird.

Der zv;eite Dauerrnagnetkern 4 1st vom Typ Alnico V. Er wird im folgenden als "ummagnetisierbar" bezeichnet, um hervorzuheben, daß der Kern 4 - im Unterschied zu dom Magnetkern j5 - seinen Magnetisierungszustand bzw. seine Polung beim Betrieb des Gerätes ändern kann. Dabei durch-

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läuft der Magnetkern 4 die halbe obere bzw. die halbe untere Hystereseschleife, um die magnetische Haltevorrichtung zu aktivieren oder abzuschalten.

Der ummagnetisierbare Kern ist mit einer Wicklung 5 aus Kupfer oder einem anderen guten elektrischen Leiter umgeben, die von einem Gleichstrom durchflossen wird. Die Strcinrlchtung des Gleichstromes ist umpolbar. Der Gleichstrom wird jeweils für eine Zeitdauer eingeschaltet, die ausreicht, um den Kern 4 einen Halbzyklus seiner Hystereseschleife durchlaufen zu lassen.

Beide Magnetkerne 3 und 4 wirken ,ruf ein gemeinsames Polstück 6,mit dem sie an jeweils einem Pol in Berührung stehen. An dem Polstück 6 liegt der Pol N des nicht ummagnetisierbaren Kernes 3 und der Pol S des ummagnetisierbaren Kernes 4 an, wenn die Haltefläche 9 gemäß Fig. 2 entmagnetisiert ist. Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel stehen die Polarisierungsrichtungen der Magnetkerne 3 ^ur<d 4 unter einem V/inkel von 9c⁰ zueinander und berühren sich gegenseitig mit an-

2C einanderliegenden Flächen des rechtwinkligen Blockes aus dem das lolstück 6 besteht.

Die geometrische Anordnung der einzelnen Teile der magnetischen Vorrichtung kann den Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalles angepaßt v/erden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Das Polstück 6 des magnetischen Kreises der in Fig. 2 dargestellten Haltevorrichtung ist oberhalb des ummagnetisierbaren Kernes 4 über den nicht ummagnetisierbaren Kern 3 hinaus verlängert und bildet einen ersten Polschuh mit direkter

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Induktion. Außerdem ist ein zweiter Polschuh 7 mit indirekter Induktion vorgesehen, der zusammen mit dem urnmagnetisierbaren Kern h auf einem ferromagnetischen Joch 8 abgestützt ist. Wie am Beispiel der Fig. 4 noch erläutert wird, bildet das Joch 8 im Falle mehrerer parallel· geschalteter Magnetkreise den Blechkranz für die Polschuhe 7 indirekter Induktion. Das Joch 8 besteht aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität, beispielsweise aus Eisen oder unlegiertem Stahl mit möglichst geringem Kohlenstoffgehalt. Der Kohlenstoffgehalt soll z.B. geringer sein als 0,03 %· nie Polschuhe 6 und 7 des Magnetkreises bilden insgesamt, wie schematisch in Fig. 3 gezeigt ist, die Arbeits- oder Haltefläche flir (ien ferromagnetischen Körper 10.

Fig. 2 zeigt den Magnetisierungszustand bei abgeschalteter Halteflache 9, bei dem beide Dauermagnetkerne 3 und 4 gleichsinnig polarisiert sind, während Fig. 3 den Aktivierungszustand der Haltefläche 9 zum Festhalten des ferromagnetischen Körpers 10 darstellt. Die beiden Kerne 3 und -4 sind dabei entgegengesetzt polarisiert, so daß ihre Felder zum Festhalten des Gegenstandes 10 zusammenwirken bzw. sich addieren.

Im folgenden wird eine detailliertere Beschreibung der F'agnetkreise gegeben, wobei stets auf die in Fig. 2 und 3 dargestellten Verhältnisse Bezug genonnien wird, da die beschriebenen Ausführui "■-·" '•'insichtlich ihrer grundsätzlichen Wirkungsweise einander gleich sind.

Wenn der Polschuh 7 oder, im Falle mehrerer gleichartiger magnetischer Kreise, mehrere Polschuhe 7 gemäß Fig.

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auf dem Joch angeordnet sind, wird der ummagnetisierbare Kern montiert, indem eine bestimmte Anzahl von Magneten dor erwähnten Art Alnico V mit bestimmtem Querschnitt, bestimmten Profillängen und rechteckigen Umrissen in die Spule ''·< eingebracht werden. Diese ist zuvor mit einer der Pollänge des ummagnetisierbaren Kernes 4 entsprechenden Hölie bereitgestellt worden. Der ummagnetisierbare Kern wird während der Montage ständig im entmagnetisierten Zustand gehalten.

Anschließend erfolgt die Montage des Polschuhs 6, indem dieser auf den oberen Pol des ummagnetisierbaren Krns 4 aufgesetzt wird. Dadurch entsteht zwischen den inneren Wänden der Polschuhe 6 und 7 eine Nut, in die der Dauermagnetkern 3 eingelegt wird. Der Absolutwert der magnetischen Remanenz (gesamter B -Wert) muß dem Gesamtwert

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dr magnetischen Remanenz (gesamter B -Wert) des ummagnetisierbaren Kernes genau entsprechen. Der nicht ummagnetisierbare Kern 5 wird bis zum Sättigungszustand vormagnetisiert und eingebaut, was in Anbetracht des hohen H -Wertes dieses Materials möglich ist.

In diesem Zustand herrscht in dem magnetischen Kreis ein erstes Magnetfeld, das in Fig. J> mit H bezeichnet ist und die Haltefläche 9 aktiviert.

Nun wird die Spule kurzzeitig erregt, um den ummagnetisierbaren Kern 4 in den Sättigungszustand zu bringen, damit dieser von nun an sein eigenes Dauermagnetfeld erzeugt. Die Magnetisierung dauert weniger als 0,01 Sek. Die Stromrichtung sowie der Wickelsinn der Windungen der Spule 5 sind derart gewählt, daß ein elektromagnetisches

Feld 12 (Fig. 3) erzeugt wird, welches den ummagnetisierbaren Kern 4 in der in Fig. 2 dargestellten V/eise polarisiert, so daß sich sein Magnetfeld über die Polstücke 6, 7 und 8 mit dem durch den Kern 3 erzeugten Magnetfeld summiert und dadurch die Flußdichte an der Haltefläche 9 noch erhöht wird, wodurch sich die auf den Gegenstand 10 einwirkende Haltekraft erhöht. Während der gesamten Aktivationszeit der Haltefläche fließt kein Strom in der Spule 5, so daß die gesamte Haltevorrichtung so arbeitet, als wäre sie mit Dauermagneten ausge-V·/ stattet. Tatsächlich dient die Spule allein zur Steuerung

oder Umkehrung der Magnet'isierungsrichtung des ummagnetisierbaren Kernes 4.

Zur Abschaltung der Haltefläche 9 und zum Loslösen des ferromagnetischen Gegenstandes 10 wird die Spule 5 kurzfristig durch einen Strom erregt, dessen Richtung entgegengesetzt zur Richtung des vorangehenden Stromes eingestellt ist. Hierdurch wird ein elektromagnetisches Feld von sehr kurzer Dauer mit umgekehrten Pol^eichen erzeugt. Dieses dem remanenten Magnetismus entgegengesetzte Magnetfeld bewirkt, wie in Fig. 2 angedeutet, daß der ummagnetisierbare Kern 4 eins der Polumkehr entsprechende halbe ^ Hysteresekurve durchläuft. Der Kern 4 erzeugt nunmehr

ein Dauermagnet/eId, welches auf das Feld des anderen Kernes 3 über die Polstücke 6, 7 und 8 eine Anziehung ausübt, so daß die beiden Magnetfelder sich gemäß Fig. 2 kurzschließen und die Haltefläche 9 abgeschaltet wird.

Wird ein weiterer Stromstoß durch die Spule 5 mit entgegengesetzter Richtung geschickt, so erfolgt eine erneute unmittelbare Umpolung (oder halbe Hysterese) des Kernes

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4, der v/ieder das in Flg. 3 abgebildete Magnetfeld 12 erzeugt, das sich dem Magnetfeld 11 des Kernes 3 überlagert und die Haltefläche 9 aktiviert.

Fig. 4 zeigt ein erstes praktisches Ausführungsbeispiel der Haltevorrichtung, deren Schema unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 oben erläutert wurde. Das Beispiel der Fig. 4 unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 2 lediglich dadurch, daß der magnetische Kreis verdoppelt ist, und da3 der einzige ummagnetisierbare Magnetkern 4 in den mittleren Schenkel gelegt ist. Beidseitig des Kernes 4 liegen die Dauermagnetkerne 3 mit horizontalen Hagn^tlsierungsachsen. Die Kerne 3 sind zwischen dem mittleren Polstück 6 und jeweils einem äußeren Polstück 7 angeordnet. Der ummagnetisierbare Kern 4 ist mit senkrechter Polachse montiert. Bei der in Fig. 4 dargestellten Polung des Magnetkernes 4 sind die beiden Magnetkreise jeweils kurzgeschlossen, so daß an der Haltefläche kein wesentlicher Magnetfluß auftritt.

Bei der Anordnung nach Fig. 4, die sich mechanisch am besten für die Herstellung großer magnetischer Haltevorrichtungen eignet, haben die beiden nicht ummagnetisierbaren Kerne 3 jev.'oils gleiche magnetische Remanenzwerte (B, ), so daIi ihre Summe dem gesamten Remai.onzwert des gemeinsamen Kernes 4 gleich ist. Die Kerne 3 sind die Hüten zwischen dem mittleren Polstück 6 direkter Induktion und den seitlichen Polstücken 7 indirekter Induktion eingebaut. Die Funktionsweise des magnetischen Kreises in Fig. 4 ist die gleiche wie die Funktionsweise der Vorrichtung nach den Fig. 2 und 3.

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Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung hat eine Reihe wichtiger Vorteile:

Bei gleicher Magnetkernmasse ergeben sich wesentlich höhere magnetische Leistungen als mit herkömmlichen Haltevorrichtungen. Der ummagnetisierbare Kern 4, der aus Alnico V besteht, arbeitet stets mit einer Reluktanz, die annähernd gleich Null ist und nicht vom Luftspalt (Abstand zwischen Pol N und Pol S) der Haltefläche abhängt. Dies kommt beispielsweise in den Fig. 3 und 4 klar zum Ausdruck, wo man sieht, wie bei aktivierter Anlagefläche der Magnetkreis des ummagnetisierbaren Kernes 4 keine "Brüche" erleidet und sich, indem er sich mit dem Magnetkreis des nicht ummagnetisierbaren Kernes 3 summiert, über das zu haltende Material 10 schließt. Bei abgeschalteter Anlagefläche (Fig. 2) schließt sich dor "lar.netkreis über dei. nicht ummagnetisierbaren Kern 3, während sich beide Kerne gegenseitig anziehen.

Aus diesen Überlegungen folgt, daß bei der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung der ummagnetisierbare Kern 4 magnetische Leistungen aufbringt, welche d-r Remanenz B sehr nahe kommen, wenn die Haltefläche des Magnet-

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kreises mit dem zu verankernden Körper 10 zusammenwirkt. Bei einer Vorrichtung mit mehreren Magnetkreisen bewirken diejenigen Kernbereiche, die bei aktivierter Haltefläch.e nicht mit dem festzuhaltenden Material zusstnmenwirken, zv/ar ein dem Luftspalt proportionales Abfallen des Remanenzwertes B genau zu dem Zeitpunkt, wenn das elektromagnetische Feld der Spule 5 abgeschaltet wird, jedoch ist dieser Abfall angesichts der Unwirksamkeit der mit der Haltefläche nicht zusammenwirkenden

■50 Bereiche praktisch gar nicht wahrnehmbar.

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Der Remanenzwert 3 dieser Kernbereiche oder der voll-

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ständigen Kerne wird andererseits vollständig erreicht, sobald die erste Umkehrung (oder halbe Hysterese) des umkehrbaren Kernes 4 (oder der Kerne) erfolgt.

In anderen Fällen führt die Polumkehr des ummagnetisierbaren Kernes 4 immer zu diesem letzten Remanenzwert B (Fig. 1) als Dauermagnet-Remanenz, auch wenn das Vorzeichen gegenüber den vorhergehenden umgekehrt ist. In diesem Punkt wird der ummagnetisierbare Kern 4 jedesmal dann betrieben, wenn der darüber angeordnete Bereich der Haltefläche mit dem festzuhaltenden Teil 10 zusammenwirkt.

Hieraus folgt, daß eine genaue Einstellung der Weite des Luftspal^es in bezug auf den ummagnetisierbaren Kern 4 nicht erforderlich ist. Der Luftspalt kann daher sehr groß gehalten werden. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 entspricht die Breite des Luftspaltes der polaren Länge des nicht ummagnetisierbaren Kernes j5· Auf diese Weise kann man eine außergewöhnliche Reichweite oder wirksame Feldtiefe erzielen. Das Vorhandensein des Dauermagnetfeldes des nicht ummagnetisierbaren Kernes ~5, dessen globale Remanenz B derjenigen des ummagnetisierbaren Kernes 4 gleich ist, verdoppelt annähernd die durch den Kern 4 auf die wirksame Anlagefläche einwirkende Intensität der Feldstärke. Dies bedeutet, daß die Summe der beiden Dauermagnetfelder außerordentlich stark auf den oberen Teil des Polschuhs oder der Polschuhe 7 mit indirekter Induktion und auf die Polschuhe 6 mit direkter Induktion einwirkt, deren Querschnitte notfalls genau eingestellt werden. Die Folge davon ist eine so starke dauer-

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magnetische Haltekraft, wie sie mit den herkömmlichen magnetischen Haltegeräten bei weitem nicht erzielbar ist. Ein Magnetkreis der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Alnico V entwickelt magnetische Leistungen, die gegenüber den besten aus demselben Magnetmaterial bestehenden Kreisen dreimal größer sind.

In Fig. 5 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Haltevorrichtung dargestellt. Diese arbeitt nach dem in Fig. 4 abgebildeten Prinzip und ermögliche zahlreiche konstruktive und zusammenbauliche Neuerungen.

In Fig. 5 sind die entsprechenden Tel .e mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 4. Die Polstücke 7 indirekter Induktion haben einen größeren Querschnitt als bei den Fig. 2, 3 ^und 4> da sie jeweils die Magnetflüsse zweier anliegender Magnetkreise leiten müssen. Gemäß Fig. 5 sind sämtliche die Magnetflache bildenden Teile mit der Grundplatte 8 durch Schrauben l8 bzw. I9 befestigt. Die Polschuhe 7 indirekter Induktion sind direkt auf die Grundplatte 8 aufgesetzt. Sie haben Schraubbohrungen, in die die Ankerschrauben 18 bzw. I9 eingeschraubt sind. Die Polstücke 6 sind auf den Dauerrnagnetkerneh 4 auf der Grundplatte 8 befestigt. Zu diesem Zweck sind die Kerne 4 mit Durchgangsbohrungen versehen, durch die die Schrauben 19 hindurchführen. In die Vertiefungen oder Arbeitsluftspalte sind Distanzstücke 20 aus paratnagnetisehem Material eingelegt. Das Distanzstück 20 weist ein querverlaufendes Loch 21 auf, das mit einem paramagnetischen Material ausgefüllt ist, beispielsweise mit einem Epoxydharz, das sämtliche vorhandenen Hohlräume ausfüllt, so daß die gesamte Haltefläche durch-

gehend ist. Rechtwinklig durch die Polstiicke verlaufen Zuganker 2j5 hindurch, die aus paramagnetischem Material bestehen und mit Muttern ΡΛ gespannt sind.

Die so aufgebaute Haltevorrichtung hat eine Anlagefläche, die eine Vielzahl paralleler zwischen Nuten oder Luft-Rpal ton eingebauter Polschuhe aufweist. Die Polschuhe rind wechselseitig von indirekter und direkter Induktion und können auf die oben geschilderte Weise aktiviert oder abgeschaltet werden.

Die so gebildete Dauermagnet-Haltefläche hat eine hohe mechanische Stabilität. Die Haltevorrichtung hat ein geringes Gewicht und wenig Platzbedarf.

Eine derartige magnetische Haltevorrichtung kann insbesondere in der in Fig. 5 gezeigten Ausführung für Hebegeräte, Lade- und Entladeköpfe in Gabelstaplern sowie generell zum Aufspannen benutzt v/erden, v/o es darauf an kommt, eine Anlageflache wahlweise zu aktivieren oder abzuschalten.

h~ii der. dargestellten Lösungen sind die Polschuhe über den Korn oder über die nicht ummagnetisierbaren Kerne hinaus nach. auSen verlängert. Dadurch ist es möglich, oberhalb des nicht ummagnetisierbaren Kernes J> eine entsprechende Schicht mit bearbeitbarem Material vorzusehen, die im Verlauf des Einsatzes des Gerätes Nacharbeitungen der abgenutzten Anlageflache ermöglicht, ohne daß hierfür eine zusätzliche Flächenplatte benötigt würde, wie dies bei den bekannten Geräten der Fall ist.

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Bezüglich einer weiteren Ausführungsform des Gerätes sei noch einmal auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen. Hier ist mit 5' gestrichelt eine Spule dargestellt, die den nicht ummagnetisierbaren Kern J> umgibt. Die Spule 3>' wird nur während der Aktivierungsdauer der Haltefläche 9 mit der Spule 5 des utnmagnetisierbaren Kernes 5 parallelgeschaltet, um den entmagnetisierenden Wirkungen, die das elektromagnetische Feld der Spule 5 auf den nicht umkehrbaren Kern 3 ausüben würde, entgegenzuwirken und diese auszugleichen. Diese Ausführungsform ermöglicht die Verwendung nicht ummagnetisierbarer Kerne aus Alnico V, wodurch die Haltefläche 9 eine größere Haltekraft erzielt.

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Claims

ι · · · · · · ι ι ι ι . ι ■ ι Γ ■ ,1 j VONKREISLER SCHONWALD" 'MEYER"' ElSHbLD FUES VONKREISLER KELLER SELTING PATENTANWÄLTE Anmelderin Dr--|n9-von Kreisler + l973 Dr.-lng. K. S^hönwcld, Köln MAGNETO TECNICA Dr.-lng. Th. Meyer, Köln di Cardone Michele & C. S.n.C. Dr.-lng. K. w. Eishold. Bad Soden Dr. J. F. Fues. Köln 20016 - PERO (Milan) Italien Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Via MarzabottO, 9 Dipl.-Chen- Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selling, Köln Sq-Is 5 KÖLN 1 DEICHMANNHAUS AM HAUPIIiAHNHUr Ansprüche

1. Ein- und ausschaltbare dauermagnetische Haltevorrichtung für ferromagnetische Körper, mit mindestens zwei in einem zu einer Haltefläche hin offenen Magnetkreis liegenden Dauermagneten, deren Magnetflüsse sich im eingeschalteten Zustand über die Haltefläche und einen an dieser anliegenden fenomagnetischen Körper schließen, während sie im ausgeschalteten Zustand in einem durch die beiden Dauermagnete und die anliegenden Polstücke gebildeten geschlossenen magnetischen Kreis verlaufen, wobei zum Umschalten die Magnetisierungsrichtung des einen Dauermagneten jeweils mittels eines Stromstoßes durch eine diesen umgebende Spulenwicklung umkehrbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß der ummagnetisierbare Dauermagnet (4) mit seiner Polachse rechtwinklig zur Haltefläche (9) verläuft, während der nicht-ummagnetisierbare Dauermagnet (3) mit parallel zur Haltefläche verlaufender Polachse angeordnet ist und mit seinen Polflächen an zwei parallelen Polstücken (6, 7) anliegt, die in dem über die Haltefläche (9) zu schließenden Magnetkreis des ummagr.etisierbaren Dauermagneten (4) liegen.

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2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei rechtwinklig zur Haltefläche verlaufende parallele Polstücke (6, 7) vorgesehen sind, von denen das mittlere Polstück (6) mit dem ummagnetisierbaren Dauermagneten (4) in einer Flucht liegt, und daß zwischen dem mittleren Polstück (6) und jedem der seitlichen Polstücke (7) ein nicht-ummagnetisierbarer Dauermagnet (3) querliegend angeordnet ist.

3· Haltevorrichtur g nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer ferromagnetischer Träger (8) für mehrere im Abstand voneinander angeordnete mittlere Polstücke (6) und seitliche Polstüc:e (7) vorgesehen ist, daß zwischen den mittleren Polstücken (6) und den seitlichen Polstücken (7) Nuten vorhanden sind, daß jeweils ein ununagnetisierbarer Dauermagnet (3) zwischen jedem mittleren Polstück (6) und dem Träger (8) angeordnet ist, daß in jede Nut ein nicht-ummagnetisierbarer Dauermagnet (3) mit senkrecht zu den Polstücken gerichteter Polachse eingelegt ist, daß die Stirnflächen der Polstücke (6, 7) die Haltefläche (9) bilden, welche abwechselnd mit entgegengesetzten Polaritäten aktiviert und abgeschaltet werden kann, und daß die Polstücke und die ummagnetisierbaren Dauermagnete (4) mittels Ankerschrauben (19) befestigt sind und den nicht-ummagnetisierbaren Dauermagneten (3) Distanzstücke (20) aus amagnetischem Material überlagert sind und in Querrichtung mit einem Zuganker gehalten werden.

4. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke (6, 7) über die nichtummagnetisierbaren Dauermagneten (3) hinaus in Richtung

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der Haltefläche (9) vorstehen.

5. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume zwischen den Polstücken (6, 7) bzw. den Dauermagneten (3, 4) mit einem Epoxydharz (23) ausgefüllt sind.

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