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Mit Dauermagneten ausgerüstete Spannvorrichtung Die Erfindung bezieht
sich auf eine mit Dauermagneten ausgerüstete Spannvorrichtung zum Halten von Gegenständen
aus ferromagnetischem Werkstoff, bei .der je zwei aufeinanderfolgende, mit Polschuhen
versehene, aus ferromagnetischem Werkstoff bestehende und durch Trennstücke aus
=magnetischem Werkstoff vonei.n@andergetrennte Polstege mit ihren um rSo° versetzten
Polschuhen ein Polschtiihpaar bilden und bei der ein zwischen den Polschuhen gelagerter,
um seine Längsachse drehbarer Dauermagnet von im wesentlichen zylindrischer Gestalt
mit diametral liegenden, entlang der '@taiitelfläcbe sich erstreckenden Magnetpolen
in Arbeitsstellung den Polschuhen gegenübersteht und in Ruhestellung die Magnetpole
des Dauermagneten beiderseits von einem Polschuh überdeckt sind.
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Derartige Aufspann- oder Haltevorrichtungen, bei denen an der Rückseite
ein verschiebbarer oder abnehmbarer Kurzschlußbügel aus Weicheisen vorgesehen ist,
sind bekannt. Der Nachteil bei diesen Vorrichtungen besteht darin, daß in der Kurzschlußstellung
die Haltepole noch eine nicht unbedeutende Polstärke zurückbehalten.
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Man hat auch schon vorgeschlagen, ein magnetisches Spannfutter herzustellen,
bei dem ein Dauermagnet an der rückwärtigen Seite der mit Weicheisenpolen und unmagnetischen
Füllstücken versehenen Spannplatte in der Weise verschoben werden kann, daß bei
der Bewegung des Magneten aus dem Arbeitsbereich heraus dieser durch die Weicheisenpolstücke
nach und nach kurzgeschlossen wird, ohne daß der magnetische Kreis bei dieser Bewegung
auch nur eine vorübergehende Unterbrechung erfährt. Bei derartigen Anordnungen,
bei denen jeweils ein Weicheisenpolstück in der Kurzschlußstellung zwei benachbarte
Magnetpole überbrückt, sind aber die für den Kurzsc'hluß zur
Verfügung
stechenden Berührungsfläehen wegen des notwendigerweise engen Polabstandes Anlaß
zu sehr starken Streuungen, so daß der Magnet schlecht ausgenutzt wird. Außerdem
ist die Reibung bei der Bewegung des stets an der Unterseite haftenden Magneten
und damit auch die Abnutzung verhältnismäßig sehr groß.
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Es ist ferner eine Spannvorrichtung bekanntgeworden, bei der mit Polschuhen
versehene, aus ferromagnetischem Werkstoff bestehende und durch unmagnetischen Werkstoff
voneinandergetrennte Polstege abwechselnd so hintereinander angeordnet sind, daß
je zwei durch eine Schicht aus unmagnetischem Werkstoff getrennte Polstege aus ferromagnetischem
Werkstoff mit ihren um i8o° versetzten Polschuhen ein Polschuhpaar bilden, wobei
der um seine Längsachse drehbar gelagerte Dauermagnet von vorwiegend zylindrischer
Gestalt mit diametral liegenden, entlang der Mantelfläche sich erstreckenden Magnetpolen
in der Arbeitsstellung den Polschuhen gegenübersteht, in der Ruhestellung dagegen
eine solche Lage einnimmt, daß die Pole des Magneten beidseitig von je einem Polschuh
überbrückt werden. Bei dieser Anordnung gelangen aber beide Pole jeweils bei der
Bewegung des Ein-und Ausschaltens in eine neue Lage, durch die zwar der Magnet verhältnismäßig
gut in sich kurzgeschlossen wird, bei der aber in der Arbeitsstellung am rückwärtigen
Ende der Vorrichtung eine große Streuung auftritt, oder es ist eine sehr mangelhafte
Kurzschlußstellung vorhanden, bei der sich auf der Spannplatte neue Folgepole bilden.
Allen diesen bekannten Vorrichtungen ist gemeinsam, daß bei einer größeren Spannfläche,
wie sie für Spannfutter notwendig ist, mehrere selbständige Magneten neben- oder
hintereinander m-it dazugehörigen Antriebsvorrichtungen angeordnet werden müssen.
Ferner ist bei diesen Anordnungen in der Regel nur eine Aufspannfläche vorhanden.
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Die Nachteile werden bei einer mit Dauermagneten ausgerüsteten Spannvorrichtung
gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Polstege und die Trennstücke ring-
oder segmentförmig ausgebildet und miteinander abwechselnd aufeinandergeschichtet
sind, wobei sie einen zylindrischen oder prismatischen Körper bilden, der einen.
zur Schichtungse-bene senkrecht verlaufenden, den Dauermagneten aufnehmenden Innenraum
aufweist.
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Dieser Aufbau der Spannvorrichtung erlaubt nicht nur die Verwendung
eines einzigen, sich über die ganze Länge der Vorrichtung erstreckenden, quer zur
Achse magnetisierten Dauermagneten, der zwei-, vier- oder mehrpolig ausgeführt sein
kann, sondern gestattet auch die Verwendung von mehr als einer Spannfläche, da ja
die Segmente auf ihrer ganzen Oberfläche abwechselnd nord- und südmagnetisch sind,
wenn der Magnet in der Arbeitsstellung steht. In der Ruhestellung, wenn also die
Ringe oder Segmente unmagnetisch sein sollen, stehen die Magnetpole vorzugsweise
zwischen den Polschuhen. In dieser neutralenLage sind dieRinge oder Segmente vollkommen
unmagnetisch, weil sie von einem evtl. Streufluß des Magneten von seinen beidenPolen
in gleicherGröße beaufschlagt werden. Sollten jedoch remanente Kräfte, die dem Polschuhmaterial
anhaften können, Restkräfte in der Ruhestellung ergeben, so kann man diese bei der
vorliegenden Erfindung leicht durch eine entsprechende Weiterdrehung des Magneten
über seine Ruhestellung hinaus kompensieren.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Anordnung so getroffen;
daß ein walzenförmiger, quer zur Achse magnetisierter Dauermagnet in der Arbeitsstellung
den als Polschuhe dienenden bogenförmigen Ansätzen der Ringe oder Segmente und in
der Ruhestellung einem zwischen den bogenförmigen Ansätzen vorgesehenen, von den
Arbeitspolen völlig getrennten Kurzschlußbügel gegenübersteht, wobei der Magnetkörper
durch eine Drehung um 9o° aus der einen Stellung in die andere gebracht werden kann.
Dieser Kurzschlußbügel, der von den Ringen oder Segmenten getrennt angeordnet und
daher unabhängig von diesen ist, verbürgt einen einwandfreien Kurzschluß zum Schutz
des Magneten.
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Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht
darin, daß die Polschuhe von einem oder beiden zu einem Polpaar gehörenden Segmenten
einen bogenförmigen Ansatz besitzen, welcher den Magneten in der Kurzschlußstellung
derart umfaßt, daß seine Pole überbrückt werden. Bei dieserAusbildung der Segmente
oder Ringe dient also jedes Element für sich in der Kurzschlußstellung gleichzeitig
auch als KurzscahluBbügel. Da nun ebenso viele Polschuhe wie Segmente vorhanden
sind, ist auch hier der Kurzschluß infolge der Vielzahl der Kurzschlußbügel ausreichend,
so daß die Kurzschlußwirkung erreicht wird. Diese Bauweise zeichnet sich ferner
durch Einfachheit der Herstellung aus.
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Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform des Spannfutters
finden bogenförmig gestaltete, quer zurAchse magnetisierte, zweipolige DauermagnetkörperAnwendung,
die in derArbeitsstellung mit ihren abgerundeten Polflächen den entsprechend gestalteten
Polschuhen der Arbeitspole und in der Kurzschlußstellung den ebenso gestalteten
Polen eines von den Arbeitspolen vollkommen getrennten Rückschlußkörpers durch eine
Drehung um i8o° gegenübergestellt werden. Bei dieser Ausführungsform bietet sich
dem magnetischen Kraftfluß sowohl in der Arbeitsstellung als auch in der Kurzschlußstellung
der kürzeste magnetische Weg, so daß ,einerseits der Magnetkörper gut ausgenutzt
wird und andererseits der zwischen den Segmenten oder Ringen durch den unmagnetischen
Werkstoff verlaufende Verlustfluß infolge kleinster gegenüberstehender Flächen auf
ein Minimum beschränkt bleibt.
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Da die dem Dauermagneten in der Arbeitsstellung gegenüberstehenden
Polschuhe jeweils einseitig an den Segmenten angeordnet sind, sind diese Segmente
gemäß der Erfindung in ihrer Schichtebene von den Polschuhen nach dem den Polschuhen
abgewendeten Ende zu spitz zulaufend. Durch diese Verjüngung der Segmente wird der
von einem Segment zum
anderen durch die unmagnetische Zwischenschicht
hindurch übertretende magnetische Fluß in engen Grenzen gehalten, so daß die hierdurch
entstehenden Verluste gering sind.
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Bei einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung wird der Kurzschluß
der :Magneten in der Ruhestellung dadurch erzielt, daß die Magnetpole breiter sind
als der Abstand zwischen benachbarten Polschuhen der Ringe oder Segmente, so daß
diese in, der Kurzschlußstellung von den Magnetpolen unmittelbar überbrückt werden.
Diese Anordnung erlaubt insbesondere eine mehrpolige, z. B. vierpolige Ausführungsform
der magnetischen Haltevorrichtung, bei der unter Zugrundelegung eines etwa quadratischen
Querschnittes alle vier Flächen zum Halten benutzt werden können. Eine solche Spannvorrichtung
eignet sich daher besonders als Anreißwürfel. In diesem Fall sind die Polschuhe
um i8o°/p (p = Polpaarzahl) versetzt.
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In derZeichnung sindBeispiele vonAusführungsformen der magnetischen
Spannvorrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i die
Vorderansicht einer Spannvorrichtung mit besonderem Kurzschlußbügel aus Weicheisen,
Abb. 2 einen Schnitt durch die Spannvorrichtung nach der Linie A-A der Abb. i, Abb.
3 eine Draufsicht auf einen Teil der Spannvorrichtung, Abb.4 eine Vorderansicht
auf eine Spannvorrichtung mit sichelförmig gestalteten Segmenten, Abb. 5 eine Vorderansicht
auf eine Spannvorrichtung mit bogenförmig gekrümmten Magneten, Abb. 6 eine Vorderansicht
auf eine Spannvorrichtung mit vierpoligem Magneten, Abb. 7 einen Längsschnitt durch
die Spannvorrichtung bei herausgenommenem Magneten.
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Die Spannvorrichtung (vgl. Abb. i bis 3) besteht aus den Segmenten
i und 2 aus ferromagnetischem Werkstoff, die abwechselnd unter Zwischenfage eines
nichtmagnetischen Werkstoffes 3 derart aufeinandergeschichtet siii.d, daß die zwei
aufeinanderfolgenden Segmenten zugehörigen Polschuhe 4 bzw. 5 dem Nord- bzw. dem
Südpol des Magneten gegenüberstehen. Zwischen den Polschuhen ist der Dauermagnet
6 und der diesen Magneten in der Kurzschlußstellung überbrückende Kurzschlußbügel
7 aus Weicheisen angeordnet. Bei der in Abb. 4 dargestellten Ausführungsform besitzen
die Segmente 8, 9 jeweils sichelförmige, als Polschuhe dienende Ansätze io, i i,
von welchen der Dauermagnet 12 in der Kurzschlußstellung vollständig j umfaßt wird.
Die Segmente sind in der Schichtebene von den Polschuhen nach den dem Polschuh abgewandten
Ende 13 verjüngt, um den Streufluß von Segment zu Segment zu vermindern.
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Eine ähnliche Gestaltung der Segmente ist bei der Vorrichtung nach
Abb. 5 dargestellt. Der Dauermagnetkörper 14 hat hier die Gestalt eines Bogens bzw.
Halbmondes, dessen abgerundete Polfläche entsprechend gestalteten Polschuhflächen
der Segmente 15, 16 gegenüberstehen. Auch 'hier laufen die abgerundeten Polschuhflächen
in die Verjüngungslinie 17 aus. An der den Polschuhen ahgewandten Seite des Dauermagneten
und von diesen vollkommen getrennt befindet sich die der Krümmung der Pole des drehbaren
Magneten entsprechend ausgewölbteRückschlußpQatte i8, welcher der Magnet nach einer
Drehung um i8o° gegenübergestellt werden kann. Diese Rückschlußplatte kann gleichzeitig
als Boden, der Vorrichtung dienen. Bei der in Abb.6 und 7 dargestellten Vorrichtung
ist ein vierpoliger, quer zur Achse magnetisierter Magnetkörper i9 vorgesehen, welcher
in der Arbeitsstellung den Polschuhen 2o der Segmente 21 gegenübergestellt werden
kann. In der Kurzschlußstellung wird der Magnet durch eine Drehung um 45° in Gegenüberstellung
zu den Zwischenräumen zwischen den Polschuhen gebracht, die zu einer Ausnehmung
22 aufgeweitet sind. Diese Ausnehmung bzw. dieser Abstand ist jedoch so schmal,
daß in der Ruhestellung die Magnetpole durch die Polschuhe 20 unmittelbar überbrückt
werden. Die Segmente 21 sind auch hier wieder durch zwischengelegte Scheiben oder
Ringe aus unmagnetischem Werkstoff 23 voneinandergetrennt.