NO752599L - - Google Patents

Description

Elektromagnetisk løfteanordning

1»

Denne oppfinnelse vedrører en elektromagnetisk løfteanord-ning til håndtering av ferromagnetisk materiale og mer spesielt én anordning som er innrettet til å brukes for pålitelig håndtering av ferromagnetisk-materiale med krumme overflater eller uregelmessige overflater eller ferromagnetisk materiale som har lett for å bøye seg.

Under bruken av en elektromagnet til løfting av et bearbei-det eller ubearbeidet ferromagnetisk materiale som har en konkav eller konveks flate, er det av betydning at kontaktflaten mellom elektromagnetens trekkflate og materialets flate blir størst mulig, slik at den magnetiske tiltrekningskraft virker på den best mulige måte.

Hittil har det vært vanlig .å benytte elektromagneter med ganske betydelig størrelse sammenlignet med størrelsen av materiale eller gjenstanden som skulle løftes når det var aktuelt å håndtere f.eks. en stålgjenstand med krummet overflate eller slikt materiale som en metallplate som har stor lengde eller bredde og lett kan bøyes, slik tilfelle er i stålbearbeidingsindustrien,så-som jernverk, skipsverft o.l. Konvensjonelle elektromagnetiske løfteanordninger lider av den ulempe at de ikke kan tilveiebringe et tilstrekkelig stort kontaktareal mellom den flate eller plane flate av en enkelt magnetpol av anordningen og den krumme flate av stålgjenstanden, og kan heller ikke sikre tilstrekkelig kontaktareal mellom den plane polflate og en metallplate som bøyes som følge av at den bare er festet eller opphengt i sin ene ende. Disse ulemper har til følge at det er fare for at gjenstanden eller materialet kan falle av magneten under håndteringen. For å unngå dette benyttes overdimensjonerte elektromagneter.

Man har presentert forskjellige forslag med tanke på å unngå de nevnte ulemper, f.eks. som det fremgår av japansk bruks-mønster 80052/1973 og 16363/1972. Ifølge disse forslag har man tilveiebragt magnetpoler som tilpasser seg den krumme flate av en stålgjenstand, fordi de omfatter eller består av en deformer-bar pose som inneholder ferromagnetisk pulver eller et bøyelig ferromagnetisk materiale som er festet til en elektromagnet, for økning av kontaktarealet mellom magnetpolen og stålgjenstanden. Det har dog vist seg at slike anordninger har kort brukstid sam-tidig som den magnetiske kraft er nedsatt i forhold til vanlige magneter.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en elektromagnetisk løfteanordning til håndtering av ferromagnetiske gjenstander eller materialer som tillater en pålitelig håndtering uansett gjenstandens form eller bøyning.

For å oppnå denne hensikt har man ifølge oppfinnelsen tilveiebragt en elektromagnetisk løfteanordning hvor en magnetisk polenhet som.har et gitt polareal,omfatter et antall magnetiske poldeler som hver har et forholdsvis lite areal. Den magnetiske polanordning har altså et totalt polareal som er oppdelt i et antall magnetiske polarealer tilhørende et antall magnetiske poldeler som er bevegelige i forhold til hverandre.

Den elektromagnetiske løfteanordning ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at en elektromagnet består av et antall magnetiske poldeler som er sammensatt på en måte som tillater relativ vertikal bevegelse og er innrettet til å magnetiseres elektrisk, slik at de respektive magnetpoldeler kan beveges i forhold til hverandre i vertikal retning for tilpasning til formen eller av-bøyningen av en gjenstand av ferromagnetisk materiale eller et ferromagnetisk materiale. De magnetiske polflater av de respektive magnetiske poldeler er i fri berøring med flaten av den ferromagnetiske gjenstand som skal løftes, slik at det er sikret tilstrekkelig kontaktareal mellom de magnetiske poldeler og gjenstanden. Den magnetiske løftekraft innvirker derfor effektivt på den håndterte gjenstand og sikkerheten og effektiviteten under håndteringen økes.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksempler under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 er et perspektivriss av en elektromagnetisk løfte-anordning i samsvar med oppfinnelsen vist brukt på en gjenstand av stål og med uregelmessig overflate. Fig. 2 viser skjematisk et snitt langs linjen 2-2 på fig. 1, fig. 3 er et skjematisk sideriss tildels i snitt av en annen utførelse ifølge oppfinnelsen, og fig. 4 er et frontriss til fig. 3 med endel av anordningen brukket av. Fig. 5 viser i sideriss en elektromagnetisk polanordning under løfting av en tynn metallplate, fig. 6 viser enda en elektromagnetisk løfteanordning ifølge oppfinnelsen sett i sideriss, og fig. 7 er et frontriss til fig. 6, med noen deler av anordningen brukket av.

På fig. 1 er vist en elektromagnetisk løfteanordning for håndtering av ferromagnetiske produkter. Dermed menes produkter i alle former omfattende folier, plater, rør, slanger, kveiler, støpestykker, ferdigmaskinerte produkter, råmateriale osv.

Anordningen 10 omfatter en magnetisk polenhet 14 sammensatt av et antall magnetiske poldeler 12 (12a-12e), første og andre elektriske magnetspoler eller magnetiseringsspoler 16,18 som ved hjelp av et bånd 15 hver er festet til en magnetisk poldel og f.eks. til den midtre poldel 12c, og forbindelsesinnretninger til å forbinde poldelene 12 med hverandre på en slik måte at de kan bevege seg i forhold til hverandre.

De magnetiske poldeler 12 er fremstilt av ferromagnetisk metall og poldelene er åkformede eller U-formede med hver sine to magnetdelben 22 (22a-22e) hhv. 24 (24a-24e) . Som vist er magnetbenenes frie ender rettet nedover og hver magnetdeltopp er utstyrt med en festeknekt 26. Magnetpolenes ben 22 hhv. 24 er anordnet ved siden av hverandre, men slik at magnetdelene kan beveges vertikalt oppover eller nedover, som vist på fig. 1, idet anordningen omfatter en dertil montert innretning 20.

Utstrekningen av magnetbenenes 22,24 relative bevegelse i vertikalretningen er avhengig av magnetdelenes lengde H (fig.2). I det viste eksempel er bevegelsesutstrekningen lik lengden H (benlengden) med fratrekk av høiden H' av de elektriske spoler 16,18, som det fremgår av fig. 2.

Når de elektriske spoler 16,18 energiseres, magnetiseres magnetbenene 22,24, slik at magnetpolenes ene benende virker som N-pol, mens den andre ende virker som S-pol.

Innretningen 20 som forbinder bevegelig- de forskjellige magnetdeler med hverandre, omfatter lineskiver 28 anordnet i knek-tene 26.på toppen av de respektive magnetdeler 12, en toppbjelke 36 som er anordnet i avstand fra og over skivene 28 og som bærer et antall lineskiver lagret i eller på bjelken og bjelken er dess-uten utstyrt med opphengningsringer 32 og opphengningsører 34 plassert ved endene av bjelken. En enkelt lengde av linen 38 er ført rundt skivene 30 på bjelken 36 og skivene 28 på magnetdelene 12 og festet ved endene til ringene 32 på bjelken 36. En oppheng-ningsring 44 som kan henges opp i an ]øftekrok 42 som er festet til en vaier 40, er ved hjelp av to vaierstykker 46 forbundet med opphengningsørene 34 ved bjelkens 36 ender. Av ovennevnte fremgår at magnetdelene 12 i magnetpolanordningen 14 er fritt opphengt ved hjelp av skivene 28,30 og linen 38, slik at de i en vid utstrekning kan bevege seg i forhold til hverandre i vertikalretningen.

Når en gjenstand 48 av stål med uregelmessig overflate skal løftes ved hjelp av anordningen 10, anbringes anordningen over gjenstanden før magnetiseringsspolene 16,18 magnetiseres. Deretter betjenes opphengningsvaierens vinsj eller lignende

(ikke vist), slik at løftebjelken 36 senkes ned. Dermed senkes også magnetanordningen 14. Når bjelken senkes videre ned, vil noen av magnetdelene 12 komme først i anlegg med gjenstanden 48. I dette tilfelle vil magnetdelens 12a magnetben 22a først komme i berøring med gjenstanden 48.

Deretter vil magnetdelenes 12b, 12c, 12d, 12e ben 22b,22c,. 22d,22e i rekkefølge komme i kontakt med stålgjenstanden 48. Således kan kontakten mellom magnetdelene 12 og gjenstanden 48 oppnås innenfor den høydedifferanse h som'svarer til det område av gjenstanden som kan komme i berøring med magnetanordningen, som vist på fig. 2.

Etter at de nedre endepartier av alle magnetdeler er bragt i anlegg med overflaten av stålgjenstanden 48, energiseres élek-trospolene 16,18 og magnetdelenes ben 22,24 magnetiseres. Stålgjenstanden vil da på flere steder tiltrekkes av magnetanordnin-gens magnetdeler. Opphengningsvaieren 40 kan så strammes til med den følge at linene 46 og 38 også strammes. Ytterligere stram-ming eller oppvikling av vaieren 40 vil bevirke at hele anordningen 10 sammen med gjenstanden løftes fra underlaget. Da magnetdelenes ender er i anlegg med gjenstanden 48 som løftes, forhin-dres at magnetdelene 12 kan bevege seg i forhold til hverandre under løftingen. Anordningen 10 kan derfor brukes til oppheng-ning av gjenstander med mange kontaktpunkter mellom gjenstandens uregelmessige eller sfæriske overflate og magnetdelenes 12 ende-flater.

Fig. 3 til 5 viser en annen utførelse ifølge oppfinnelsen. Den elektromagnetiske anordning er betegnet med 110 og omfatter en magnetenhet 114 bestående av et antall magnetdeler 112 som er anordnet ved siden av hverandre. Som ved den første utførelse

er magnetdelene 112 utført åkformede eller U-formede med magnet-

ben 112a,112b.

Anordningen 114 omfatter magnetspoler 116 som omgir alle magnetben 112 på en side og en spole 118 som omgir alle magnetben 112b på den andre side av anordningen. Spolene er beskyttet ved kapper 120. Kappene 120 er festet til og bæres av en bjelke 122

ved hjelp av en bæredel 124.

Magnetdelene 112 er utført med avfasede skuldere 125 og

på toppen bærer hver sin lineskive 126. Bjelken 122 er på under-siden forsynt med et antall lineskiver 128 og antallet er en ski-

ve mindre enn på magnetdelene 112. Ved bjelkens ender finnes opphengningsører 130 og fjærinnretninger 132. En fjærinnretning 132 omfatter en stang 140 som er ført gjennom et vertikalt hull gjennom bjelken 122 og har en ring 136 ved sin ene ende, mens stangens andre ende 138 er forsynt med gjenger. En skrueformet fjær 144 er med sin ene ende anbragt på toppflaten av bjelken 122

og fjærens andre ende ligger an mot et fjærsete i en setedel 142.

Den sistnevnte er festet til stangen 140 ved hjelp av en mutter

146 skrudd på gjengepartiet 138.

En line 150 er ved sin ene ende festet til stangen 140 i f jærinnretningen 132 ved hjelp av en ring 143 sDm griper i ringen 136. Linen 150 er ført rundt skivene 126 på magnetdelene 112 og skivene 128 på bærebjelken 122 og linens andre ende er festet til fjærinnretningen 132 på samme måte måte som forklart.

Man vil forstå at linens anordning mellom bjelken og magnetdelenes topper under føring rundt de forskjellige skiver 126,

128 bevirker at magnetdelene kan bevege seg vertikalt i forhold til hverandre. Det er å foretrekke at løftebevegelsen for de forskjellige magnetdeler 112 ikke kan bli for stor som følge av at de mellomliggende magnetdeler senkes lenger ned ut fra den ut-balanserte stilling som er vist på figuren, mens bevegelsen av magnetdelene anordnet nærmere bjelkens ender blir mer begrenset. Derfor er det på bæreinnretningene 124 anordnet stoppere 152 som

kan komme i anlegg med de avfasede skuldere 125 på magnetdelene 112. Et slikt anlegg mellom stopperne og skuldrene 125 bevirker at alle magnetdeler 112 holdes i helt utbalansert stilling, slik at magnetdelene ved endene ikke kan løftes for høyt og de mellomliggende magnetdeler kan senkes for lavt. På fig. 4 er utstrekningen for bevegelsen som sikrer at alle magneter er omtrent i samme plan, betegnet med St.

På fig. 4 er det med d betegnet den elastiske deformasjon

eller vandring av anordningen 132 som fjærene 144 tillater. Denne anordning gjør det mulig at de to magnetdeler 112 ved anordningens motsatte ende kan løftes en avstand d uten at lineskiveanord-ningen 150,126,128 behøver å bli tatt i bruk. Denne anordning

gjør det mulig at magnetdelene kan følge konturen til en gjenstand når en del av gjenstanden bøyes av i vertikalretningen, slik tilfelle kan være méd en stålplate.

Når en stålgjenstand kan løftes ved hjelp av anordningen 110, senkes magnetdelene 112 ned på gjenstanden, slik at den nød-vendige kontakt oppnås mellom magnetene 112 og gjenstandens overflate ved at de enkelte magnetdeler beveges opp eller ned avhengig av gjenstandens konfigurasjon, hvoretter magnetiseringaspole-ne 116,118 energiseres og gjenstanden trekkes til magnetdelenes poler.

Fig. 5 viser skjematisk den relative stilling av magnetdelene 112 når en stålplate 154, som kan bøyes, er under løfting og de mellomliggende magnetdeler beveger seg oppover, mens magnetdelene ved anordningens motsatte ende beveger seg nedover. Det samme ville skje om man løftet en gjenstand med konveks overflate.

I dette tilfelle bøyes stålplatens 154 frie parti 154a nedover en strekning betegnet med dQ (fig. 5), mens magnetdelene ved anordningens motsatte ende beveger seg innen det område som er begrenset ved to strekprikkede linjer 156,158 med den følge at magnetdelene ikke vil slippe stålplaten når denne bøyes.

Når partiet 154a av stålplaten 154 bøyes oppover, vil magnetdelene 112 løftes til magnetdelenes skuldere 125 kommer til anlegg med stopperne 152, hvorved magnetdelens plane flate vil beveges fra den heltrukne linje til den strekprikkede linje 156, dvs. sammen med stålplaten 154. Hvis stålplatens endeparti 154a bøyes ned, vil magnetens plane ende bevege seg ut fra den med heltrukne linjer viste stilling til stillingen 158 som er vist med strekprikket linje innenfor det tillatelige område for elastisk deformasjon d som fjærene 144 i fjæranordningene 132 tillater når disse utsettes for sammenpressing. Således følges ned-bøyningen eller oppbøyningen (tilsammen d ) av stålplatens 154 frie endeparti 154a av tilsvarende bevegelse av linen 150 og magnetdelenes bevegelse oppover og nedover som forårsakes ved utvi-delse og sammenpressing av fjærene 144, slik at den magnetiske kraft uten avbrudd kan utøves av magnetdelene 112 mot platen 154

uforstyrret ved platens varierende nedbøyning.

Fig. 6 og 7 viser enda en utførelse av oppfinnelsen hvor en elektromagnetisk løfteanordning 210 omfatter en magnetisk enhet 214 bestående av et antall magnetdeler 212. De respektive magnetdeler 212 er U-formede og har U-ben 212a og 212b. Magnetene er utstyrt med magnetiseringsspoler 216 og 218 som omgir mag-netenes ben 212a på den ene side hhv. 212b på den andre side.

Magnetdelene 212 er forbundet med en felles bærebjelke 221 ved hjelp av et antall fjærinnretninger 220. Bjelken 221 er utstyrt med et par opphengningsører 224 og bærer spolene 216,218 opphengt i opphengninger 226.

Fjærinnretningen 220 omfatter en stang 222, hvis ene ende er svingbart forbundet med en knekt 228 på toppen av magnetdelen 212 og som strekker seg oppover gjennom bjelken, skrueformede fjærer 224,225 som omgir stangen og er anordnet på dennes øvre og nedre partier, samt kraver 227a,227b som begrenser nedbøyningen av fjærene 224,225. De respektive skruefjærer er plassert mellom en nedre fjærsetedel 229 på bjelken 221 og et mellomliggende fjær-sete 230 som befinner seg i avstand fra delen 229 samt mellom det mellomliggende fjærsete 230 og en øvre fjærsetedel 234. Videre omgir kravene 227a,227b fjærene 224,225 og begrenser deres elastiske deformasjon under sammenpressing til en avstand d-^ hhv. d2som vist på fig. 6. Anordningen av de to kraver 227a,227b begrenser den elastiske deformasjon av de to fjærer til ^■ j_+ <^ 2 n^r ma9~netanordningen trekker til seg en gjenstand av stål.

I de viste fjæranordninger 220 finnes to skruefjærer 224, 225 anordnet på den øvre hhv. nedre side av mellomsetedelene 230 og som omgir stangen 222. Antall fjærer kan imidlertid økes etter behov og alternativt kan en eneste fjær anordnes. Skruefjærene 224,225 kan være like store eller ha forskjellig størrelse.

Fig. 6 viser anordningen brukt til løfting av en stålplate som. er bøyd til med konkav overflate vendende oppover. Løfte-anordningen 210 anbringes over gjenstanden, mens spolene 216,218 er deenergisert. Magnetdelene ved anordningens motsatte ende kommer først i berøring med gjenstandens overflate. De mellomliggende fire magnetdeler som til å begynne med ikke er i anlegg med platen 236, vil senkes ned når fjærene 224,225 presses sammen, som vist med strekprikket linje på fig. 6, slik at magnetdelenes nedre flater kommer til anlegg med stålplaten 236. Når dette er gjort, kobles strømmen til spolene 216,218 for tiltrekning av stålplaten 232, og hele anordningen inklusive lasten kan da løf-, tes eller senkes idet anordningen er opphengt i løfteørene 224 på bjelken 222.

Av ovennevnte turde fremgå at man har tilveiebragt en elektromagnetisk løfteanordning hvor de magnetiske polflater kan komme i kontakt med en krum eller uregelmessig flate på en gjenstand av ferromagnetisk materiale, hvor det tilveiebringes flere kon-taktsteder slik at den magnetiske løftekraft °kan utnyttes på en effektiv måte. Oppfinnelsen tillater at anordningen kan brukes når gjenstanden, f.eks. en plate, vibrerer eller bøyes ned, slik at transporten blir sikrere og raskere uten at man er nødt til'å ta i bruk elektromagneter med store dimensjoner. Det effektive anlegg mellom magnetene og gjenstanden eller gjenstandene som skal løftes, gjør det mulig at den effektive løftekraft blir større enn for en li-ke stor elektromagnet av tidligere kjent utførelse.

Claims (11)

1. Elektromagnetisk løfteanordning for håndtering av ferromagnetisk materiale, karakterisert ved en magnetpol-enhet bestående av et flertall magnetpol-deler plassert side om side i forhold til hverandre, hver av hvilke magnetpol-deler har to motstående ben, en første magnetspole som omgir benene på den ene side og en annen magnetspole som omgir benene på den annen side av magnetpol-delene, hvilke første og andre spoler er in-korporert i magnetpol-enheten, og en innretning for sammenkob-ling av magnetpol-delene slik at de er bevegbare i forhold til hverandre.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hver av magnetpol-delene er laget av et ferromagnetisk metall og har U-form, og at benene på magnetpol-delene er forsynt med magnetpol-overflater på sine respektive ender.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hver av magnetspolene er festet til ett av benene på magnetpol-delene.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at sammenkoblingsinnretningen omfatter en bjelke forsynt med et flertall trinser anordnet ved toppen av de respektive magnetpol-deler, et flertall trinser som er plassert over de førstnevnte trinser, og. et tau som ér ført rundt de førstnevnte og de sistnevnte trinser samt festet til bjelken ved motsatte ender av denne.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at sammenkoblingsinnretningen omfatter en bjelke forsynt med et første sett trinser anordnet i respektive magnetpoldeler og et annet sett trinser plassert over det første sett trinser, og et tau som er ført i rekkefølge rundt trinsene og festet til bjelken ved motsatte ender av denne.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved en fjær-enhet omfattende en stang som er ført gjennom bjelken og utformet med et taufesteparti ved sin ene ende og et gjenget parti ved den annen ende, og en skruefjær anordnet mellom over-siden av bjelken og en fjærsetedel festet på enden av stangen.

7. -Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at bjelken bærer magnetspolene som er forbundet med bjelken ved hjelp av et flertall forbindelsesdeler, hvilke forbindelsesdeler er forsynt med stoppeorganer som kan komme i anlegg mot de respektive ytterste magnetpol-deler for å begrense bevegelsen av de ytterste magnetpol-deler.

8. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at forbindelsesinnretningen består av en bjelke og et flertall fjær-enheter som tjener til befestigelse av de respektive rr.agnetpol-deler til bjelken.

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at magnetspolene bæres av bjelken.

10. Anordning ifølge krav '8, karakterisert ved at hver av fjær-enhetene består av en stang festet til toppen av hver magnetp61-del og stikker opp gjennom bjelken, et øvre fjær-sete og et nedre fjær-sete som begge er festet til stangen, hvilket øvre fjær-sete er plassert over det nedre fjær-sete, i det minste én skruefjær som er anordnet mellom det øvre og nedre fjær-sete, og et organ for å begrense graden av elastisk deformasjon av skruefjæren under kompresjon.

11. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at hver av fjær-enhetene består av en stang festet til toppen av hver magnetpol-del og ført opp gjennom bjelken, et øvre fjær-sete og et nedre fjær-sete som er festet til stangen, hvilket øvre fjær-sete er plassert over det nedre fjær-sete, et flertall skruefjærer anordnet mellom de øvre og nedre fjær-seter og med forskjellige fjærkonstanter, og et flertall organer som begrenser graden av elastisk deformasjon av skruefjærene under kompresjon.