DE1115110B

DE1115110B - Electromagnetic clamping device for workpieces made of magnetic material

Info

Publication number: DE1115110B
Application number: DEB47221A
Authority: DE
Inventors: Alfons Grupp; Theo Mayer
Original assignee: Gebrueder Boehringer GmbH
Current assignee: MAG IAS GmbH Eislingen
Priority date: 1957-12-21
Filing date: 1957-12-21
Publication date: 1961-10-12

Description

Elektromagnetische Festspannvorrichtung für Werkstücke aus magnetischem Werkstoff Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Festspannvorrichtung für Werkstücke aus magnetischem Werkstoff, bei welcher das unabhängig abgestützte Werkstück mit seiner den Magnetpolen zugewendeten Unterseite im Abstand von den unter einem spitzen Neigungswinkel zur Unterseite verlaufenden Polflächen gehalten ist und bei welcher zur Überleitung des magnetischen Kraftflusses in das Werkstück Keilstücke als Überbrückung dienen, die bis zur satten Anlage am Werkstück selbsttätig längs der Polflächen verschiebbar sind.Electromagnetic clamping device for workpieces made of magnetic Material The invention relates to an electromagnetic clamping device for Workpieces made of magnetic material, in which the independently supported workpiece with its underside facing the magnetic poles at a distance from the under one acute angle of inclination to the underside extending pole faces is held and at which is used to transfer the magnetic flux into the workpiece wedge pieces serve as bridging, which automatically lengthways up to the full contact with the workpiece of the pole faces are displaceable.

Bei einer von anderer Seite vorgeschlagenen elektromagnetischen Festspannvorrichtung dieser Art erfolgt die Verschiebung der Keilstücke bereits vor dem Auflegen des Werkstücks und vor dem Einschalten des Stromes durch Federn, die dabei die Keilstücke in ihre Grenzlage bringen. Der Neigungswinkel der Polflächen ist dabei größer, als der Reibungswinkel bemessen ist. Wird dann das Werkstück auf die Keilstücke aufgelegt, so werden die Keilstücke durch das Gewicht des Werkstücks wieder zurückgedrückt. Dann erfolgt das Einschalten des Stromes. Der dadurch erzeugte Kraftfluß- soll ein weiteres Verschieben der Keilstücke unter dem Gewicht des Werkstücks und unter der zusätzlichen, von den Werkzeugen auf das Werkstück ausgeübten Kraft verhindern. Es hat sich indessen gezeigt, daß dieser Erfolg nicht zuverlässig eintritt.In an electromagnetic clamping device proposed by another party In this way, the wedge pieces are shifted before the Workpiece and before switching on the current by springs, which thereby the wedge pieces bring them to their limit. The angle of inclination of the pole faces is greater than the angle of friction is dimensioned. If the workpiece is then placed on the wedge pieces, so the wedge pieces are pushed back again by the weight of the workpiece. Then the power is switched on. The power flow generated by this should be a further shifting of the wedge pieces under the weight of the workpiece and under the prevent additional force exerted on the workpiece by the tools. It has been shown, however, that this success is not reliable.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Festspannvorrichtung so auszugestalten, daß die Keilstücke das Werkstück bei dessen Bearbeitung unnachgiebig abstützen, ohne indessen auf das Werkstück eine Hubkraft auszuüben, durch die das Werkstück verbogen werden könnte.The invention is now based on the object of the clamping device design so that the wedge pieces the workpiece in its processing unyielding without, however, exerting a lifting force on the workpiece by which the Workpiece could be bent.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Neigungswinkel der Polflächen kleiner als der in erregtem Zustand der Vorrichtung wirksame Reibungswinkel bemessen ist und daß das Verschieben der Keilstücke bis in die Anlagestellung unter der Einwirkung des magnetischen Kraftflusses erfolgt. Infolgedessen verschieben sich die Keilstücke erst nach der Einschaltung des elektrischen Stromes bis in Anlage an der Unterseite des Werkstücks. Die Kraft, welche die Keilstücke dabei auf das Werkstück ausüben, kann verhältnismäßig gering bemessen sein; denn ein Zurückgleiten der Keilstücke unter dem Gewicht des Werkstücks ist durch die geringe Bemessung der Neigungswinkel der Polflächen zuverlässig verhindert.This object is achieved according to the invention in that the angle of inclination of the pole faces smaller than the effective angle of friction in the excited state of the device is dimensioned and that the shifting of the wedge pieces into the contact position below the action of the magnetic flux takes place. As a result move The wedge pieces only move into the system after the electrical current has been switched on at the bottom of the workpiece. The force that the wedge pieces exert on the Exercise workpiece can be relatively small in size; because a sliding back the wedge pieces under the weight of the workpiece is due to the small dimension the angle of inclination of the pole faces reliably prevented.

Vorzugsweise sind die Magnetpole mit einer Nut versehen, deren Grund parallel zur Unterseite des Werkstücks verläuft und die eine Leiste zur unabhängigen Abstützung des Werkstücks aufnimmt.The magnetic poles are preferably provided with a groove, the bottom of which runs parallel to the underside of the workpiece and one strip to the independent Supports the workpiece.

Die Maßnahme, beim Einschalten einer elektromagnetischen Spannplatte die Magnetwirkung der Spannplatte zum Bewegen von Spannmitteln auszunutzen, die sich gegen das Werkstück abstützen, ist an sich bekannt.The measure when switching on an electromagnetic clamping plate to use the magnetic effect of the clamping plate to move clamping devices that support against the workpiece is known per se.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Aufspannen von für den Fahrkorb eines Aufzuges bestimmten Führungsschienen auf dem Tisch einer Hobelmaschine. Denn die Erfindung bietet die Mög- lichkeit, diese Schiene auch dann auf der Oberseite völlig eben abzuhobeln, wenn ihre Unterseite nicht völlig eben ist. In diesem Falle gestattet die Erfindung die Möglichkeit eines Aufspannens der Führungsschienen, ohne daß diese dabei elastisch verformt werden und ohne daß sie sich daher nach dem Ausspannen verwerfen.The invention is particularly suitable for mounting guide rails intended for the car of an elevator on the table of a planing machine. This is because the invention offers the possibility of planing this rail completely flat on the upper side even if its lower side is not completely flat. In this case, the invention allows the possibility of clamping the guide rails without them being elastically deformed in the process and without them therefore being warped after being unclamped.

In der Zeichnung ist ein lotrechter Schnitt durch einen der Elektromagnete einer erfindungsgemäß ausgebildeten Festspannvorrichtung dargestellt.In the drawing is a vertical section through one of the electromagnets shown a clamping device designed according to the invention.

Auf einer Tragplatte 10, bei der es sich um den Tisch einer Hobelmaschine handeln. kann, sind reihenweise Elektromagnete aufgeschraubt, von denen einer in der Zeichnung im Querschnitt wiedergegeben ist. Dieser Elektromagnet besteht aus einer rechteckigen Eisenplatte 12 mit beiderseitigen Flanschen 13, die Paßstifte 11 und (nicht dargestellte) Schrauben aufnehmen. Die zur Tragplatte 10 parallele obere Fläche 14 der Platte 12 hat eine zur lotrechten Mittelachse 15 gleichachsige Ringnut, die eine Magnetspule 46 aufnimmt und durch einen fünfteiligen Deckel verschlossen ist. Dieser Deckel, dessen rechteckiger Umriß mit demjenigen der Platte 12 zur Dekkung kommt, besteht aus drei im Abstand voneinander angeordneten parallelen, im Grundriß rechteckigen Leisten 16, 17 und 18 aus Eisen und aus dazwischenliegenden Leisten 19 und 20 aus einem nichtmagnetischen Werkstoff, z. B. Messing. Während die Unterseite dieses Deckels eben ist, hat seine Oberseite eine zu den Leisten 19 und 20 parallele, zwischen ihnen liegende flache Nut 21, von der aus geneigte ebene Flächen 22 und 23 bis zu den Mittellinien der Leisten 19 und 20 ansteigen. Jenseits dieser Mittellinien der beiden Leisten 19 und 20 befinden sich nach außen abfallende ebene Flächen 24 und 25.On a support plate 10, which is the table of a planing machine Act. electromagnets are screwed on in rows, one of which is in the drawing is shown in cross section. This electromagnet consists of a rectangular iron plate 12 with flanges 13 on both sides, the dowel pins 11 and take up screws (not shown). The parallel to the support plate 10 The upper surface 14 of the plate 12 has a central axis 15 coaxial with the vertical axis Annular groove that receives a magnetic coil 46 and is closed by a five-part cover is. This lid, whose rectangular outline with that of the plate 12 to cover comes, consists of three spaced apart parallel, rectangular in plan Bars 16, 17 and 18 made of iron and made of bars 19 and 20 in between a non-magnetic material, e.g. B. Brass. While the bottom of this Lid is flat, its top has a parallel to the strips 19 and 20, between them lying flat groove 21, from which inclined flat surfaces 22 and 23 up to the center lines of strips 19 and 20 rise. Beyond these center lines the Both strips 19 and 20 are outwardly sloping flat surfaces 24 and 25th

Außerdem hat der Deckel eine rechtwinklig zur Nut 21 verlaufende Quernut, deren Boden 26 parallel zur Fläche 14 verläuft und die ebenso tief ist wie die Nut 21.In addition, the cover has a transverse groove running at right angles to groove 21, the bottom 26 of which runs parallel to the surface 14 and which is just as deep as the groove 21.

Diese Quernut dient zur Aufnahme einer Leiste, die oben aus dem Deckel herausragt und eine obere, zum Nutengrund 26 parallele Auflagefläche für das Werkstück W hat. Bei dem Werkstück kann es sich beispielsweise um eine Schiene von T-Querschnitt handeln, die mit der Außenfläche F ihres waagerechten Flansches auf der magnetischen Festspannvorrichtung festzuspannen ist. Mit der Fläche F ruht das Werkstück auf der in die Quernut einsetzbaren (in der Zeichnung nicht dargestellten) Leiste.This transverse groove is used to hold a bar that comes out of the top of the lid protrudes and an upper, parallel to the groove bottom 26 support surface for the workpiece W has. The workpiece can be, for example, a T-shaped rail act with the outer surface F of its horizontal flange on the magnetic Clamping device is to be tightened. The workpiece rests with the surface F the bar that can be inserted into the transverse groove (not shown in the drawing).

Die Flächen 22, 23, 24 und 25 bilden die Polflächen der Elektromagnete, die zu der gegenüberliegenden Fläche F des unabhängig von ihnen abgestützten Werkstücks schwach geneigt sind. Von der Fläche F sind die Polflächen durch zwischengefügte Keile 27, 28, 29 und 30 getrennt, die sich beim Einschalten des Stromes infolge des Kraftflusses bis zur satten Anlage an das Werkstück W verschieben. Der Kraftfluß ist durch die beiden Kraftlinien 31. und 32 angedeutet. Wie ersichtlich, weist der Elektromagnet zwei Paare nebeneinanderliegender, je durch eine nichtmagnetische Leiste 19 bzw. 20 getrennter Polflächen 22, 24 bzw. 23, 25 auf, die nach der Leise hin dachförmig ansteigen. Die verschiebbaren Keile sind auf den geneigten Flächen in Richtung aufeinander zu und voneinander fort geführt. Als Führung können Stifte 33 dienen, die aus den Polflächen nach oben herausragen und in Nuten 34 eingreifen, die in die Unterseiten der Keile eingefräst sind. Jede spanabhebend zu bearbeitende Schiene W versäuft über eine Reihe von Magneten der beschriebenen Bauart hinweg. Je nach ihrer Länge stützt sich die Schiene entweder nur mit jedem Ende oder mit den Enden und auch in der Mitte auf (nicht näher veranschaulichte) Leisten, die in die Quernut des Deckels des Magnets eingesetzt sind und auf dem Grunde 26 dieser Nut ruhen.The surfaces 22, 23, 24 and 25 form the pole surfaces of the electromagnets, which are slightly inclined to the opposite surface F of the workpiece independently supported by them. The pole faces are separated from face F by interposed wedges 27, 28, 29 and 30 which, when the current is switched on, shift as a result of the flow of force until they come into full contact with workpiece W. The flow of force is indicated by the two lines of force 31 and 32. As can be seen, the electromagnet has two pairs of adjacent pole faces 22, 24 and 23, 25, each separated by a non-magnetic bar 19 or 20, which rise in the shape of a roof towards the quiet. The slidable wedges are guided towards and away from one another on the inclined surfaces. Pins 33 can serve as guides which protrude upward from the pole faces and engage in grooves 34 which are milled into the undersides of the wedges. Each rail W to be machined drowns over a series of magnets of the type described. Depending on its length, the rail is supported either only with each end or with the ends and also in the middle on strips (not illustrated in detail) which are inserted into the transverse groove of the cover of the magnet and rest on the base 26 of this groove.

Nachdem die Werkstücke in dieser Weise mit ihren Fld°n au`' diY Leisten aufgelegt sind, werden die Magnete erregt. Bekanntlich sucht sich der Kraftfluß eines jeden Magnets zu verkürzen. Dies hat aber zur Wirkung, daß die beiden Keile 27 und 28 in Richtun; aufeinander und ebenso auch die Keile 29 und 30 in Richtung aufeinander magnetisch gezogen werden. Sie verschieben sich dabei auf den geneigten Polflächen 22, 24 und 23, 25 schräg aufwärts, bis sie zur satten Anlage an das Werkstück gelangen. Die Magnetkraft preßt dann das Werkstück, die Keile und die von den Deckeln gebildeten Joche der Magnete mit so hoher Kraft aufeinander, daß das Werkstück durch die Schnittkräfte nicht verrückt werden kann.After the workpieces in this way with their Fld ° n au`` diY strips are placed, the magnets are excited. As is well known, the flow of force is looking for itself to shorten each magnet. But this has the effect that the two wedges 27 and 28 in Direction; on each other and also the wedges 29 and 30 in the direction are attracted magnetically to each other. You move on the inclined Pole faces 22, 24 and 23, 25 diagonally upwards until they are in full contact with the workpiece reach. The magnetic force then presses the workpiece, the wedges and those off the lids formed yokes of the magnets with such a high force on each other that the workpiece through the cutting forces cannot go crazy.

Wird der Strom nach beendigter Bearbeitung des Werkstücks wieder abgeschaltet und wird das Werkstück abgenommen, dann tritt eine überraschende Wirkung ein: Die Keile gleiten auf den Polflächen der Magnete wieder herab. Dies ist so zu erklären, daß die Größe des Reibungswinkels nicht nur von der Oberflächengüte der Polfläche 22 bis 25 und der Unterseiten der Keile 27 bis 30 abhängt, sondern auch von der jeweiligen magnetischen Erregung. Durch die magnetische Erregung erhöht sich nämlich der Reibungswinkel. Während im Erregungszustand der spitze Neigungswinkel kleiner als der Reibungswinkel ist, ergibt sich nach Abschaltung des elektrischen Stromes, daß der spitze Neigungswinkel nunmehr größer als der Reibungswinkel wird. Infolgedessen gleiten die Keile nach Abschalten des Stromes auf den Polflächen der Magnete von selbst herab.If the power is switched off again after the workpiece has been processed and if the workpiece is removed, a surprising effect occurs: The Wedges slide down again on the pole faces of the magnets. This can be explained as that the size of the angle of friction not only depends on the surface quality of the pole face 22 to 25 and the undersides of the wedges 27 to 30 depends, but also on the respective magnetic excitation. Because of the magnetic excitation increases the angle of friction. While in the state of excitement the acute angle of inclination is smaller than the angle of friction, after switching off the electrical current, that the acute angle of inclination is now greater than the angle of friction. Consequently after the current is switched off, the wedges slide on the pole faces of the magnets yourself down.

Jede der Polflächen 22 bis 25 ist durch die Quernut mit dem Grund 26 in zwei Felder unterteilt. Auf jedem dieser Felder ist ein Keil verschiebbar geführt.Each of the pole faces 22 to 25 is through the transverse groove with the bottom 26 divided into two fields. A wedge can be moved on each of these fields guided.

Das veranschaulichte Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Hinsicht abgeändert werden. So wäre es z. B. möglich, die Polflächen als Schraubenflächen und die Keile als Drehkeile auszubilden. Auch wäre es möglich, die Keile mit Federn zu versehen, durch die sie nach Ausschalten des Stromes und nach Abnehmen des Werkstücks auf den geneigten Polflächen herabgeschoben werden, so daß sie in die Ausgangslage gelangen.The illustrated embodiment can be used in a variety of ways be modified. So it would be B. possible, the pole faces as helical faces and to design the wedges as rotating wedges. It would also be possible to use springs on the wedges to be provided, through which they after switching off the power and after removing the workpiece be pushed down on the inclined pole faces so that they are in the starting position reach.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electromagnetic clamping device for workpieces made of magnetic material, in which the independently supported workpiece with its underside facing the magnetic poles at a distance from the under one pointed Angle of inclination to the underside extending pole faces is held and for the transition the magnetic force flow in the workpiece wedge pieces serve as bridging, which can be moved automatically along the pole faces until it is in full contact with the workpiece are, characterized in that the angle of inclination of the pole faces is less than which is the effective angle of friction in the excited state of the device and the displacement the wedge pieces (27 to 30) into the contact position under the action of the magnetic Power flow takes place.

2. clamping device according to claim 1, characterized in that that the magnetic poles are provided with a groove whose base (26) is parallel to the underside (F) of the workpiece and one bar for the independent support of the Workpiece (W). References contemplated: United States Patent Specification No. 2,477,297.