專利名稱：手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可夾緊鐵磁性部件的一種手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備。具體來說，在下面的描述中，我們將涉及這樣一種錨固設(shè)備，它試圖用作大重量負(fù)荷的磁升降機(jī)構(gòu)，對(duì)于申請(qǐng)的專利的應(yīng)用領(lǐng)域并不形成限制，其條件只是這種設(shè)備的使用范圍限于例如在預(yù)定位置的鐵磁性工件。
就本發(fā)明人所知，按本領(lǐng)域的公知的技術(shù)狀態(tài)，磁升降機(jī)構(gòu)的最有效形式是由兩個(gè)永久鐵心形成，其中一個(gè)鐵心可以手動(dòng)反轉(zhuǎn)約180度，以后稱之為轉(zhuǎn)子鐵心；另一鐵心是定子鐵心，定子鐵心一般要分成兩個(gè)或多個(gè)部分，今后稱之為定子鐵心。
上述的轉(zhuǎn)動(dòng)使轉(zhuǎn)子鐵心的磁場與定子鐵心產(chǎn)生的磁場交替地排斥或吸引。在第一種情況下，升降機(jī)構(gòu)的工作區(qū)將激磁；在第二種情況下，通過使兩個(gè)磁場反向吸引，使工作區(qū)退磁。
在有效和無效這兩個(gè)階段，所說的升降機(jī)構(gòu)都使用鐵磁部件形成激磁工作區(qū)的導(dǎo)線極和定子鐵心的外部短路磁軛。
至今，所述的升降機(jī)構(gòu)有嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)問題。
所述的升降機(jī)構(gòu)實(shí)際上是由機(jī)械加工的幾個(gè)單獨(dú)部件形成的，然后再借助于多個(gè)螺栓和/或焊接將它們組裝起來。
盡管所有的組裝工作都是精心完成的，但這樣一種設(shè)備有不容置疑的缺點(diǎn)，即不容許有過大的機(jī)械應(yīng)力，同時(shí)由兩個(gè)收集器極確定的有效工作面有可能對(duì)不齊，隨之產(chǎn)生功能和特性變壞。
因?yàn)橹饕ㄟ^磁極的4個(gè)側(cè)面表面產(chǎn)生的磁通量的高度分散性，并且大體上是平行六面體形式，所以另一個(gè)不利方面在升降機(jī)構(gòu)的激磁階段是顯而易見的。由于形成收集器極的材料是鋼，而鋼有完美的各向同性性質(zhì)，所以直接暴露到空氣的磁極的總表面越大，則包含在磁極內(nèi)部的磁通量就越高，該磁通量適于跨越收集器極、并封閉在待提升的部件上、并向外彌散。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種磁錨固設(shè)備，它可以避免上述的缺點(diǎn)，即所提供的磁升降機(jī)構(gòu)在激磁期間可將連接到收集器極的磁通量彌散減至最小，并且所提供的磁升降機(jī)構(gòu)在同時(shí)又是牢固結(jié)實(shí)的，因此改進(jìn)了效率并且給出高標(biāo)準(zhǔn)性能。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種磁錨固設(shè)備，和它所用的材料一樣時(shí)，可產(chǎn)生較高的磁功率，但卻使它的重量減小，因此可使它的總尺寸減小。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種磁錨固設(shè)備，它的結(jié)構(gòu)簡單并且它的各部件不需要精密加工，這些部件本來是長而復(fù)雜的并且在任何情況下都是昂貴的。
本發(fā)明的最后一個(gè)目的是提供一種通用的、實(shí)用的、易于處理的、和方便使用的磁錨固設(shè)備。
這些目的是借助于按照本發(fā)明的下面列出的權(quán)利要求書的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。
在按照本發(fā)明的磁錨固設(shè)備中，提供一個(gè)單塊式鐵磁體塊，它在側(cè)面和上方確定了用于短路定子鐵心的中性磁冠或磁軛，并且在下邊確定兩個(gè)收集器極或極靴。雖然兩個(gè)凹槽從單塊式鐵磁體塊的相對(duì)的側(cè)壁分支出來并且向內(nèi)延伸以容納定子鐵心，在單塊式鐵磁體塊的前壁上還形成一個(gè)大致圓形的開口以容納可反向的轉(zhuǎn)子鐵心。此單塊式鐵磁體塊方案中最好有產(chǎn)生機(jī)械式阻力設(shè)備。由于在極靴和中性磁冠之間的材料是連續(xù)的，所以不存在借助于螺栓或類似物實(shí)現(xiàn)的任何連接點(diǎn)，而在傳統(tǒng)的實(shí)施方案中，沒有提供這種完全的可靠性，因?yàn)樵谶@些固定點(diǎn)的周圍由具有動(dòng)態(tài)性質(zhì)的偶然的和不可預(yù)期的應(yīng)力產(chǎn)生的力可能會(huì)發(fā)生集中，其中還包括所有的振動(dòng)或沖擊產(chǎn)生的力，以及由可以預(yù)期的應(yīng)力產(chǎn)生的力，所說的可以預(yù)期的應(yīng)力是由于激磁的過渡過程或升降機(jī)構(gòu)的抑制特性以及要提升的負(fù)荷的重量引起的。
通過磨削單塊式鐵磁體塊形成容納定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心的空間；這種類型的加工是快速、實(shí)用、簡單、經(jīng)濟(jì)、和方便的，因而可從一個(gè)未加工的單塊式鐵磁體塊獲得一個(gè)單個(gè)的、多用途的、最終的產(chǎn)品，它不僅包括上述的用于容納定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心的凹槽，而且包括中性磁冠和兩個(gè)磁靴。如果我們認(rèn)為按傳統(tǒng)企圖用于不同目的中性磁冠和兩個(gè)極靴是分別單獨(dú)加工的，并且總是需要分開的加工工藝，那么，在上述這種情況下得到的好處是更加顯而易見的。
轉(zhuǎn)子鐵心按照一種極其有利的方式插入按單件整體式地形成的一個(gè)對(duì)應(yīng)的槽腔中，因此可以進(jìn)一步減小設(shè)備的部件數(shù)目。
雖然完全消除沿整個(gè)磁路分布的磁通的損失在結(jié)構(gòu)和功能方面都不大可能，但在升降機(jī)構(gòu)激磁期間大幅度地限制它們則是可能的，從中可找到定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心的一個(gè)最佳的和極其方便的安排，并且可使磁收集器極有新的形狀，新形狀可以消除掉4個(gè)側(cè)表面之一，而這個(gè)側(cè)表面按傳統(tǒng)方式是會(huì)分散磁通的。
更加具體地說，兩個(gè)磁收集器極大體上由在定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心之間包圍的單塊式鐵磁體塊的這些部分限定，而工作表面則由單塊式鐵磁體塊的上述部分的兩個(gè)端部和共面表面限定。
在下面描述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中將參照附圖更加詳細(xì)地說明本發(fā)明的這些特征和其它特征，其中

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的用于容納定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心的單塊式鐵磁體塊的剖面圖；圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的用于容納定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心的單塊式鐵磁體塊的剖面圖；圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例的升降機(jī)構(gòu)的長度縮小的縱向視圖；圖4a和4b是前視圖，其中的手動(dòng)控制桿處在本發(fā)明的第一實(shí)施例的升降機(jī)構(gòu)的激磁位置和退磁位置；圖5a和5b是本發(fā)明的第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)子體的前視圖和縱向視圖。
在圖1、3、4a、4b、5a、5c所示的第一實(shí)施例中，大體包圍在定子鐵心17的槽腔13和15與轉(zhuǎn)子鐵心25的槽腔23之間的單塊式鐵磁體塊1的兩個(gè)部分確定出兩個(gè)極靴3和5，極靴3和5向待提升部分(未示出)延伸，這個(gè)待提升的部分錨固在分別由極靴3和5的下表面19、21確定的加工表面上。
定子鐵心的槽腔13和15是由凹槽形成的，這些凹槽從單塊式鐵磁體塊1的相對(duì)的側(cè)面表面31、33上形成的縱向開口27、29開始，并且對(duì)稱地向它的內(nèi)部有一定傾斜地延伸。
轉(zhuǎn)子鐵心25的槽腔23由一個(gè)帶有圓形部分的凹槽形成，所說的凹槽從單塊式鐵磁體塊1的前壁中央部分開始形成，并且縱向地和向所說單塊式鐵磁體塊1的內(nèi)部水平地延伸。
和槽腔23平行地有另一個(gè)凹槽35延伸，它的橫截面也是圓形的，但和槽腔23相比凹槽35的橫截面較小。凹槽35的下部導(dǎo)入槽腔23的上部。
容納在槽腔23的內(nèi)部的磁性轉(zhuǎn)子鐵心25具有圓柱形結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子鐵心25繞它的縱軸線由兩個(gè)短軸69、71支撐，并且沿垂直于所說的縱軸的方向磁化。具體來說，轉(zhuǎn)子鐵心25包括鐵磁圓柱體37和適應(yīng)于通槽39的永久磁鐵49；所說鐵磁圓柱體37在縱向橫穿一個(gè)長方形橫截面的通槽39，通槽39沿圓柱體37的直徑方向形成，從而確定兩個(gè)蓋45，這兩個(gè)蓋45經(jīng)由兩個(gè)小圓盤43形成的橋形件連接成整體，這兩個(gè)小圓盤43是對(duì)轉(zhuǎn)子鐵心25的圓柱體37的相對(duì)的兩個(gè)基底面進(jìn)行切削初加工期間獲得的。
在這種情況下，通過提供單塊式鐵磁體塊1，并且把轉(zhuǎn)子鐵心的單個(gè)部件的數(shù)目減至2個(gè)，從而使構(gòu)成這個(gè)設(shè)備的零部件最少，尤其是由于大幅度地減少了焊接點(diǎn)的數(shù)目和/或用螺栓或類似物進(jìn)行連接的連接點(diǎn)的數(shù)目，結(jié)果是使整個(gè)系統(tǒng)極其堅(jiān)固結(jié)實(shí)，并且可顯著提高設(shè)備的性能。
凹槽35使得磁通的這個(gè)部分的通道部分最小，所說的磁通本身在設(shè)備激磁期間試圖通過鐵磁塊1的位于定子槽腔13、15的內(nèi)端之間的鐵磁部分形成閉合回路。
圖2表示鐵磁塊1′的另一個(gè)實(shí)施例，它也是單塊式的，但它提供的兩個(gè)極靴3′和5′在側(cè)面是分開的，在它們之間放置一個(gè)墊塊53，墊塊53是非磁性材料，一般為鋁。
在不脫離本發(fā)明要求保護(hù)的總體構(gòu)思的原理的設(shè)備中，還可以設(shè)計(jì)出一種轉(zhuǎn)子鐵心，獲得這種轉(zhuǎn)子鐵心的方法很簡單，即在兩個(gè)分開的極蓋之間放置兩個(gè)永久磁鐵部件，并且通過已知的辦法固定這些永久磁鐵部件。
在圖3中，由鋁制成的蓋61和63在前端和后端分別封閉升降機(jī)構(gòu)的整個(gè)結(jié)構(gòu)。
兩個(gè)凸緣65和67擰到上述的半圓柱形的蓋的相對(duì)的縱向端上，用于支撐兩個(gè)對(duì)應(yīng)的短軸69、71，短軸69、71確定出轉(zhuǎn)子鐵心25的縱向轉(zhuǎn)軸。對(duì)所說的短軸69和71通過滾珠軸承73進(jìn)行支撐，可以轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠軸承73夾持在封閉蓋61、63中形成的特定外殼中。在從封閉蓋63伸出的短軸71的端部還安裝一個(gè)控制桿75。
定子鐵心17由兩個(gè)完全相同的帶有大體上長方形平面的磁性部件組成，它們夾持在對(duì)應(yīng)的槽腔13和15中，并且沿垂直于長軸方向磁化。
為了激磁磁升降機(jī)構(gòu)，必須反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)控制桿75，相對(duì)于控制桿75的水平起始轉(zhuǎn)動(dòng)位置轉(zhuǎn)動(dòng)180度的角度，如圖4a所示的。通過這個(gè)步驟使轉(zhuǎn)子鐵心25和定子鐵心17的同符號(hào)磁極(記為N和S，N為北極，S為南極)聚攏在一起，相同符號(hào)的磁極使磁通偏向磁靴3、5的下端，使其通過待升降的部件而形成一個(gè)閉合回路。
相反，如果控制桿75返回到圖4b所示的起始位置，定子鐵心17和轉(zhuǎn)子鐵心25的相反符號(hào)磁極的重新接近，足以通過單塊式鐵磁體塊1的側(cè)部和上部閉合磁通，確定一個(gè)實(shí)際的鐵磁短路磁冠10，因此使升降部分完全脫離磁路，并因此可以釋放。
為了通過控制桿75的小于180度的轉(zhuǎn)動(dòng)使升降機(jī)構(gòu)換向，并且使用戶對(duì)設(shè)備的控制更方便和便于管理，可對(duì)轉(zhuǎn)子鐵心25進(jìn)行設(shè)計(jì)，使轉(zhuǎn)子鐵心25產(chǎn)生的磁功率(動(dòng)勢(shì))大于由定子鐵心17所產(chǎn)生的磁功率(動(dòng)勢(shì))，剛好足以實(shí)現(xiàn)控制桿75的小角度轉(zhuǎn)動(dòng)的換向，但又不會(huì)過多地增加磁通的彌散，因此不會(huì)使設(shè)備本身的性能變壞。對(duì)于定子鐵心17和轉(zhuǎn)子鐵心25使用兩種不同組分的材料或使用同一種材料的兩種不同的數(shù)量，就可毫無疑問地實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
更加具體來說，正確地選擇所使用材料的類型和數(shù)量還必須考慮以下的事實(shí)和極靴3、5鄰接的轉(zhuǎn)子鐵心和定子鐵心的表面81、83具有不同的性質(zhì)。這來源于下面的事實(shí)如已經(jīng)簡單預(yù)期過的，為了使磁通彌散最小，收集器極3、5的從前邊觀察的形狀必須大致類似于一個(gè)三角形，面對(duì)轉(zhuǎn)子鐵心25和定子鐵心17的三角形的側(cè)邊必須具有不同的長度。
于是，對(duì)于轉(zhuǎn)子鐵心25，可以選擇每表面單位有大的磁功率的材料，一般選擇釹；對(duì)于定子鐵心17，一般選擇陶瓷，它具有低的比磁功率。
采用不同磁材料的混合物，即對(duì)于定子鐵心17和轉(zhuǎn)子鐵心25采用不同比例的陶瓷、釹、或AINICo，就可實(shí)現(xiàn)按照另一個(gè)實(shí)施例的同一個(gè)目的。
對(duì)于磁通彌散進(jìn)行精心限制，再利用按照本發(fā)明進(jìn)行設(shè)計(jì)的固有的結(jié)構(gòu)牢固性，使得本發(fā)明的設(shè)備除了具有本身可以利用的性能外，與現(xiàn)有性能相比還可實(shí)現(xiàn)整體尺寸的巨大減小，尤其是總重量的巨大減小。
特別是，可以使用以上所述的材料中的不同磁性材料。
還可在制造具有各種斜度定子鐵心17的槽腔13和15，甚至還可以預(yù)見水平安排的槽腔，以及各種高度的單塊式鐵磁體塊1的側(cè)壁。
當(dāng)然，可以理解，以上描述的手動(dòng)控制的磁升降機(jī)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例并不限制所要求保護(hù)的本發(fā)明的原則。
權(quán)利要求
1.一種手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，包括定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心，二者相互相對(duì)定位成在錨固設(shè)備激磁期間相互排斥，并且在錨固設(shè)備退磁期間相互吸引；一個(gè)鐵磁磁冠用于短路在錨固設(shè)備退磁期間自定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心產(chǎn)生的磁通；以及至少一個(gè)第一和第二收集器極，它們確定錨固鐵磁部件的工作表面，在錨固設(shè)備激磁期間磁通通過所說鐵磁部件形成環(huán)路，其特征在于所說的錨固設(shè)備提供一個(gè)單塊式鐵磁體塊(1、1′)，在這里所說定子鐵心(17)的槽腔(13、15)，所說轉(zhuǎn)子鐵心(25)的槽腔(23、23′)，所說的鐵磁體磁冠(10)，和至少所說第一(3、3′)和第二(5、5′)收集器極整體式地形成。
2.如前述權(quán)利要求中的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于定子鐵心(17)的所說槽腔(13、15)是第一和第二凹槽的形式，第一和第二凹槽從對(duì)應(yīng)的第一(27)和第二(29)開口對(duì)稱地起始，所說的這些開口在用于容納第一和第二靜止的磁性部件的所說的單塊式鐵磁體塊(1)的相對(duì)的側(cè)表面(31、33)的一個(gè)預(yù)定的高度沿縱向方向形成。
3.如前述權(quán)利要求中的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于所說第一和第二凹槽在所說單塊式鐵磁體塊(1)內(nèi)部相對(duì)于所說的工作表面成預(yù)定銳角地延伸。
4.如權(quán)利要求2和3中的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于所說第一和第二凹槽在所說單塊式鐵磁體塊(1)內(nèi)部平行于所說的工作表面延伸。
5.如前述的任何一個(gè)權(quán)利要求中的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于轉(zhuǎn)子部件的所說的槽腔(23、23′)是圓柱形凹槽形式，所說的凹槽從所說單塊式鐵磁體塊(1、1′)的前壁的大致中央部分開始向所說的單塊式鐵磁體塊(1、1′)內(nèi)部延伸。
6.按照前述的任何一個(gè)權(quán)利要求的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于轉(zhuǎn)子部件的所說的槽腔有上延長部分(35)，用于把磁通的這個(gè)部分的通道部分減至最小，所說的磁通的這個(gè)部分本身在設(shè)備的激磁期間試圖通過在定子槽腔(13、15)的內(nèi)端之間的所說鐵磁體塊(1)的鐵磁部分形成閉合回路。
7.按照前述的任何一個(gè)權(quán)利要求中的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于所說第一(3、3′)和第二(5、5′)收集器極至少是第一和第二極靴的形式，所說的第一和第二極靴由所說的單塊式鐵磁體塊(1、1′)的一些部分確定，并且在上邊和用于轉(zhuǎn)子鐵心(25)的所說槽腔(23、23′)以及用于定子鐵心(17)的所說槽腔(13、15)鄰接。
8.按照前述權(quán)利要求的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于所說第一和第二極靴在側(cè)面并在位于轉(zhuǎn)子鐵心的所說槽腔(23、23′)下邊的一個(gè)點(diǎn)是接觸的。
9.按照權(quán)利要求7的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于所說第一和第二極靴在側(cè)面是脫開的。
10.按照前述的任何一個(gè)權(quán)利要求的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于所說的鐵磁短路磁冠(10)是由所說單塊式鐵磁體塊(1、1′)的上部限定的，并且在下邊和用于定子鐵心(17)的所說槽腔(13、15)鄰接。
11.按照前述的任何一個(gè)權(quán)利要求的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于所說的轉(zhuǎn)子鐵心(25)由單塊式鐵磁圓柱體(37)形成的，其中沿縱向形成一個(gè)貫通槽(39)，用于容納轉(zhuǎn)動(dòng)的磁部件。
12.按照權(quán)利要求1-10中任何一個(gè)所述的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于所說的轉(zhuǎn)子鐵心(25)是由兩個(gè)所謂的半圓柱形蓋(45、45)形成的，在所說的蓋的平直側(cè)表面之間放置并固定一個(gè)永久磁鐵部件(49)。
13.按照前述的任何一個(gè)權(quán)利要求的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于所說的第一和第二極靴在所說單塊式鐵磁體塊(1、1′)的右邊和對(duì)應(yīng)的左邊下部對(duì)稱地安排，并且封閉在一個(gè)大致三角形的區(qū)域內(nèi)，這個(gè)三角形區(qū)域和所說的轉(zhuǎn)動(dòng)的磁性部件以及靜止的磁性部件相鄰接。
14.按照前述的任何一個(gè)權(quán)利要求的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于設(shè)定由所說轉(zhuǎn)子鐵心(25)提供的磁功率，大于由所說的定子提供的磁功率，以便可以通過控制桿(75)的小于180度的轉(zhuǎn)動(dòng)使錨固設(shè)備換向。
15.按照前述的任何一個(gè)權(quán)利要求的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于形成定子鐵心(17)的磁性材料的種類和/或數(shù)量不同于形成轉(zhuǎn)子鐵心(25)的磁性材料。
16.按照前述的任何一個(gè)權(quán)利要求的手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備，其特征在于定子鐵心(17)和/或轉(zhuǎn)子鐵心(25)的磁性部分由不同磁性材料的混合物制成。
全文摘要
一種手動(dòng)控制的磁錨固設(shè)備,包括單塊式鐵磁體塊(1、1′),其中單件整體式地形成用于定子鐵心(17)的槽腔(13、15)、用于轉(zhuǎn)子鐵心(25)的槽腔(23、23′)、用于在所說錨固設(shè)備退磁期間短路磁通的鐵磁磁冠(10)、和用于確定錨固一個(gè)鐵磁部件的工作表面的至少第一(3、3′)和第二(5、5′)收集器極。
文檔編號(hào)B23Q3/154GK1274308SQ99801146
公開日2000年11月22日 申請(qǐng)日期1999年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月15日
發(fā)明者米凱萊·卡登, 安東尼諾·吉利奧 申請(qǐng)人:意大利磁性技術(shù)股份公司