氣動或電動致動的永磁體磁性開關(guān)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種應(yīng)用于工業(yè)自動化和工件處理的永磁體開關(guān)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性開關(guān)裝置在處理和吸緊鐵磁性工件時吸力強且效率高。在工業(yè)中具有寬泛的用途，例如焊接操作，沖壓自動線，機加工工廠等。然而，當(dāng)前很多機械永磁體開關(guān)裝置需要操作員手動操作，這就限制了應(yīng)用的范圍。
[0003]眾所周知，自動化磁性工作處理裝置使用氣動活塞使一整套磁體從工件表面縮回。這些裝置不是真正關(guān)閉，從而維護時存在安全隱患，且難以清理以及檢修。氣動致動器需要超高壓空氣將磁體從鐵磁性工件表面移除，這樣效率就降低了。
[0004]在解決這些問題時，緊湊且便宜的自動驅(qū)動磁性開關(guān)裝置十分有效，它可以與自動化系統(tǒng)相結(jié)合，解決了現(xiàn)有的自動化永磁體工件處理系統(tǒng)固有的效率低且維護困難的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型提供一種氣動或電動致動的永磁體磁性開關(guān)裝置，包括:外殼，該外殼具有在外殼的相對兩端開口的內(nèi)腔；圓形金屬薄墊片，該圓形金屬薄墊片位于內(nèi)腔的其中一個開口端部處或附近，以關(guān)閉內(nèi)腔的一個側(cè)面；第一和第二永磁體，該第一和第二永磁體是圓柱形并且是直徑上兩極分化的，且第一和第二永磁體彼此疊置在內(nèi)腔內(nèi)并且由圓形塑料薄軸襯隔開；機械聯(lián)接件，該機械聯(lián)接件連接于第一和第二永磁體之一；蓋板，該蓋板在外殼處將內(nèi)腔的另一個開口端部關(guān)閉；以及氣動或電動致動件，該氣動或電動致動件機械地聯(lián)接于機械聯(lián)接件，并且使聯(lián)接于機械聯(lián)接件的永磁體在外殼內(nèi)在兩個旋轉(zhuǎn)位置之間旋轉(zhuǎn)，在其中一個旋轉(zhuǎn)位置，兩個直徑上兩極分化的永磁體的N極和S極在第一和第二永磁體的堆疊方向上平行，而在另一個旋轉(zhuǎn)位置，第一和第二永磁體的N極和S極反向平行。
[0006]優(yōu)選的是，外殼是低磁阻材料的單體本體，并且具有平行的上表面和下表面以及周緣壁，該周緣壁限定兩個側(cè)壁部分，兩個側(cè)壁部分位于上表面和下表面之間并且彼此磁性地隔開，且內(nèi)腔是在外殼的上表面和下表面之間延伸的圓柱形內(nèi)腔。
[0007]更優(yōu)選的是，圓形金屬薄墊片(i)在內(nèi)腔中位于下表面處或附近，以提供能與鐵磁性工件相接觸的裝置工作面，以及(ii)位于第一圓柱形永磁體下方，以在裝置的關(guān)閉狀態(tài)下屏蔽磁路。
[0008]優(yōu)選的是，該圓形塑料薄軸襯位于第一圓柱形永磁體和第二圓柱形永磁體之間，并且提供低摩擦部分以便于磁體之間的相對旋轉(zhuǎn)，并減少需要由氣動或電動致動件經(jīng)由機械聯(lián)接件施加的扭矩量。
[0009]優(yōu)選的是，該氣動或電動致動件向機械聯(lián)接件和與機械聯(lián)接件相連的第二圓柱形永磁體提供旋轉(zhuǎn)輸出。
[0010]優(yōu)選的是，氣動或電動致動件是電動驅(qū)動的致動件。
[0011]優(yōu)選的是，該電動驅(qū)動致動件包括電動機或螺線管。
[0012]更優(yōu)選的是，還包含齒輪箱或傳動箱，該齒輪箱或傳動箱將氣動致動件與機械聯(lián)接件相連接，以將轉(zhuǎn)動運動傳遞給該裝置的可轉(zhuǎn)動磁體。
[0013]優(yōu)選的，氣動致動件可與外部壓縮空氣源相連。可以經(jīng)由包含在氣動致動件自身處的合適的閥機構(gòu)或者在壓縮空氣源和磁性裝置中間位于引向氣動致動件或壓縮空氣源自身的閥機構(gòu)來實現(xiàn)調(diào)節(jié)向聯(lián)接于機械聯(lián)接件的活塞或類似的可移置元件的壓縮空氣供給。
[0014]可包含機械鎖定機構(gòu)，以阻止第一和第二磁體在選定位置處在外殼內(nèi)的相對運動。此種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)允許獨立于將壓縮空氣源供給至氣動致動件的狀態(tài)來保持磁性裝置的切換位置。這是優(yōu)選的安全特征。
[0015]機械鎖定機構(gòu)可由幾個眾所周知的設(shè)計組成。例如，鎖定機構(gòu)可由彈性掣子構(gòu)成，該彈性掣子直接地操作在致動器輸出軸上，在此情形下，該機構(gòu)可由布置在轉(zhuǎn)子元件的側(cè)面中的小的內(nèi)含物或孔構(gòu)成，且小的銷或球通過彈性力在預(yù)定的角度位置從蓋板進入該內(nèi)含物或孔內(nèi)，以在給定位置提供捕獲力來將致動器保持在給定位置。
[0016]該機械鎖定機構(gòu)可更加復(fù)雜，在電動機的情形下，該鎖定機構(gòu)可以是全電動機制動件，使得在能源被切斷時，可被致動以使單元能固定在任何位置(即“失效安全”模式)，從而單元在運行期間不會回轉(zhuǎn)。
[0017]將參照附圖對根據(jù)本實用新型的動力致動的磁性開關(guān)裝置的優(yōu)選實施例以及附加的可選或優(yōu)選特征進行描述。
【附圖說明】
[0018]圖1示出根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方案的氣動永磁體吸持裝置的分解圖；
[0019]圖2示出根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施方案的氣動永磁體吸持裝置的立體圖；以及
[0020]圖3示出內(nèi)腔中的三個不同直徑的截面圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所不，永磁體吸持裝置包括:外殼1、第一圓柱形永磁體3、第二圓柱形永磁體4、圓形金屬薄墊片5、圓形塑料薄軸襯6、機械聯(lián)接件、蓋板8以及自動化氣動致動件9，可借助永磁體吸持裝置的操作/開關(guān)方式來自動化。磁體3和4以直徑上兩極分化排列，這樣它們在延伸穿過磁體厚度的直徑平面的相對兩側(cè)上代表南極和北極，由此成為偶極子。
[0022]外殼1由低磁阻材料，例如低碳鋼組成。外殼1可具有矩形的外部橫截面，或可具有這樣的橫截面，具有兩個直邊并且在其四邊形截面的兩個相對側(cè)部處具有圓弧。外殼1在沿其縱向軸線(棱柱)的一個終端處設(shè)有平坦面11，由此限定并提供該外殼1的工作面，該工作面使用時將與鐵磁性工件接觸。外殼1的與工作面11相對的另外一面10表面平坦且與工作面11平行，構(gòu)成了外殼1的頂面。
[0023]圓柱形內(nèi)腔2在外殼1內(nèi)從外殼1的頂面10延伸到工作面11，且該圓柱形內(nèi)腔2的縱向軸線垂直于頂面10和工作面11，由此提供在外殼1的相對兩端開口的內(nèi)部空腔。確定外殼1的外部尺寸，以使得鋼鐵的極薄部分留在內(nèi)腔2和外殼1的在外殼1的兩個相對面上的外側(cè)面之間，外殼1的兩個較厚部分則留在外殼1的另外兩個相對面上。
[0024]內(nèi)腔2在其延伸方向有三個不同直徑的區(qū)域。從頂面10往下看，在其高度的一半位置處，內(nèi)腔2具有帶有最大直徑D1的第一區(qū)域并且具有光滑的壁。毗鄰該光滑表面內(nèi)腔部分，朝向工作面11，但在工作面11之前一小段距離處停止，在此是具有第二直徑D2的第二區(qū)域，該第二區(qū)域具有切入到內(nèi)腔表面內(nèi)的精細螺紋，其目的下面會描述。與第一直徑D1相比，第二直徑D2稍小。終止在工作面11處的最后第三內(nèi)腔部分毗鄰第二內(nèi)腔部分，且其直徑D3是整個內(nèi)腔2中最小的。
[0025]包含在外殼1的內(nèi)腔2內(nèi)的是圓形金屬薄墊片5、第一圓柱形永磁體3、第二圓柱形永磁體4以及圓形塑料薄軸襯6。圓形金屬薄墊片5在工作面11附近置于內(nèi)腔2中，這樣它就能在內(nèi)腔2里抵靠于內(nèi)腔2的第三(最低)和第二(毗鄰的)部分之間因直徑改變產(chǎn)生的階梯部。在圓形金屬薄墊片5頂部，第一永磁體3置于內(nèi)腔2里。選擇第一永磁體3的外部直徑，以便與內(nèi)腔2的帶螺紋第二部分形成過盈配合，從而第一圓柱形永磁體3必須壓入內(nèi)腔2，緊靠圓形金屬薄墊片5。圓形塑料薄軸襯6位于內(nèi)腔2里第一圓柱形永磁體3頂部。圓形塑料薄軸襯6頂部設(shè)有第二圓柱形永磁體4，裝入內(nèi)腔2的帶有光滑壁的第一部分。由于第一磁體3和第二磁體4直徑相同，內(nèi)腔2的帶有光滑壁的第一部分的(第一)直徑將尺寸設(shè)計成提供寬松但仍然緊的配合，使第二永磁體4在外殼1內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，同時防止在內(nèi)腔2內(nèi)的徑向偏移。第一圓柱形永磁體3由于過盈配合而無法旋轉(zhuǎn)并且軸向固定地保持在內(nèi)腔2內(nèi)。同樣，需要指出的是，第二永磁體4會從內(nèi)腔2—定程度地突到外殼1的頂面之上。
[0026]在內(nèi)腔2和外殼1外部，轉(zhuǎn)子元件7位于第二圓柱形永磁體4的頂部，它提供了機械聯(lián)接件用來從自動化氣動致動件9傳遞扭矩到第二圓柱形永磁體4，并且使該第二圓柱形永磁體以可控方式在內(nèi)腔2里旋轉(zhuǎn)。為此，第二圓柱形永磁體4的頂部圓形表面被加工成具有允許第二永磁體4和轉(zhuǎn)子元件7能積極配合的形狀特征。該形狀特征可包括舌和槽結(jié)構(gòu)，偏心銷和內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，或耦聯(lián)機構(gòu)，藉此轉(zhuǎn)子元件7的面向第二