CN102015204A - 自锚定磁性设备和用于控制所述磁性设备的控制单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于磁性夹持铁元件(P1)的磁性设备(10A、10B、10C、10D、10E、10F)，其包括：支撑结构(11、11A)，其具有被保持在其厚度(S)内的多个磁极件(30A)；第一侧(12)和第二侧(13)，形成于所述支撑结构(11、11A)的较大的相反表面，所述多个磁极件(30A)的磁极件包括至少一个第一磁极件集流器(50)，各所述第一磁极件集流器(50)的侧部(50A)形成所述第一侧(12)的一部分，所述磁极件(30A)在所述第一侧(12)产生至少一个第一磁通(F1)，用于磁性夹持第一铁元件(P1)。磁性设备(10A、10B、10C、10D、10E、10F)的特征在于，在所述磁性设备的至少一个运行状态中，所述至少一个第一磁通(F1)在所述第二侧(13)限定第二磁性夹持面，用于磁性夹持第二铁元件(P2)，所述至少一个第一磁通(F1)从所述第二侧(13)穿出预定的磁场深度(T)并且重新闭合到相邻的磁极件(30A)。
Description
技术领域
本发明涉及自锚定磁性设备和用于该磁性设备的控制单元，特别涉及如权利要求1的前序部分中限定的如下自锚定磁性设备：当磁性设备处于致动状态时能够磁性夹持铁元件(ferrous element)并且当磁性设备处于去致动状态时能够释放所述铁元件。
如这里所使用的那样，术语“磁性设备”是想要指：
-永磁体设备，即，该设备在用于夹持或用于将其状态从致动状态改变至非致动状态、或将其状态从非致动状态改变至致动状态时不需要任何电源，并且在设备中以适当的配置形成有永磁体。
-电永磁体(electro-permanent)设备，即，该设备在用于夹持时不需要任何电源并且当其被激活和被停止时需要电源，并且在设备中以适当的配置形成有可逆永磁体，如果需要，还形成有静永磁体(static permanent magnet)。
-电磁设备，即，该设备在用于夹持时需要电源，该设备的磁芯由铁磁体材料制成。
背景技术
在现有技术中，还参照图1A和图1B，例如永电双磁体型的磁性夹持设备1包括壳体2，其由铁磁材料的块体制成，该壳体具有底部2B，其中“N”个磁极件3A布置在壳体2的内表面2C上。
另外，壳体2可以通过利用本领域技术人员所熟知的方法将各种组件组装在一起而形成。
在永电设备中，各磁极件3A(见图1B)至少包括：
-一个磁极件集流器5，
-一个可逆永磁性磁芯4，和
-一个电线圈3(还已知为螺线管)，用于改变磁化状态，其绕可逆永磁性磁芯4延伸。
特别地，可以注意到，电线圈3具有如下构造：限定了用于接收比如AlNiCo型磁体的可逆永磁性磁芯4的空间，其中磁极件集流器5被布置在可逆永磁性磁芯4上方。
此外，磁极件3A还可以包括一个以上的、例如由铁氧体或者NdFeB等制成的、也被适当地定向的静磁体9，静磁体9能够产生用于夹持铁元件P的另外的永磁场。
另外，根据公知的技术，例如借助于被接收在适当的孔7中的螺钉6将磁极件3A与壳体2连接，使得螺线管3-可逆磁体4组件被夹持成为一个组合件(pack)。
另外，在加工铁元件P而特别地需要使用极端14时，极端14可以分别与一个或多个磁极件3A连接。
还提供了树脂浇铸步骤10，由此能够使磁性设备1实质上具有杂质抗渗性和/或液体抗渗性，并且能够填充任意的间隙。
仍参考图1A和图1B，能够注意到，各磁极件3A的磁极件集流器5均由具有长方形平面形状的大致平行六面体的铁磁性件构成。
应注意到，如这里所使用的，术语“磁极件集流器5”想要指如下元件：其具有一侧5A，该一侧5A的表面在磁性设备1处于去致动状态时为磁中性，而在磁性设备1被致动时为磁活性。
换句话说，磁极件集流器5可以使其六个面中的四个面沿一个方向定向磁场、使其第五个面的磁场的方向改变为与其余四个面中的磁场相同或相反的极性，并且使其与侧5A一致的第六个面5A：
-在第五个面产生的磁场具有与其余四个面的磁场相反的极性时第六个面5A为磁中性(磁性设备去致动)，或者
-当第五个面产生的磁场具有与其余四个面的磁场相同的极性时第六个面5A为磁活性(磁性设备致动)。
简言之，磁极件集流器5是设计用以将可逆永磁性磁芯4产生的磁通传输到侧5A的表面以形成磁性夹持面2A的元件。
应注意到，“N”个磁极件集流器5的侧5A的表面一起形成磁性夹持面2A，用于牢固地夹持待加工的铁元件P。
还应该注意到，如这里所使用的那样，关于磁性设备的术语“致动/去致动”想要指通过能够在电线圈3中产生合适的电磁场的电控制动作而改变可逆永磁体4的磁化状态的可能性。
还应注意到，当磁性设备1位于由非铁磁材料制成的表面时，壳体2具有这样的底部2B：由可逆永磁体4产生的所有磁通包含在底部2B的厚度H内。
因此，一旦磁性设备1已被致动，在底部2B的外表面2D，即磁性设备1的承载面中不存在磁性夹持力。
因此，表面2D为磁中性。
应注意到，厚度H被设计成允许磁通短路并且防止磁通从底部泄漏。
为了该目的，厚度H的尺寸被适当地设计以防止磁通从表面2D泄漏，以及对磁性设备1所需的机械耐受性有贡献。
这样的机械设备通常与例如机床等的铁元件的加工装置或铁磁性工件夹持机器联接。
特别地，磁性设备1的壳体2的底部2B的外表面2D机械地联接到这些加工装置。
于是，一旦磁性设备1已被致动，夹持面2A就能够磁性地保持待加工的铁元件P，并且壳体2的底部2B的外表面2D被机械地联接到加工装置。
应注意到，磁性设备和加工装置可以以可拆装的方式或以永久固定的方式联接。
例如，当磁性设备的底部2B将被可拆装地联接到机床的框架(或床体)时，使用例如老虎钳、螺栓和/或螺钉等能够在铁元件的加工过程中机械地保持该磁性设备的联接部件。
实际上，在加工铁元件P之前，磁性设备1的底部2B必须首先通过组合一个以上的这些联接部件而机械地联接到加工装置，由此使表面2D足够地朝向加工床体移动。
然后，铁元件P应该放置在夹持面2A上并且应该致动磁性设备，以将铁元件P机械地夹持到该夹持面。
但是，壳体2的底部2B与加工装置之间的连接是机械的点连接，部件仅在联接部件所在的点处联接。
这在铁元件P的加工过程中可能引起不期望的机械应力，以及差的振动吸收，由此影响铁元件的加工精度。
还明显的是，无论何时磁性设备需要与不是当前机械连接的磁性设备的一个加工装置使用时，必须移除所有的机械联接；这涉及由于停机导致的工时和产量损失方面的高成本。
以上说明清楚地表明，对于用于夹持铁元件的磁性设备的制造商及对于设备的用户，强烈地感到需要具有消除由于铁工件的机械加工所引入的振动的磁性设备。
发明内容
另外，需要进一步改善磁性设备的可用性，允许各种加工装置的更快的可交换性，并且无需上述联接部件或需要较少数量的上述联接部件即可确保与加工床体的连接。因此，本发明的目的是提供一种用于夹持铁工件的磁性设备，其具有在克服上述现有技术的缺点的同时满足上述需求的结构和功能特征。
通过权利要求1中限定的当磁性设备处于致动状态时磁性夹持铁元件并且当磁性设备处于去致动状态时释放所述铁元件的磁性设备来实现该目的。
此外，通过权利要求18中限定的用于控制用于磁性夹持铁元件的磁性设备的运行状态的控制单元来实现该目的。
由于本发明的磁性设备与机床的床体是一体的，所以本发明的磁性设备对由机床传递到被加工的铁工件的振动提供显著的衰减。
另外，由于本发明，在对磁性夹持到夹持面的铁工件P进行机械加工处理时，磁性设备的底部可以自夹持到机床的床体，而无需使用机械联接件。
附图说明
从下面参照附图对本发明的一个优选实施方式的说明，本发明的磁性设备的其它特征和优点将变得清楚，所给出的实施方式仅是说明性的，并不是限制性的，在附图中：
图1A是现有技术的磁性设备的立体图；
图1B是沿图1A的磁性设备的线II-II截取的局部截面图；
图2A是根据本发明的控制单元和联接有待加工的工件时的磁性设备的立体图；
图2B是图2A的磁性设备的细节的局部分解剖视图；
图3是本发明的第一实施方式的截面图；
图4A、图4B和图4C示出了图3所示的磁性设备的多个操作步骤；
图5是本发明的第二实施方式的截面图；
图6A、图6B和图6C示出了图5所示的磁性设备的多个操作步骤；
图7A是本发明的磁性设备的第三实施方式的截面图；
图7B是本发明的磁性设备的第四实施方式的截面图；
图8A和图8B分别是本发明的磁性设备的第五实施方式和其不同的操作步骤的截面图；
图8C和图8D分别是本发明的磁性设备的第六实施方式和其不同的操作步骤的截面图；
图9示出了本发明的磁性设备的可能的使用。
具体实施方式
以下，将参照永电双磁体型磁性设备说明本发明，但是使用永磁体、电磁性的或可手动操作的设备等也能够得到类似的结果。
现在参照附图2A和图2B，附图标记10A整体表示本发明的磁性夹持设备。
用于磁性夹持铁元件P 1的磁性设备10A包括支撑结构11，该支撑结构在其厚度S内具有N个磁极件30A。
特别地，支撑结构11在较大的相反表面分别形成有第一侧12和第二侧13。
优选地，第一侧12和第二侧13彼此平行地延伸，由此限定各自的表面。
如下所示，一个表面、例如由第一侧12限定的表面被设计成磁性夹持待加工的铁元件P 1的表面，而另一表面、例如由第二侧13限定的表面被设计成被磁性夹持到例如机床的床体等的铁材料P2的表面。
有利地，设置控制单元100，用于可操作地连接到磁性设备10A，以控制该磁性设备的运行状态。
特别地，控制单元100经由电连接部101与磁性设备10A电联接，用于控制电线圈30，以根据具体的运行状态改变磁芯40的磁化状态。
控制单元100具有多个按钮102，如下文中更具体地说明的那样，按钮102设计成被操作者按压，以根据运行状态控制磁性设备10A的操作。
特别地，磁极件30A包括至少一个第一磁极件集流器50，第一磁极件集流器50的侧部50A形成所述第一侧12的一部分。
特别地，应该注意到，第一磁极件集流器50有利地与支撑结构11形成为一件，以产生单件磁性设备10A。
因此，如图2B所示，由于第一磁极件集流器50是根据第一磁极件集流器50的形状通过例如材料移除等设计的加工处理获得的，因此第一磁极件集流器50是支撑结构11的一部分。
为了该目的，支撑结构11在支撑结构11的厚度S内具有凹部。
如下文中更具体地说明的那样，该凹部适合在限定第一磁极件集流器50的同时接收形成磁极件30A的元件。
有利地，凹部包括在支撑结构11的厚度S内从第二侧13的外表面延伸的第一凹部R1。
除了限定第一集流器50的底部50B之外，这些凹部R1被设计成接收组成磁极件30A的至少一些元件。
实际上，这些凹部形成在支撑结构11的厚度S内，从第二侧13的外表面起延伸至深度S’，并且适当地成形为在形成第一磁极件集流器50的底部50B的同时接收组成磁极件30A的部分元件。
另外，凹部包括在支撑结构11的厚度S内从第一侧12的外表面延伸的第二凹部R2。
这些凹部R2限定第一磁极件集流器50的侧面50C，并且还设计成接收组成磁极件30A的附加可选元件。
应注意到，第一集流器50的侧面50C大致横切第一侧12和/或第二侧13地延伸。
特别地，侧面50C不形成第一侧12的部分。
换句话说，R2形成在支撑结构11的厚度S内，从第一侧12的外表面延伸至深度S”，并且适当地成形为形成第一磁极件集流器50的侧面50C并且接收组成磁极件30A的可选元件。
特别地，如图2B所示，即，如磁极件30A的分解图和磁性设备10A的局部截面图所示，磁极件30A包括至少一个第一磁芯40和电线圈30，电线圈30绕第一磁芯40延伸用于改变第一磁芯40的磁化状态。
例如，第一可逆永磁性磁芯40被具体化为AlNiCo型可逆永磁体。
有利地，磁极件30A具有第二磁极件集流器60，第二磁极件集流器60的侧部60A形成所述第二侧13的一部分。
第二磁极件集流器60抵靠着第一磁芯40放置，用于将第一磁芯40和电线圈30夹持成一个组合件而抵靠着第一磁极件集流器50的底部50B。
仍参照图2B，能够注意到，磁极件30A还可以包括第二磁芯90。
利用将不具体说明的本领域的普通技术人员所熟知的技术，这些第二磁芯90被适当地定向并且接近第一磁极件集流器50的面定位。
第二磁芯90优选地具体化为永磁化的非可逆型磁芯，例如是由铁氧体或NdFeB制成的。
另外，也参照图3A，为了覆盖这些磁芯90，提供了例如用树脂填充间隙10的步骤，以确保杂质抗渗性和/或液体抗渗性。
有利地，在磁性设备10A的优选实施方式中，这些元件具体化为圆形平面形状的元件。
特别地，设置如下：
-第一磁芯40具体化为具有厚度H和直径D的圆柱体，
-电线圈30具体化为具有厚度H1和直径D1的环形元件，其中D1大于D。
-第二磁极件集流器60具体化为具有预定厚度H2和等于磁芯40的直径的直径D的圆柱体，
-第二磁芯90具体化为具有直径D1和厚度H2的多个部分构成的环形元件。
应注意到，第二磁极件集流器60的厚度H1适于允许发射由磁芯40所产生的磁通或由磁芯40所产生的大部分磁通，用于使所述第二侧13的表面磁活性，即用于达到由磁性设备10A的第二侧13夹持的足够的磁力的值。
另外，形成N个磁极件30A的元件可以具有四边形、矩形或任意其它平面形状。
应注意到，N个磁极件30A可以自由地配置在支撑结构11内，即，不必遵循预定的几何图案。
但是，根据优选实施方式，N个磁极件30A根据预定的图案配置在支撑结构11内；例如，N个磁极件30A可以根据矩阵图案配置(见图2A)。
优选地，N个磁极件30A的中心C沿着形成矩阵的行和/或列布置。
有利地，根据磁性设备10A的使用模式，可以在磁极件集流器50的中心C形成孔15。
应注意到，意大利专利申请MI2007A001227中公开的紧固装置16能够与各孔15联接。
极端的轴(未示出)能够与该紧固装置16联接。
例如在意大利专利IT1222875和意大利专利申请MI2007A001353中可以找到对极端的技术特征和操作特征以及使用该极端的优点的描述。
特别地，如果孔15形成在磁极件30A的中心C，并且磁极件30A配置成矩阵图案，那么这些孔15沿预定的轴线排列，该预定的轴线与正交卡迪尔坐标轴X-Y的参照系的轴平行。
现在已经说明了磁性设备10A的静态特征，以下还将参照图3和图4A至图4C说明操作特征。
特别地，考虑图4C，首先应注意到，当磁性设备10A处于运行状态并且因此被磁性致动时，磁极件30A在该第一侧12上产生至少一个第一磁通F1。
该第一磁通F1能够确保磁性夹持第一铁元件P1。
有利地，第一磁通F1在第二侧13限定附加的磁性夹持面，用于磁性夹持第二铁元件P2(见图4C)。
换句话说，当磁性设备10A处于运行状态时，磁极件30A产生至少相同的磁通F1，该相同的磁通F1适于确保磁性夹持第二铁元件P2。
应注意到，从磁极件30A发射的磁通F1具有与从其相邻的磁极件发射的磁通相反的方向，从而与其链接并且产生所谓的双向回路。
在US 4,356,467中说明了双向磁回路的操作和优点。
由此，至少一个第一磁通F1被从第二侧13发射至预定的磁场深度T。
应注意到，如这里所使用的那样，术语“磁场深度T”想要指如下的距离第二侧13的外表面的最小距离：在该最小距离内，能够使两个不同的相邻磁极件30A之间的整个磁通F1短路。
特别地，由磁性设备10A所产生的来自第二侧13的表面并且从所述第二侧13发射的磁场可以具有最多等于第二磁极件集流器60的最大线性尺寸的磁场深度T。
应注意到，术语“第二磁极件集流器60的最大线性尺寸”想要指：
-如果第二磁极件集流器60是圆柱体，则最大线性尺寸是高度和/或直径之间选择的最大值；
-如果第二磁极件集流器60是立方体，则最大线性尺寸是边长的值；
-如果第二磁极件集流器60是平行六面体，则最大线性尺寸是边长、高度和/或宽度中的最大值。
因此，可以从第二侧13的表面产生磁通，所产生的磁通具有如下的磁场深度T：使得产生将铁元件P2牢固地固定到磁性设备10A的足够磁力。
应注意到，术语“将铁元件P2牢固地固定到磁性设备10A的足够磁力”想要指力的值比这样的磁性设备10A能够作用于第一侧12的表面上的最大的力高至少15％。
应注意到，在磁性设备10A的普通的运行状态下，例如如图9所示，第二侧13的表面的夹持状态优于第一侧12的表面的夹持状态。
实际上，因为该第二侧13与机床床体完全接触，因此第二侧13的表面被完全覆盖，而第一侧12与待加工的铁工件P1联接，该铁工件通常小于该第一侧12的表面并且通常具有较大的间隙。
于是，机床床体和磁性设备10A的第二侧13之间的间隙非常小，而在第一侧12和待加工的铁工件P1之间将存在或多或少的大间隙。
因此，在这些状态下，第二侧13的表面上发展(develop)的磁力的值类似于第一侧12的表面上发展的磁力的值。
仍参照图3，如果磁芯90也实际上被接收在凹部R2中，则凹部R2能够在该第一夹持侧12上产生第二磁通F2，从而能够通过所述第一磁通F1和所述第二磁通F2磁性夹持所述第一铁元件P1。
因此，图3和图4A至图4C中所示的磁性设备10A能够具有三种不同的运行状态，即：
-致动状态；
-去致动状态；
-安装/移除状态。
图3和图4A至图4C中所示的磁性设备10A需要能够适当地改变由第一磁芯40产生的磁场的控制单元100。
特别地，该控制单元100是在以上三种不同的运行状态中进行电控制的电控制单元。
特别地，该控制单元100为三种不同的运行状态的每一种状态进行具体的控制，即：
-在致动状态中，在第一磁芯40上沿一个方向进行极化循环；
-在去致动状态中，在第一磁芯40上沿相反的方向进行极化循环；
-在安装/移除状态中，在第一磁芯40上进行去磁循环。
换句话说，控制单元100能够：
-使第一磁芯40的磁场具有与由第二磁芯90产生的磁场相同的方向，用于致动表面12，或者
-使第一磁芯40的磁场具有与由第二磁芯90产生的磁场相反的方向，用于去致动表面12，或者
-使第一磁芯40去磁，以允许磁性设备10A的安装和/或移除。
为了该目的，控制单元100具体化为如下的电路：其包括至少两个反向并联配置的电子管(二极管、SCR等)，以允许在致动运行状态中允许电流的正向半波通过，在去致动运行状态中允许电流的负向半波通过，和在安装/移除状态中允许电流的正向和负向半波组合通过。
因此，还参照示出磁性设备10A的操作步骤的图4A至图4C，为了通过上述的控制单元100去致动第二侧13的表面，必须进行特别程序。
特别地，现在参照图4C，磁性设备10A的第一侧12和第二侧13呈活性；在该状态下，永磁体40的磁场具有与由永磁体90所产生的磁场相同的方向。
该运行状态允许磁性设备10A被牢固地锁定或者自夹持到铁磁元件P2。
因此，该运行状态允许铁磁元件P1的安全加工，而磁性设备10A被牢固地锁定或自夹持到元件P2，如图9所示，该元件P2可以是机床床体。
由此，应当理解，当磁性设备10A处于致动运行状态时：
-第一侧12形成第一夹持面，用于通过第一磁通F1和/或第二磁通F2磁性夹持第一铁元件P1，
-而第二侧13形成第二夹持面，用于通过第一磁通F1磁性夹持第二铁元件P2。
换句话说，一旦磁性设备10A处于致动运行状态，磁通线F1和/或F2在第一磁极件集流器50的表面50A上提供第一磁极，并且还在第二磁极件集流器60的表面60A上提供第二磁极。
至此，由可逆永磁体40产生的磁场的磁通线F1穿过第一铁元件P1和第二铁元件P2二者。
这是因为由永磁体40产生的磁通量在第二侧13处在支撑结构11内的适当部分找不到铁磁性的短路路径，因此延伸至预定的磁场深度T，足以牢固地夹持第二铁元件P2。
实际上，磁性设备10A不具有铁磁性的底部，即，支撑结构11不具有适于传递由永磁体40产生的整个磁通的铁磁性的短路部分。
由此，当磁性设备10A处于运行状态时并且当所述第二侧13布置有该铁元件P2时，由第一磁芯40的磁场产生的磁通线通过铁元件P2被短路。
由此，磁性设备10A的第二侧13被磁性地自夹持或自锁定到第二铁元件P2。
由此，例如，第一侧12的夹持面用于磁性夹持待加工的铁元件P1，而第二侧13可以被磁性夹持到机床床体。
换句话说，例如，第一侧12形成通常被设计用于磁性夹持待加工的铁元件的磁性夹持面，而第二侧13形成磁性设备10A的能够被磁性地固定到机床床体或任何铁磁元件的底部。
因此，有利地，磁性设备10A可以磁性夹持铁元件P1，而需要很少的或无需机械约束，该磁性设备10A能够被磁性夹持到铁元件P2或者能够磁性夹持铁元件P2。
现在参照图4A，其示出了去致动的运行状态，即，尽管磁性设备10A被牢固地锁定或自夹持到铁磁元件P2，但是铁磁元件P1能够被安全地移近或移开的状态。
在该构造中，当永磁体40的磁场具有与由第二磁芯90产生的磁场相反的方向时，磁性设备10A的第一侧12去致动，而磁性设备10A的第二侧13呈活性。
特别地，从以上说明应当理解，参照图4A至图4C所示的运行状态，无论第一侧12的状态如何(磁性致动与否)，第二侧13的表面总是致动。
在以上运行状态中，不能安全地进行磁性设备10A的安装，这意味着磁性设备10A不能够安全地分离，由此不能够安全地安装铁磁元件12和/或移除磁性设备10A。
为了确保该安装/移除步骤的安全，需要铁磁性的平板盖，以完全覆盖第一侧12，并且必须进行给第一磁芯去磁的特别程序。
特别地，还参照图4B，为了使磁性设备10A能够与铁磁元件P2安全地联接，铁磁性的平板盖必须布置在表面12上，并且永磁体40必须去磁。
在图4B中，该铁磁材料的平板盖与铁工件P1一致，平板盖位于与表面12接触的位置，并且有利地允许从表面12发射的磁通封闭；平板盖和待加工的铁工件也可以是分开的。
相反地，在图4B的运行状态中，控制单元100应该首先进行致动第一侧12的循环，然后进行给永磁体40去磁的循环。
在该特别的运行状态中，铁磁性的平板盖仅仅通过由永磁体90产生的磁通F2被固定到磁性设备10A。
现在参照图5和图6A至图6C，其示出了磁性设备10B，该磁性设备10B仅在下述的某些结构特征方面不同于参照图3至图4C说明的磁性设备，其中前述元件以相同的附图标记表示。
特别地，能够看出，凹部R1不仅容纳第二磁极件集流器60、电线圈30和第一磁芯40，而且如果有的话还接收第二磁芯90。
相反地，磁性设备10B的支撑结构11中的凹部R2仅用于接收填充材料10。
应注意到，磁性设备10B的第二侧13和第一侧12的致动和去致动状态优选地相对于磁性设备10A所示的状态是可互换的。
换句话说，通过控制单元100执行的致动和去致动循环与上述完全一样，用于致动和/或去致动第一侧12和第二侧13。
换句话说，参照磁性设备10A，第二侧13被用于磁性地保持待加工的铁元件P1，并且第一侧12被用于自夹持到第二铁元件P2。
也参照图6A至图6C，以下述模式操作磁性设备10B。
特别地，如图6B所示，致动步骤与以上参照图4C说明的磁性设备10A的致动步骤完全相同。
现在参照图6C，其示出了去致动状态，其中，铁磁元件P1能够被安全地移近或移开。
为了该目的，磁性设备10B的第一侧12去致动，并且第二侧13呈活性。
应注意，该运行状态需要确保磁性设备10B被牢固地锁定或自夹持到铁磁元件P2。
现在参照图6C，其示出了安装和/或移除状态，其中铁磁元件P2能够被安全地移近或移开。
为了该目的，磁性设备10B的第一侧12呈活性，并且第二侧13去致动。
应注意，需要该运行状态，用于从铁磁元件P2移除磁性设备10B。
现在参照图7A，其示出了本发明的磁性设备的第三实施方式，其中前述元件以相同的附图标记表示，可以看到，磁性设备10C具有支撑结构11A，该支撑结构11A具有预定厚度K的底部13B。
特别地，应注意到，第一磁极件集流器50的表面50A形成第一侧12的部分夹持面，而第二磁极件集流器60的表面60A形成第二侧13的部分表面。
特别地，第二磁极件集流器60由凹部R3限定。
由此，从图7A可以看出，第二磁极件集流器60以及凹部R3形成预定厚度H’的底部13B，所述磁性设备10C的所述第二磁极件集流器60被第一磁通F1穿过，以限定所述第二磁性夹持面。
为了该目的，由永磁体40产生的磁通F1穿出第二磁极件集流器60的形成壳体2的第二侧13的表面60A。
应注意到，第二侧13的厚度H’类似于图1B所示的传统磁性设备的壳体2的底部的厚度H。
另外，参照图7B，其示出了磁性设备的第四实施方式10D，第二侧13的厚度K相对于各磁性设备的厚度H和/或H’被故意地减小。
通过该配置，磁性设备10D通过与下述磁通量成正比的力被自夹持：该磁通量被发射并且在不形成第二磁极件集流器60的底部13B饱和后，穿过铁部分K。
换句话说，由磁性设备10C和10D从底部13B的表面产生的磁场从该第二侧13延伸至磁场深度T，该磁场深度T最多等于第二磁极件集流器60的最大线性尺寸。
也参照图7B，应注意到，如果不由凹部R3限定第二磁极件集流器60，则第二磁极件集流器60的最大线性尺寸值应该被认定为永磁体40的底部13上的表面的突出的最大尺寸。
明显的是，通过适当地计算铁部分K的尺寸减小(或者与图1A和图1B所示的传统磁性设备相比，没有铁部分K)和/或凹部R3的尺寸，可以确定第二侧13上的夹持力。
因此，磁性设备10C或10D能够用于将待加工的铁元件P1夹持到第一侧12，而底部13B的表面13能够被自夹持到床体或任何铁元件P2。
磁性设备10C或10D的使用总是需要控制单元100(图7A和图7B中未示出)，该控制单元100可以具有与如上参照磁性设备10A描述的操作相同的操作。
换句话说，控制单元100必须能够对第一磁芯40的磁场进行适当地操作，以使其具有与由第二磁芯90产生的磁场相同的方向，用于致动表面12，或者使其具有与由第二磁芯90产生的磁场相反的方向，用于去致动表面12，以及给第一磁芯40去磁，以允许磁性设备10C的安装和移除。
现在参照图8A至图8D，其示出了本发明的磁性设备的第五和第六实施方式10E和10F，其中前述元件以相同的附图标记表示，能够看出磁性设备10D被设计成：除了例如为永磁化的非可逆型的第二磁芯90之外，支撑结构11还包括也为永磁化的非可逆型的附加磁芯90A。
特别地，永磁化的非可逆型的磁芯90被容纳于第二凹部R2，而永磁化的非可逆型的附加磁芯90A被容纳于第一凹部R1。
应注意到，根据永磁化的非可逆型的磁芯90和90A的相互定向，能够获得两种不同的磁性设备10E或10F；即：
-如果永磁化的非可逆型的磁芯90和90A被沿相同的方向定向，那么当第一侧12致动且第二侧13去致动时，反之亦然，这构成了磁性设备10E；
-如果永磁化的非可逆型的磁芯90和90A被沿相反的方向定向，那么第一侧12和第二侧13同时致动或者去致动，这构成了磁性设备10F；
还应注意到：
-术语“沿相同的方向安装”想要指永磁化的非可逆型的磁芯90以一个极性放置在磁极件集流器50上并且永磁化的非可逆型的磁芯90A以相同的极性放置在磁极件集流器60上的情况。
-术语“沿相反的方向安装”想要指永磁化的非可逆型的磁芯90以一个极性放置在磁极件集流器50上并且永磁化的非可逆型的磁芯90A以相反的极性放置在第二磁极件集流器60上的情况。
现在参照图9，其示出了磁性设备10A、10B、10C、10D、10E或10F的可能的操作构造。
应注意到，在该图9中，磁性设备10A、10B、10C、10D、10E或10F的第二侧13被磁性地保持到机床18的床体17，而磁性设备10A的第一侧12磁性地保持被加工的铁元件P1(未示出)。
在磁性设备10A、10B、10C、10D或10F的该运行状态中，当加工铁元件P 1时，磁性设备10A、10B、10C、10D或10F牢固的锁定或自夹持到机床18的床体17防止了任何不期望的机械应力(尤其是弯曲应力)，由此提高了加工铁元件P 1的加工精度。
还应注意到，特别如图9所示，磁性设备10A、10B、10C、10D或10F仅通过磁力被保持到机床18的床体17，但是当需要特定的加工处理时，机械紧固部件也可以介于磁性设备10A、10B、10C、10D或10F与床体17之间。
如以上说明中清楚地表明的那样，本发明的磁性设备满足了上述需要，并且也克服了如本说明书的背景技术中陈述的现有技术的缺点。
本领域的技术人员应该显然地理解，在不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，可对上述实施方式进行多种修改和变型。
Claims (20)
1.一种用于磁性夹持铁元件(P1)的磁性设备(10A、10B、10C、10D、10E、10F)，所述磁性设备包括：
支撑结构(11、11A)，所述支撑结构(11、11A)具有保持在其厚度(S)内的多个磁极件(30A)；
第一侧(12)和第二侧(13)，所述第一侧(12)和所述第二侧(13)形成于所述支撑结构(11、11A)的较大的相反面；
所述多个磁极件(30A)的磁极件，所述磁极件包括至少一个第一磁极件集流器(50)，
各所述第一磁极件集流器(50)的侧部(50A)，所述侧部(50A)形成所述第一侧(12)的一部分，
所述磁性设备的特征在于，在所述磁性设备的至少一种运行状态中，所述至少一个第一磁通(F1)在所述第二侧(13)限定第二磁性夹持面，用于磁性夹持第二铁元件(P2)，所述至少一个第一磁通(F1)从所述第二侧(13)穿出预定的磁场深度(T)并且重新闭合到相邻的磁极件(30A)中。
2.根据权利要求1所述的磁性设备，其特征在于，牢固地将所述第二铁元件(P2)固定于所述第二侧(13)的所述第二夹持面所需的磁力的值比所述磁性设备(10A、10B、10C、10D)能够施加于所述第一侧(12)的夹持面上的最大的力高至少15％。
3.根据权利要求1或2所述的磁性设备，其特征在于，所述磁极件(30A)包括第二磁极件集流器(60)，所述第二磁极件集流器(60)的侧部(60A)形成所述第二侧(13)的一部分。
4.根据权利要求3所述的磁性设备，其特征在于，所述至少一个第一磁通(F1)从所述第二侧(13)穿出的所述预定的磁场深度(T)等于或大于所述第二磁极件集流器(60)的最大线性尺寸，所述磁场深度适于牢固地夹持所述第二铁元件(P2)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的磁性设备，其特征在于，所述磁极件(30A)包括包围第一磁芯(40)的用于反磁化的电线圈(30)。
6.根据权利要求5所述的磁性设备，其特征在于，所述支撑结构(11、11A)包括第一凹部(R1)，其用于容纳所述第二磁极件集流器(60)、所述第一磁芯(40)和用于改变所述第一磁芯(40)的磁化状态的所述电线圈(30)。
7.根据权利要求5所述的磁性设备，其特征在于，所述磁极件(30A)包括用于在所述第一侧(12)的所述第一夹持面上产生第二磁通(F2)的第二磁芯(90)，以借助于所述第一磁通和所述第二磁通磁性夹持所述第一铁元件(P1)。
8.根据权利要求7所述的磁性设备，其特征在于，还包括用于容纳所述第一磁芯(90)的第二凹部(R2)。
9.根据权利要求5和7所述的磁性设备，其特征在于，所述支撑结构(11、11A)包括第一凹部(R1)，其用于容纳所述第二磁极件集流器(60)、所述第一磁芯(40)、用于改变所述第一磁芯(40)的磁化状态的所述电线圈(30)。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的磁性设备，其特征在于，所述第二侧(13)由预定厚度(K)的底部(13B)形成，所述磁性设备的所述底部(13B)被所述第一磁通(F1)穿过，以限定所述第二侧(13)的所述第二磁性夹持面。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的磁性设备，其特征在于，所述第二侧(13)由预定厚度(H’)的底部(13B)形成，所述第二侧包括适于限定所述第二磁极件集流器(60)的线性尺寸的第三凹部(R3)。
12.根据权利要求10或11所述的磁性设备，其特征在于，所述支撑结构(11A)包括第一凹部(R)，用于容纳所述第一磁极件集流器(50)、所述第一磁芯(40)和用于反磁化的所述电线圈(30)。
13.根据权利要求12所述的磁性设备，其特征在于，所述磁极件(30A)包括用于在所述第一侧(12)的所述第一夹持面上产生第二磁通(F2)的第二磁芯(90)，以借助于所述第一磁通(F1)和所述第二磁通(F2)磁性夹持所述第一铁元件(P1)。
14.根据权利要求5所述的磁性设备，其特征在于，所述磁极件(30A)包括接近所述第二磁极件集流器(60)定位的用于在所述第一侧(12)的所述第二夹持面上产生第二磁通(F2)的第三磁芯(90A)，以借助于所述第一磁通和所述第二磁通磁性夹持所述第一铁元件(P1)。
15.根据权利要求5、7和14所述的磁性设备，其特征在于，所述第一磁芯(40)是永磁化的可逆型磁芯，并且所述第二磁芯(90)和所述第三磁芯(90A)是永磁化的非可逆型磁芯。
16.根据前述权利要求中任一项所述的磁性设备，其特征在于，所述多个磁极件(30A)具有三角形、四边形、椭圆形或圆形的平面形状。
17.根据前述权利要求中任一项所述的磁性设备，其特征在于，所述第一侧(12)具有多个孔(15)。
18.一种用于控制权利要求1至13中任一项所述的磁性设备(10A、10B、10C、10D)的运行状态的控制单元(100)，所述控制单元(100)的特征在于，所述控制单元(100)包括以反向并联配置可操作地连接的电子管，以根据当所述磁性设备(10A、10B、10C、10D)处于致动/去致动状态中时及当所述磁性设备(10A、10B、10C、10D)处于安装/移除状态中时所述磁性设备(10A、10B、10C、10D)的运行所需的运行状态，允许电流的正向半波和/或负向半波通过，和/或允许电流的正向和负向半波组合通过。
19.一种用于磁性夹持铁元件(P1)的磁性设备(10A、10B、10C、10D、10E、10F)与用于加工铁工件的装置(18)的组合，其特征在于，所述磁性设备(10A、10B、10C、10D、10E、10F)是权利要求1所述的磁性设备，所述磁性设备(10A、10B、10C、10D、10E、10F)的所述第二侧(13)的所述第二磁性夹持面被磁性地固定到所述用于加工铁工件的装置(18)。
20.根据权利要求19所述的组合，其特征在于，所述用于加工铁工件的装置是机床的床体(17)。
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