阅读说明：本技术 改进的磁性设备 (Improved magnetic apparatus ) 是由 米凯莱·卡尔多内 于 2018-03-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种将铁元件(P1)磁性锚定的磁性设备,所述磁性设备包括支撑结构(11),多个(N个)极单元(30A)被收纳在所述支撑结构(11)的厚度(S)中,所述支撑结构(11)在具有最大延伸量的两相反面处标识为第一侧面(12)和第二侧面(13),所述多个(N个)极单元(30A)均包括：线圈(30),其具有预定轮廓的支撑件(31)和缠绕在所述支撑件上的导电元件(32)；第一磁性芯(40),其具有第一矫顽力值、产生沿第一磁性方向定向的第一磁通量；多个第二磁性芯(90A、90B),其均具有各自的与所述第一矫顽力值不同的矫顽力值。所述设备的特征在于,所述多个第二磁性芯(90A、90B)中的第一部分(90A)产生沿第二磁性方向定向的第二磁通量,所述多个第二磁性芯(90A、90B)中的第二部分(90B)产生沿第三磁性方向定向的第三磁通量,所述第三磁性方向平行于所述第一磁性方向并且方向与所述第二磁性方向不同。(The present invention relates to a kind of magnetic apparatus by the magnetic anchoring of iron element (P1), the magnetic apparatus includes support construction (11), multiple (N number of) pole units (30A) are incorporated in the thickness (S) of the support construction (11), the support construction (11) is identified as first side (12) and second side (13) at two opposing faces with maximum extension amount, the multiple (N number of) pole unit (30A) includes: coil (30), its supporting element (31) with predetermined profile and the conducting element (32) being wrapped on the supporting element；First magnetic core (40) with the first coercivity value, generates the first magnetic flux oriented along the first magnetic direction；Multiple second magnetic cores (90A, 90B) all have the respective coercivity value different from first coercivity value.The equipment is characterized in that, first part (90A) in the multiple second magnetic core (90A, 90B) generates the second magnetic flux oriented along the second magnetic direction, second part (90B) in the multiple second magnetic core (90A, 90B) generates the third magnetic flux oriented along third magnetic direction, and the third magnetic direction is parallel to first magnetic direction and direction is different from second magnetic direction.)

改进的磁性设备

技术领域

本发明涉及根据方案1的前序部分的改进的磁性设备。

特别地，本发明涉及电永磁设备，甚至更具体地，涉及自锚定且整体式的电永磁设备。

背景技术

本说明书的下文中的术语电永磁设备是指：

-由适当地配置在设备自身内部的永磁体制成的磁性设备；

-在锚定步骤中，在正常使用期间无需电力供给但在活化步骤和失活步骤中需要电力供给的设备；

-需要用于传输由铁磁材料产生的磁通量的极收集部的设备。

磁性设备(特别地，电永磁式磁性设备)的制造商越来越感受到该需要，以能够满足如下磁性设备的需求：在不影响磁性设备自身的几何尺寸、磁性能与已知设备相等的情况下具有更从容的生产成本。

确实地，将如下磁性设备推向市场存在不断的探索：该磁性设备用于锚定例如待进行机械加工的铁磁工件，其虽然更便宜但是在不改变设备自身的诸如特别是设备厚度的几何尺寸的情况下确保相同的磁性锚定力。

确实地，厚度是磁性设备中越来越重要的参数，考虑到因为磁性设备的厚度的增大会减小用于收纳待进行锚定的铁磁工件的可用空间(这是由于铁磁工件的最大可用冲程是预定的)，所以厚度的增大会降低在特定操作机器(例如，研磨机或塑性材料成型机)中使用的可能性。

为了降低磁性设备的成本，增大形成磁性设备的各个极单元的锚定面的尺寸是足够的。由此，因为能够以具有较大表面尺寸的较少数量的极单元获得相同的磁力，所以减少了磁性设备的加工时间。然而，尽管这在相关技术领域是熟知且整理过的，但是该解决方案具有极单元的几何尺寸增大的主要缺点，这意味着磁性设备自身的厚度不可避免地增大。

发明内容

因此，本发明的目的是制备如下磁性设备：允许降低生产成本以及维持磁性设备的几何尺寸(特别是厚度)不变，所生成的磁力相等。

该目的通过根据方案1而特征化的磁性设备实现。

发明的效果

归功于本公开，能够获得如下磁性锚定设备：与已知的磁性设备相比，其具有较低的生产成本，并且与这样的磁性锚定设备相比，保持其厚度不变，能够生成的锚定力相等。

这样的结果通过在已知磁性设备的厚度中，放置表面尺寸比设置在已知磁性设备中的极单元的尺寸大的新的极单元而获得。借此，能够减少对于制备新的磁性设备所需的极单元的数量，由磁性设备的锚定面生成的锚定力是相等的。

附图说明

现在参照本发明的仅借助于非限制性示例给出且在附图中图示的优选实施方式更详细地说明本发明，其中：

-图1示出了根据本发明的控制单元的以及与待进行机加工的工件相关联时的磁性设备的立体图；

-图2示出了图1的设备的被部分切开的分解立体图；

-图3示出了图1的设备的截面侧视图；

-图3a示出了处于活化状态的、图1的设备的截面侧视图；

-图3b示出了处于失活状态的、图1的设备的截面侧视图；

-图3c示出了处于运输状态的、图1的设备的截面侧视图。

具体实施方式

附图中示出的实施方式是图解地绘示的，不必是按比例的，并且在各个形成元件之间不必具有所绘示的比例。

除非明确说明，参照特定实施方式说明的各个特征将被理解为配件，和/或理解为能够与参照其它实施方式说明的其它特征互换。

参照附图，磁性锚定设备整体表示为10A。

优选地，在本说明书的下文中，在本发明的定义不失去普遍性的情况下，说明了电永磁、自锚定且整体式的磁性锚定设备。

用于将铁元件(ferrous element)P1磁性锚定的磁性设备10A包括支撑结构11，在支撑结构11的厚度S上收纳有多个(N个)极单元30A。

特别地，支撑结构11分别在具有最大延伸量的相反表面处标识为第一侧面12和第二侧面13。

优选地，第一侧面12和第二侧面13彼此平行地延伸，以限定相应的平面。

值得注意的是，侧面12意指将供待进行机加工的铁元件P1(也就是待加工的铁工件)磁性锚定的平面或表面，而侧面13意指能够磁性锚定到诸如机床的工作台的另一铁元件的平面或表面。

还值得注意的是，N个极单元30A可以自由地配置在结构11的内部，也就是N个极单元30A可以以没有任何如下的预定几何图式的方式配置。

然而，根据优选的实施方式，N个极单元30A按如下图式配置在结构11中：N个极单元30A以矩阵的形式配置。

优选地，在这样的N个极单元30A的矩阵构造中，中心位于沿着形成前述矩阵的行和/或列。

另外，根据使用设备10A的通常方法，N个极单元30A的中心可以制备有盲孔15。优选地，该盲孔15可以是填充有诸如螺旋圈(helicoil)的螺纹填充插件的螺纹盲孔。

另外，对于特定的应用，支撑结构11可以包括配置在设备10的第一侧面12的另外的多个盲孔15A。特别地，盲孔15A可以以矩阵的形式配置，并且可以介于N个极单元30A之间。

各个极单元30A均包括：至少一个相应的极收集部50；第一磁性芯40，其具有第一矫顽力值(coercive value)；线圈30；以及多个第二磁性芯90A、90B，其各自均具有与第一矫顽力值不同的矫顽力值。

参照图3，在图示的实施方式中，因为第一极收集部50是借助于诸如材料的去除的机械加工工艺而从固体获得的，所以第一极收集部50是支撑结构11的组成部分。

特别地，极收集部50限定有底部50B，并且考虑到将极收集部50的上部50A标识为第一侧面12的一部分，极收集部50是与支撑结构11制成一体的，以便获得整体式的磁性设备10。

极单元30A包括第二极收集部60，第二极收集部60的具有最大延伸量的表面60A标识为所述第二侧面13的一部分。第二极收集部60设置在第一磁性芯40的旁边，以使该磁性芯40抵靠第一极收集部50的底部50B地夹持该磁性芯40。

值得注意的是，第二极收集部60的尺寸适于使由磁性芯40产生的磁通量或大部分磁通量从磁性设备10A出来，以便使所述第二侧面13的表面具有磁活性，也就是具有足以通过第二侧面13锚定磁性设备10A的磁力值。

这确保了制备自锚定且整体的磁性设备的可能性。

有利地，线圈30位于第一磁性芯40外部并位于第一磁性芯40处，以便改变磁性设备10A的操作状态，特别地，改变第一磁性芯40的磁化状况。

根据一个方面，提供了例如借助于树脂浇铸体(resin casting)70填充间隙的操作，以便覆盖线圈30并确保第二极收集部60和第一磁性芯40与线圈自身之间的结合(cohesion)。

因此，树脂70确定为保证前述元件的不可触摸性，并且还旨在保证对配置有线圈30的区域中的液体的泄露和/或杂质的不渗透性。

有利地，还参照图1，设置有与磁性设备10A可操作地连接的控制单元100，以便控制设备自身的操作状态。

特别地，控制单元100借助于电连接件101与磁性设备10A电气关联用于控制电绕组30，以便将磁性芯40的磁化状态改变为特定操作状态的函数。

控制单元100包括多个按钮102，如在本说明书的下文中更详细说明的，通过按压按钮102，操作者可以控制磁性设备10A按照操作状态运行。

对于上述部件的更详细说明，可以参见本申请人的专利EP 2280803和EP2280804，其内容意在完整地并入本文。

有利地，为了在不改变磁性设备10A的厚度S的情况下获得增大的极性表面而如下设置：第一磁性芯40产生沿第一磁性方向定向的第一磁通量，而多个第二磁性芯90A、90B中的第一部分90A产生沿第二磁性方向定向的第二磁通量，多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B产生沿第三磁性方向定向的第三磁通量。

特别地，第三磁性方向与第一磁性方向平行，与第二磁性方向是不同的方向，优选与第二磁性方向垂直。

对于磁性设备10A的不同工作状态，图3a、图3b和图3c例示了由极单元30A中的相应磁体40、90A和90B产生的前述三个磁性方向的示例。

特别地，图3a、图3b和图3c分别示出了处于活化状态(activation condition)、失活状态(deactivation condition)和运输状态(transport condition)的磁性设备10A的侧截面图。

特别地，能够在不改变磁性设备10A的厚度S的情况下获得极性面的增大，这归因于如下事实：具有第一矫顽力值的磁体40的磁通量同时平行于由多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B产生的磁通量，并且沿着与均具有不同于第一矫顽力值的值的多个第二磁性芯90A、90B中的第一部分90A不同的方向定向。

还值得注意的是，像极单元30A中的多个第二磁性芯90A、90B中的第一部分90A和第二部分90B那样，在不指定第一磁性芯40将要处于的位置的情况下，也能够在不改变厚度S的情况下至少初始地获得极性表面的这种增大。

确实地，恰恰可能的是：使允许增大极单元50和60的表面尺寸的三个磁通量组合，并因此减少了极单元30A的数量，其中所生成的磁力是相等的。

如所提及的，存在使磁性设备10A，特别是使自锚定电永磁式中的一种磁性设备10A特征化的三个操作状态，也就是活化状态(图3a)、失活状态(图3b)和运输状态(或组装到机器工作台/从机器工作台拆卸的状态)(图3c)。

对于图3a和图3b，第一状态和第二状态是已知的，并且能够从本申请人的专利EP2280803和EP 2280804的说明书中推断出其操作，其内容意在完整地并入本文。

确实地，因为在运输状态(或拆装状态)(图3c)下，需要抵消由电永磁设备产生的位于侧面13、也就是位于磁性地锚定于机床的工作台的侧面的磁力，所以该特定状态与其它两个状态是不同的。

为了获得该结果，需要保证由多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B产生的磁通量与由磁性芯40产生的磁通量之间的平衡。

归因于允许通过测量由侧面13产生的磁通量来控制该状态的电子控制设备，该状态得以保证。

出于本说明书的目的，值得注意的是，在磁性设备的第一操作状态(活化状态)(图3a)下，由第一磁性芯40产生的磁通量与由多个第二磁性芯90A、90B产生的磁通量相等，而在磁性设备的第二操作状态(失活状态)(图3b)下，由第一磁性芯40产生的磁通量与由多个第二磁性芯90A、90B产生的磁通量相等且相反；最后，在磁性设备的第三操作状态(运输状态)(图3c)下，由第一磁性芯40产生的磁通量与由多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B产生的磁通量相等且相反。

这确保了磁通量之间的必要的平衡，以便允许磁性设备自身的正确运行。

还值得注意的是，第一操作状态(图3a)限定设备10A的锚定操作状态；在这里，在平面12和13上生成锚定力；而第二操作状态(图3b)限定设备10A的失活操作状态；在这里，在平面12上不生成锚定力，而始终在平面13上生成锚定力；最后，第三操作状态(图3c)限定为设备10A的运输操作状态；在这里，在适当的铁磁板所在的平面12上生成锚定力，而在平面13上不生成锚定力。

参照图2和图3，值得注意的是，线圈30设置有：支撑件31，其具有预定的轮廓；和导电元件32，其缠绕在该支撑件上，该支撑件31限定容积Vint。

在一个实施方式中，为了获得磁性设备10的提高了的效率而如下地设置：第一磁性芯40和/或多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B至少部分地配置在由支撑件31限定的容积Vint内部。

换言之，为了获得设备10A的改善了的效率，第一磁性芯40和/或多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B至少部分地配置在容积Vint内部。

例如，第一磁性芯40和第二部分90B两者可以部分地容纳在Vint中，或者第一磁性芯40和第二部分90B两者可以完全地容纳在Vint中，或者仅第一磁性芯40完全地容纳在Vint中，而第二部分90B部分地容纳在Vint中，反之亦然。

特别地，支撑件31被成形为至少部分地包围第一磁性芯40和多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B。

在示出了与磁性设备10A的最有效实施方式对应的优选实施方式的图2和图3中，第一磁性芯40和多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B完全地容纳在容积Vint内部。因此，在该优选实施方式中，支撑件31在其容积Vint中完全地包围第一磁性芯40和多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B两者，也就是第一磁性芯40和多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B不侵占或突出或具有位于由支撑件31限定的容积Vint外部的部分。

值得注意的是，多个第二磁性芯90A、90B中的仅第一部分90A合宜地配置在由支撑件31限定的容积Vint外部。

特别地，如图2和图3所示，多个第二磁性芯90A、90B中的部分90A绕着极单元30A的第一收集部50配置，以产生沿第二磁性方向定向的第二磁通量。

在优选实施方式中，该第二磁性方向垂直于由芯40产生的通量的第一磁性方向。

如所提及的，多个第二磁性芯90A、90B中的与第一部分90A不同的第二部分90B至少部分地容纳在线圈30的支撑件31的容积Vint中，并且被构造成产生沿平行于由第一磁性芯40产生的磁通量的第一磁性方向的第三磁性方向定向的第三磁通量。

根据一个方面，如下设置：磁性芯40是以铝镍钴式磁体而具体化的永久可逆式磁性芯，而多个磁性芯90A、90B是以铁氧体、钐钴或钕铁硼而具体化的永久磁化不可逆式的多个磁性芯。

可以提供其它类型材料的磁性芯40或多个磁性芯90A、90B。

因此，当通过控制单元100适当地控制时，线圈30具有改变磁性芯40的磁化状况的任务。

根据另一方面，支撑元件31的容积Vint内部还可以收纳有铁磁支撑件(图中未示出)，以便消除任何达到能够建立气隙区域的程度的空的空间。

在可选的实施方式(图中未示出)中，如下地设置：第一磁性芯40部分地或完全地容纳在容积Vint内部，而多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B还可以配置在容积Vint外部。在该方案中，与部分地或完全地容纳在容积Vint内部的第一磁性芯40一起，还将如下地设置：在容积Vint内部配置一个或多个铁磁支撑件，以便消除任何达到能够建立气隙区域的程度的空的空间。

在又一可选实施方式(图中未示出)中，第一磁性芯40可以由两个或更多个磁性部分制成，也就是第一磁性芯40可以使用形状和尺寸彼此不同的不同磁性芯制成；类似地，多个第二磁性芯90A、90B中的部分90A和90B两者也可以由单个磁性芯制成，或者由形状和尺寸也彼此不同的数个磁性芯制成。优选的是，形成第一磁性芯40和多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B的这种磁性元件以如下方式配置：形成多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B的元件与形成第一磁性芯40的元件重心重合(barycentric)。

根据优选的实施方面，还参照图2，形成各个极单元30A的元件以大体上圆形或盘状元件而具体化。特别地：

–极收集部50、多个第二磁性芯90A、90B中的第一部分90A、多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B、第一磁性芯40、线圈30和极收集部60沿着轴线X-X同轴并对称。

确实地，支撑件31具有厚度为S’和内径为D’int的环状轮廓，使得容积Vint是针对支撑件31的厚度S’通过内径计算出的容积。

特别地，支撑件31的轮廓限定供导电元件32(图2未示出)***的槽33(与内容积Vint的位置相反)。

另外，第一磁性芯40包括单个磁性芯，而多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B也包括单个磁性芯。

特别地，第一磁性芯40具有厚度为S1的环状轮廓，并且具有达到能够限定出孔41(优选为通孔)的程度的外径D1和内径D1’。第一磁性芯40限定平坦且彼此平行的具有最大延伸量的两个表面40’和40”。

优选地，通孔41配置在第一磁性芯40的表面40’、40”的中心位置。

值得注意的是，考虑到在最大效率的状态下，第一磁性芯40容纳在容积Vint中，所以厚度S1至多等于支撑件31的厚度S’。

有利地，在该优选实施方式中，多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B以厚度为S2且直径为D2的实心柱而具体化，其以完全包含在通孔41中的方式配置在通孔41中，因此也配置在支撑件31的厚度S’中。

换言之，假如将第一磁性芯40和多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B一体地包含在厚度S’中，则厚度S’必须大于或等于厚度S1和厚度S2中的较大者。

因此，在优选实施方式中，第一磁性芯40被以具有外径D1、内径D1’和厚度S1的圆环的方式成形，而多个第二磁性芯90A、90B中的插在通孔41中的第二部分90B被成形为具有直径D2和厚度S2的实心柱。

因此，为了不增加磁性设备10A的厚度S，在第一磁性芯40的内部引入多个第二磁性芯90A、90B中的第二部分90B。

再次地，根据优选实施方式：

-多个第二磁性芯(90A、90B)中的第一部分90A以具有外径D3和内径D3’以及高度S3的环状元件而具体化，

–第二极收集部60以具有直径D4和厚度S4的实心柱而具体化。

值得注意的是，第二极收集部60限定具有最大延伸量的两个相反且平行的表面60A和60B。

对于以上参照优选实施方式所述，新的磁性设备10A在侧面12上具有相同的磁性表面性能，使用与背景技术相同的厚度S但要求较少数量的极，在该侧面12上生成的磁力相等。

该减少与单个极单元的锚定面的增大成正比。因此，如果必须在标准磁性设备中制备100个极(即，直径为70mm的极)以确保锚定所需的磁性能，则归因于本发明，因为能够构造大40％的极表面(即，直径为90mm的极)的单个极单元，所以能够以相同的厚度S制备磁性设备。

这允许在减少40％的极的情况下获得与在先相同的磁性能。

显然地，为了满足视情况而定且特定的需求，本领域技术人员可以对上述磁性设备进行数个变型和变化，然而所有都包含在本发明的由以上权利要求限定的保护范围内。