ES2199577T3 - Dispositivo de anclaje magnetico controlado manualmente. - Google Patents
Dispositivo de anclaje magnetico controlado manualmente.Info
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Abstract
La invención se refiere a un dispositivo de anclaje magnético manual que comprende un bloque (1, 1'') ferromagnético monolítico sobre el que se forman en una sola pieza un alojamiento (13, 15) de núcleo (17) de estator, un alojamiento (23, 23'') de núcleo (25) de inducido, una culata 810) ferromagnética que sirve para cortocircuitar el flujo magnético a lo largo de la desactivación de dicho dispositivo de anclaje, y al menos un primer (3, 3'') y un segundo (5, 5'') polo colector que definen una superficie de trabajo para anclar un elemento ferroso.
Description
Dispositivo de anclaje magnético controlado
manualmente.
La presente invención se refiere a un dispositivo
de anclaje magnético controlado manualmente por medio del cual se
pueden sujetar piezas ferrosas.
En particular, en la siguiente descripción,
haremos referencia a un dispositivo de anclaje destinado a actuar
como elevador magnético para cargas incluso de gran peso, sin
constituir por ello una limitación al campo de aplicación de la
patente solicitada, dado que dicho dispositivo también se puede
utilizar, por ejemplo, para retener una pieza de trabajo ferrosa en
una posición predeterminada.
Según el inventor, el modelo más eficaz de
elevador magnético en el estado conocido pertinente de la técnica
es aquel formado por dos núcleos magnéticos permanentes, de entre
los cuales un núcleo se puede invertir manualmente hasta
aproximadamente 180 grados y en lo sucesivo se definirá como
núcleo rotor, y el otro es un núcleo estátor dividido normalmente
en dos o más piezas y en lo sucesivo se definirá como núcleo
estátor.
La rotación mencionada anteriormente dispondrá el
campo magnético del núcleo rotor alternativamente en repulsión o
en tracción con el campo magnético generado por el núcleo estátor.
En el primer caso se activará la zona de trabajo del elevador, en el
segundo caso, disponiendo los dos núcleos magnéticos en atracción
recíproca, se desmagnetizará la zona de trabajo.
Tanto en la fase activa como en la fase pasiva
dicho elevador utiliza componentes ferromagnéticos que forman
tanto los polos conductores para activar la zona de trabajo como
la culata externa de cortocircuito del núcleo estátor.
El dispositivo elevador descrito hasta el momento
presenta serios problemas de construcción.
De hecho, está formado por varios componentes que
se deben mecanizar por separado y que a continuación se deben
ensamblar por medio de una pluralidad de tornillos y/o
soldaduras.
A pesar de todo el trabajo de ensamblaje
cuidadoso dicho dispositivo presenta la desventaja indudable de no
tolerar esfuerzos mecánicos excesivos, con el riesgo de
desalineación de la superficie activa de trabajo definida por los
dos polos colectores y un deterioro consecuente funcional y de
rendimiento.
Es evidente otro aspecto perjudicial, durante la
fase de activación del elevador, debido a la alta dispersión del
flujo magnético que se produce principalmente a través de las
cuatro superficies laterales de los polos magnéticos, generalmente
en forma de paralelepípedo. Debido a la isotropía perfecta del
acero, que es el material que forma los polos colectores, la
cantidad de flujo magnético, contenida en el interior del polo y
adecuada para cruzar los polos colectores y a continuación
cerrarse en la pieza a sujetar, y que se dispersa hacia fuera, es
mayor cuanto más grande es la superficie total del polo expuesta
directamente al aire.
De este modo, el objetivo de la presente
invención es el de proporcionar un dispositivo de anclaje
magnético que evita las desventajas mencionadas anteriormente y
concretamente el de proporcionar un elevador magnético que durante
la activación reduce al mínimo la dispersión del flujo magnético
vinculado a los polos colectores, y que al mismo tiempo es sólido
y robusto de tal manera que mejora la eficacia y ofrece un estándar
elevado de rendimiento.
Otro objetivo de la presente invención es el de
proporcionar un dispositivo de anclaje magnético que, en
consonancia con el material magnético utilizado, genera una energía
magnética mayor aunque permite reducir su peso y por lo tanto sus
dimensiones de conjunto.
Un objetivo adicional de la presente invención es
el de proporcionar un dispositivo de anclaje magnético con una
estructura sencilla y cuyas partes no requieren un mecanizado de
precisión, que sean largas y complejas o que en cualquier caso
encarezcan el dispositivo.
Finalmente, un objetivo de la presente invención
es el de proporcionar un dispositivo de anclaje magnético,
versátil, práctico, de manejo sencillo y de utilización cómoda.
Estos objetivos se consiguen con un dispositivo
manual de anclaje magnético según las reivindicaciones listadas
posteriormente.
En el dispositivo de anclaje magnético según la
presente invención se proporciona un bloque ferromagnético
monolítico que se define lateralmente y sobre la corona o culata
neutra destinada a cortocircuitar el núcleo estátor, y por debajo
de los dos polos colectores o piezas polares. Mientras que desde
las paredes laterales opuestas del bloque monolítico se ramifican
dos ranuras, que se extienden hacia dentro para alojar el núcleo
estátor, en la pared frontal del bloque monolítico se forma una
abertura sustancialmente circular que penetra longitudinalmente
hacia dentro para alojar el núcleo rotor reversible. De forma
ventajosa esta solución de bloque monolítico produce un dispositivo
resistente mecánicamente. Gracias a la continuidad del material
entre las piezas polares y la corona neutra, no existen puntos de
fijación, por medio de tornillos o similares, que en la realización
tradicional no ofrecen una fiabilidad total dado que alrededor de
ellos se concentran preferentemente las fuerzas que se generan a
partir de esfuerzos accidentales y no esperados de naturaleza
dinámica, incluyendo sobre todo vibraciones o impactos, y los que
se generan a partir de esfuerzos esperados debidos a transitorios
de activación o inhibición del elevador y al peso de la carga a
elevar.
Los espacios para alojar los núcleos estátor y
rotor se forman a través del fresado del bloque monolítico; este
tipo de mecanizado es rápido, práctico, sencillo, económico y
cómodo hasta el punto que permite la obtención de un único producto
acabado de múltiples utilizaciones a partir de un bloque
monolítico no mecanizado, que comprende, tal como se ha
mencionado, no solamente las ranuras para alojar los núcleos estátor
y rotor, sino también la corona neutra y las dos piezas polares.
Las ventajas conseguidas en este caso son todavía más evidentes si
se considera que, tradicionalmente, la corona neutra y las dos
piezas polares, destinadas a finalidades diferentes, se mecanizan
por separado y ocasionalmente incluso requieren procesos de
mecanizado independientes.
De forma extremadamente ventajosa, el núcleo
rotor se inserta en un alojamiento respectivo formado en una única
pieza, reduciendo adicionalmente de este modo el número de piezas
del dispositivo.
No obstante, puesto que, por razones de
construcción y funcionales, no es posible eliminar completamente
las pérdidas de flujo distribuidas a lo largo de todo el circuito
magnético, ha sido posible limitarlas considerablemente durante la
activación del elevador, encontrando una disposición óptima y
extremadamente cómoda de los núcleos estátor y rotor y confiriendo
a los polos colectores magnéticos una forma nueva que permite
eliminar una de las cuatro superficies laterales que,
tradicionalmente, tienden a dispersar el flujo.
Más particularmente, los dos polos colectores
magnéticos se definen aproximadamente mediante las partes del
bloque ferromagnético monolítico encerradas entre los núcleos
estátor y rotor, mientras que la superficie de trabajo se define
mediante las dos superficies extremas y coplanarias de las partes
anteriormente mencionadas del bloque monolítico.
Estas y otras características de la presente
invención se ilustrarán más detalladamente en las realizaciones
preferidas de la invención descritas a continuación, haciendo
referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
la Fig. 1 es una sección transversal del bloque
monolítico destinado a alojar los núcleos estátor y rotor según
una primera realización de la invención;
la Fig. 2 es una sección transversal del bloque
monolítico destinado a alojar los núcleos estátor y rotor de
acuerdo con una segunda realización de la invención,
la Fig. 3 es una vista longitudinal reducida del
elevador según la primera realización de la invención,
las Figs. 4a y 4b son vistas frontales, con la
palanca de control manual en la posición de activación e
inhibición del elevador de la primera realización de la
invención,
las Figs. 5a y 5b son unas vistas frontal y
longitudinal del cuerpo de rotor de la primera realización de la
invención.
En la primera realización mostrada en las Figs.
1, 3, 4a, 4b, 5a y 5c, las dos partes del bloque ferromagnético
monolítico 1, encerradas sustancialmente entre los alojamientos 13
y 15 del núcleo estátor 17 y el alojamiento 23 del núcleo rotor 25,
definen dos piezas polares 3 y 5 que se extienden hacia la pieza a
elevar (no mostrada) que se sujeta por anclaje en la superficie de
trabajo perfilada por las superficies inferiores 19, 21 de las
piezas polares 3 y 5 respectivamente.
Los alojamientos 13 y 15 del núcleo estátor se
forman mediante ranuras que se originan a partir de unas aberturas
longitudinales 27 y 29 formadas en superficies laterales opuestas
31 y 33 del bloque monolítico 1 y que se extienden simétricamente y
con una cierta inclinación hacia su interior.
El alojamiento 23 destinado al núcleo rotor 25 se
forma mediante una ranura con una sección circular, formada a
partir de una parte central de la pared frontal del bloque
monolítico 1, y se extiende longitudinal y horizontalmente hacia el
interior del mismo
\hbox{bloque 1.}
Paralela al alojamiento 23 se extiende otra
ranura 35, cuya sección transversal es también circular aunque
menor en comparación con la correspondiente al alojamiento 23. La
parte inferior de la ranura 35 desemboca en la parte superior del
alojamiento 23.
Dentro del alojamiento 23 está alojado el núcleo
rotor magnético 25, con una estructura cilíndrica, sostenido
giratoriamente mediante dos clavijas 69 y 71 con respecto a su eje
longitudinal y magnetizado en una dirección en ángulo recto con
respecto a dicho eje longitudinal. En particular, el núcleo rotor
25 comprende: un cuerpo cilíndrico ferromagnético 37, atravesado
longitudinalmente por una ranura pasante 39 con una sección
transversal rectangular formada a lo largo de un diámetro de la
sección circular del cilindro 37 para definir dos cubiertas 45,
estando conectadas integralmente dichas cubiertas 45 a través de
unos puentes formados por dos discos pequeños 43 obtenidos durante
las operaciones preliminares de giro de las bases opuestas del
cuerpo cilíndrico 37 del núcleo rotor 25, y un elemento magnético
permanente 49 adaptado al alojamiento 39.
La reducción al mínimo de las piezas que
constituyen el dispositivo, en este caso obtenido al proporcionar
el bloque monolítico 1 y reducir a dos los componentes
independientes del núcleo rotor, contribuye a hacer que el sistema
global resulte extremadamente sólido, sobre todo debido a la
reducción sustancial de los puntos de soldadura y/o conexiones con
tornillos o similares, y como consecuencia los rendimientos se
pueden aumentar considerablemente.
La ranura 35 reduce al mínimo la sección de paso
correspondiente a esta parte de flujo magnético que durante la
activación del dispositivo intenta cerrarse a través de la parte
ferromagnética del bloque 1 comprendida entre los extremos internos
de los alojamientos 13 y 15 del estátor.
La Fig. 2 muestra una realización alternativa de
un bloque 1', otra vez monolítico aunque proporcionando las dos
piezas polares 3' y 5' de manera que están separadas lateralmente,
entre las cuales se coloca un separador 53 en un material no
magnético, generalmente aluminio.
Sin que el dispositivo se desvíe sustancialmente
con respecto a los principios generales reivindicados por esta
invención, también se puede idear un núcleo rotor obtenido
simplemente al colocar un elemento magnético permanente entre dos
cubiertas polares independientes a las que se fija a través de
unos medios conocidos.
En la Fig. 3, las tapas 61 y 63 en aluminio
cierran respectivamente la estructura global del elevador por la
parte frontal y posterior.
Dos rebordes 65 y 67, atornillados a los extremos
longitudinales opuestos de las cubiertas semicilíndricas
mencionadas anteriormente, sostienen dos clavijas respectivas 69 y
71 que definen el eje longitudinal de rotación del núcleo rotor 25.
Dichas clavijas 69 y 71 se sostienen para girar por medio de unos
cojinetes 73 de bolas contenidos en unos alojamientos especiales
formados en las tapas 61 y 63 de cierre. En el extremo de la clavija
71 que se proyecta desde la tapa 63 de cierre se monta también una
palanca 75 de control.
El núcleo estátor 17 está compuesto por dos
elementos magnéticos idénticos con una planta sustancialmente
rectangular, contenidos en los respectivos alojamientos 13 y 15 y
magnetizados en una dirección en ángulo recto con respecto al eje
mayor.
Para activar el elevador magnético es necesario
girar la palanca 75 de control en una dirección contraria a la de
las agujas del reloj hasta una distancia de un ángulo de 180 grados
en relación con la posición horizontal de inicio, tal como puede
observarse en la Fig. 4a. Con este procedimiento se juntan los
polos (indicados mediante n, es decir, polo norte, y s, es decir,
polo sur) del mismo signo del núcleo rotor 25 y el núcleo estátor
17, desviando dichos polos del mismo signo el flujo magnético
hacia los extremos inferiores de las piezas polares 3 y 5, y
guiándolo para que se cierre a través de la pieza a elevar.
Por el contrario, si la palanca 75 de control se
devuelve a la posición original mostrada en la Fig. 4b, el nuevo
acercamiento de los polos de signo opuesto del núcleo estátor 17 y
el núcleo rotor 25 es suficiente para cerrar el flujo magnético a
través de la parte lateral y superior del bloque monolítico 1,
definiendo una corona 10 de cortocircuito ferromagnético real, y de
este modo la pieza elevada queda totalmente excluida del circuito
magnético y por lo tanto se puede soltar.
Para conmutar el elevador con rotaciones de la
palanca 75 de control menores que 180 grados y hacer que el
control del dispositivo por parte del usuario resulte más cómodo y
manejable, el núcleo rotor 25 se puede diseñar de tal manera que
genere una energía magnética mayor que la generada por el núcleo
estátor 17 exactamente en una cantidad suficiente como para
conseguir la conmutación para ángulos pequeños de rotación de la
palanca 75 de control aunque sin aumentar excesivamente la
dispersión de flujo y por lo tanto sin empeorar los rendimientos
del propio dispositivo. Esto se puede llevar a cabo de forma
indiscriminada, utilizando para el núcleo estátor 17 y para el
núcleo rotor 25 dos materiales componentes diferentes o dos
cantidades diferentes del mismo material.
Más específicamente, la elección correcta del
tipo o de la cantidad de material a utilizar también debe tener en
cuenta el hecho de que las superficies 81 y 83 de los núcleos
rotor y estátor respectivamente que bordean las piezas polares 3 y 5
son de diferente extensión. Esto surge por el hecho de que, tal
como ya se ha anticipado brevemente, para minimizar la dispersión
del flujo magnético, la forma de los polos colectores 3 y 5 vista
frontalmente debe aparecer aproximadamente similar a un triángulo,
siendo necesariamente de diferente longitud los lados de dicho
triángulo encarados al núcleo rotor 25 y el núcleo estátor 17.
De este modo, para el núcleo rotor 25 se puede
escoger un material con una energía magnética elevada por unidad
de superficie, típicamente neodimio, y para el núcleo estátor 17
se pueden escoger otros materiales, típicamente cerámica, con una
energía magnética específica menor.
El mismo propósito según otra realización se
puede conseguir adoptando una mezcla de materiales magnéticos
diferentes, basados en cerámica, neodimio o AINICo en proporciones
variables tanto para el núcleo estátor 17 como para el núcleo rotor
25.
La limitación cuidadosa de la dispersión del
flujo magnético junto con la solidez estructural intrínseca del
dispositivo tal como se ha ideado en la presente realización ha
permitido conseguir finalmente, en consonancia con los rendimientos
disponibles, una reducción enorme de las dimensiones de conjunto y
sobre todo del peso total.
Más particularmente, se pueden utilizar
materiales magnéticos diferentes a los mencionados
anteriormente.
Además, los alojamientos 13 y 15 del núcleo
estátor 17 se pueden realizar con varias pendientes, y también se
pueden prever alojamientos dispuestos horizontalmente, y con varias
alturas en las paredes laterales del bloque monolítico 1.
Naturalmente se entiende que la realización
preferida descrita anteriormente del elevador magnético manual no
debe limitar el principio reivindicado.
Claims (16)
1. Dispositivo manual de anclaje magnético del
tipo que comprende un núcleo estátor (17) y un núcleo rotor (25)
posicionables cada uno en relación con el otro en repulsión durante
la activación del dispositivo de anclaje, y en atracción durante la
desactivación del dispositivo de anclaje, una corona
ferromagnética (10) para cortocircuitar el flujo magnético que
surge de los núcleos estátor (17) y rotor (25) durante la
desactivación del dispositivo de anclaje, y por lo menos un primer
(3, 3') y un segundo (5, 5') polos colectores que definen una
superficie de trabajo para sujetar por anclaje una pieza ferrosa,
circulando el flujo magnético durante la activación del dispositivo
de anclaje a través de dicha pieza ferrosa, caracterizado
porque proporciona un bloque ferromagnético monolítico
\hbox{(1, 1')}, en el que el alojamiento (13, 15) para
dicho núcleo estátor (17), el alojamiento (23, 23') para dicho
núcleo rotor (25), dicha corona ferromagnética (10) y por lo menos
dichos primer (3, 3') y segundo (5, 5') polos colectores se forman
en una única pieza.2. Dispositivo manual de anclaje magnético según
la reivindicación anterior, caracterizado porque dicho
alojamiento (13, 15) para el núcleo estátor (17) se presenta en
forma de una primera y una segunda ranuras, que se originan
simétricamente desde una primera (27) y una segunda (29) aberturas
respectivas formadas longitudinalmente a una altura preestablecida
de las superficies laterales opuestas (31, 33) de dicho bloque
monolítico (1) para alojar un primer y un segundo elementos
magnéticos estáticos.
3. Dispositivo manual de anclaje magnético según
la reivindicación anterior, caracterizado porque dichas
primera y segunda ranuras se extienden hacia el interior de dicho
bloque monolítico (1) con un ángulo agudo predeterminado en
relación con dicha superficie de trabajo.
4. Dispositivo manual de anclaje magnético según
las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque dichas
primera y segunda ranuras se extienden hacia el interior de dicho
bloque monolítico (1) en paralelo a dicha superficie de
trabajo.
5. Dispositivo manual de anclaje magnético según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque dicho alojamiento (23, 23') para el
elemento rotor se presenta en forma de una ranura cilíndrica que se
extiende longitudinalmente hacia el interior de dicho bloque
monolítico (1, 1') a partir de una parte sustancialmente central
de la pared frontal de dicho bloque monolítico (1, 1').
6. Dispositivo manual de anclaje magnético según
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque dicho alojamiento para el elemento rotor tiene una extensión
superior (35) para reducir al mínimo la sección de paso
correspondiente a esta parte de flujo magnético que durante la
activación del dispositivo intenta cerrarse a través de la parte
ferromagnética de dicho bloque (1) comprendida entre los extremos
internos del alojamiento (13, 15) del estátor.
7. Dispositivo manual de anclaje magnético según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque dicho primer (3, 3') y segundo (5, 5')
polos colectores por lo menos se presentan en forma de una primera
y una segunda piezas polares definidas por las partes de dicho
bloque monolítico
\hbox{(1, 1')}, bordeadas por encima
por dicho alojamiento (23, 23') correspondiente a un núcleo rotor
(25) y por dicho alojamiento (13, 15) correspondiente a un núcleo
estátor (17).8. Dispositivo manual de anclaje magnético según
la reivindicación anterior, caracterizado porque dichas
primera y segunda piezas polares están en contacto lateralmente en
un punto por debajo de dicho alojamiento (23, 23') correspondiente
a un núcleo
rotor.
rotor.
9. Dispositivo manual de anclaje magnético según
la reivindicación 7, caracterizado porque dichas primera y
segunda piezas polares están separadas lateralmente.
10. Dispositivo manual de anclaje magnético según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque dicha corona ferromagnética (10) de
cortocircuito se define mediante la parte superior de dicho bloque
monolítico (1, 1'), bordeada por debajo por dicho alojamiento (13,
15) correspondiente a un núcleo estátor (17).
11. Dispositivo manual de anclaje magnético según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque dicho núcleo rotor (25) se forma
mediante un cilindro ferromagnético monolítico (37) en el que se
ha formado longitudinalmente una ranura pasante (39) para alojar
un elemento magnético giratorio.
12. Dispositivo manual de anclaje magnético según
cualquier reivindicación 1 a 10, caracterizado porque dicho
núcleo rotor (25) se forma por medio de dos cubiertas
semicilíndricas (45, 45) entre cuyas superficies laterales planas se
coloca y fija un elemento magnético permanente (49).
13. Dispositivo manual de anclaje magnético según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque dichas primera y segunda piezas polares
están dispuestas simétricamente en una parte inferior derecha y
respectivamente izquierda de dicho bloque monolítico (1, 1') y
están encerradas dentro de un área aproximadamente triangular
bordeada por dicho elemento magnético giratorio y dichos elementos
magnéticos estáticos.
14. Dispositivo manual de anclaje magnético según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la energía magnética suministrada por
dicho núcleo rotor (25) se fija por encima de la suministrada por
dicho núcleo estátor (17) para permitir la conmutación del
dispositivo de anclaje a través de rotaciones de la palanca (75) de
control menores que 180 grados.
15. Dispositivo manual de anclaje magnético según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque el tipo y/o la cantidad del material
magnético que forma el núcleo estátor (17) es diferente con
respecto al material magnético que forma el núcleo rotor (25).
16. Dispositivo manual de anclaje magnético según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque el núcleo estátor (17) y/o la parte
magnética del núcleo rotor (25) se realizan con una mezcla de
materiales magnéticos diferentes.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI981356 | 1998-06-15 | ||
| IT1998MI001356A IT1301710B1 (it) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | Ancoratore magnetico a comando manuale. |
Publications (1)
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