Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Elektromagnetbalken bzw. einen balken- oder trägerförmigen Arbeitstisch beliebiger Länge für Druck-, Beschich- tungs- und sonstige Bearbeitungsmaschinen, die mit magnetischer Anpre߬ kraft arbeiten, wobei mindestens ein Elektromagnet mit einem Magnet¬ kern und einer Magnetspule sowie einer Magnetschlußleiste und eine Tragkonstruktion vorgesehen sind. Gegebenenfalls kann der erfindungs- gemäße Magnetbalken auch in Walzen eingebaut werden. Bei derartigen Magnetbalken bzw. Arbeitstischen ist es-ein großes Problem, daß diese auch bei großen Baulängen bzw. Arbeitsbreiten in jedem Temperatur¬ bzw..Betriebszustand vollkonmen gerade bzw. eben bleiben und deshalb für höchste Präzisionsaliforderungen eingesetzt werden können.

Stand der Technik

Die bisher bekannten Konstruktionen bestehen meistens aus einer Platte, die mit einer Tragkonstruktion versteift wird und in die Elektromagnete eingesetzt sind. Die einzelnen Elektromagnete sind an ihrem freien Pol- ende in die Platte eingesetzt (z.B. eingeschraubt) und am anderen Pol¬ ende mittels der Schlußleiste miteinander verbunden.

Da es für die Verwendung der Magnetbalken wünschenswert bzw. verfahrens¬ technisch erforderlich ist, daß der Magnetbalken möglichst gerade und möglichst eben sein soll, ist es erforderlich, mit zunehmender Baulänge die Platte samt Tragkonstruktion zunehmend stärker zu dimensionieren. Die, wie vorbeschrieben, schon aus mechanischen Stabilitätsgründen schwierige Aufgabenstellung wird zusätzlich noch dadurch sehr erschwert, daß Magnetbalken in der Praxis - gebrauchsbedingt - nicht nur mechanisch, sondern vor allem auch elektrisch beansprucht und hiedurch starken Tem¬ peraturschwankungen ausgesetzt werden. Im ruhenden Zustand, d.h. strom¬ los, ist der Magnetbalken kalt. Je nach eingestellter Anpreßkraft bzw. Stromstärke entstehen verschieden hohe Betriebstemperaturen.

Nach dem bisherigen Stand der Technik ist es nahezu unmöglich, lange

Magnetbalken, d.h. Magnetbalken für große Arbeitsbreiten, ausreichend stabil und temperaturunabhängig zu bauen.

Nach dem heutigen Stand der Technik sind bei Magnetbalken größerer Bau- länge temperaturabhängige Verbiegungen unvermeidbar. Die Größenordnung solcher unerwünschter Verbiegungen kann bei langen Magnetbalken mehr als 1 mm betragen und kann somit erhebliche Ungenauigkeiten für den durch den Magnetbalken zu leistenden Bearbeitungsvorgang zur Folge haben.

Mitunter werden Kühlgebläse eingebaut, um damit die Temperatur und somit auch den Geradheitszustand konstant halten zu können. Es gibt auch noch andere Kühlmethoden. Kühlungen sind nicht nur kostenaufwendig, sondern sind nur als eine notdürftige Maßnahme anzusehen, um die wäimebedingten Verbiegungen behelfsmäßig in einigermaßen akzeptablen Grenzen halten zu können.

Volle Präzision in der Geradheit von Elektromagnetbalken, die verschie¬ denen Arbeitsbelastungen bzw. Stromstärken und daraus folgenden Te pera- turschwankungen ausgesetzt sind, ist nach dem bisherigen Stand der Tech¬ nik nicht zu erreichen.

Aufgabe der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein neuartiges Konstruktions- prinzip, das Verbiegungen durch Temperaturungleichmäßigkeit unmöglich macht.

Dieser Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß nicht die absolu¬ ten Temperaturunterschiede, sondern nur die im Inneren des Konstruk- tionsgefüges relativ zueinander auftretenden Temperaturunterschiede die störenden Verbiegungen verursachen.

Offenbarung der Erfindung

Ξrfindungsgemäß wird jetzt bei dem eingangs erwähnten Elektro agnet- balken bzw. bei dem balken- oder trägerförmigen Arbeitstisch vorge¬ schlagen, daß jeder Magnetkern wenigstens an seinem die Magnetschlu߬ leiste tragenden Polende mit einem zur Ebene der Achsen der Magnet¬ kerne symmetrischen Trägerprofil wärmeschlüssig verbunden ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielsweise näher be¬ schrieben. Fig. 1 zeigt eine Konstruktion des Standes der Techik, Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungs emäße Magnetbalkenkonstruktion, Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Erfindung und Fig. 4 eine wei¬ tere Ausführungsform. Fig. 5 zeigt eine andere Art einer erfindungs¬ gemäßen Konstruktion-

Gemäß Fig. 1 ist die Platte 1 durch eine Tragkonstruktion 2 versteift, und in die Platte 1 sind Elektromagnete 3 eingesetzt. Die einzelnen Elektromagnete 3 sind an ihren freien Polenden 4 mit der Platte 1, z.B. durch Einschrauben, verbunden, und sie sind am anderen Polende mittels der Schlußleiste 5 miteinander verbunden.

Die in Fig. 2 dargestellte erste Art der erfindungsgemäßen Magnetbalken¬ konstruktion besteht aus einem kastenförmigen Träger 6, 6' aus in sich gleichartigem und, durch seine Formgebung bedingt, außerdem auch gleich¬ mäßig und auf die Mittelebenen 7, 7' bezogen, symmetrisch geformtem Ma¬ terial, wie z.B. Leichtmetall.

In diese Konstruktion, die z.B. durch Verschraubungen 8, 8' und Distanz¬ hülsen 9, 9' verbunden ist, werden die Elektromagnetsysteme 3 (mit Drahtspulen 18 bewickelte Magnetkerne 17, vorzugsweise in gepaarter An¬ ordnung) so eingesetzt, daß die Wärmeableitung an beiden Polenden 4, 4' durch formschlüssige Verbindung mit dem k ^' astenprofil 6, 6' symmetrisch und gleichmäßig nach allen Seiten erfolgt. An den Polεnden 4' erfolgt der Wärmeübergang durch die Magnetschlußleiste 10.

Das Polende 4 ist in das Kastenprofil 6 cinge>v'hrai- r , uid das Polende 4' ist mittels Verschraubung 11 sowie Magnet>uhh::..lf: --:- ^• . rr.it dem Kasten¬ profil 6' verbunden.

Als ein weiteres erfindungsgemäßes Kennzeichen kann an den magnetleit- fähigen Schlußleisten 10 zusätzlich noch eine magnetisch nicht leit- fähige Wäτmeableitschiene 12 befestigt werden, die dann ihrerseits durch for schlüssige Verbindung den Wärmeübergang zu dem der Arbeits¬ seite gegenüberliegenden Teil des Träger- und Wärmeableitprofiles be-

wirkt.

Diese Variante wurde in Fig. 3 dargestellt.

Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Magnetbalkenkonstruktion in einer Variante, bei der die Magnetkerne an ihrem der Arbeitsfläche 13 zuge¬ wendeten Polende 4 nicht in das Profil 6 eingeschraubt sind, sondern durch die Klemmverbindung 8 und 9 zwischen den beiden Profilhälften 6, 6' festgehalten werden, sodaß die aus dem freien Polende 4 der Ker¬ ne austretende Magnetkraft das Profil 6 bzw. die Wand 13 durchdringen muß.

Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemäß konstruierten Magnetbalken mit einem gewölbten Profil 14, dessen Form für den Einbau in eine Magnet¬ walze 15 geeignet ist.

Beim Einbau in Magnetwalzen ist die Geradheit von besonders großer Wichtigkeit, um den Spalt zwischen Magnetbalken und Walzenmantel so ge¬ ring wie möglich einstellen zu können. Die Symmetrieebene 7' ist, dem Erfindungsgedanken folgend, nicht im Sinne einer Formalsymmetrie, son- dem im Sinne einer Wämeableitungssymmetrie zu verstehen.

Zusätzlich wurde in den Fig. 2 und 4 die Möglichkeit der Anbringung zusätzlicher Kühlrippen 16 strichliert angedeutet.

Die Möglichkeiten, Doppel- oder Dreifachmagnetbalken unter Zugrundele¬ gung des Erfindungsgedankens zu konstruieren, ergibt sich als logische Folgerung und wurde deshalb zeichnerisch nicht dargestellt.

In Fig. 5 ist eine zweite Art der erfindungsgemäßen Konstruktion dar- gestellt. Zur Darstellung wurde eine Magnetwalze gewählt, in der der oder die Elektromagnete angeordnet sind. Es ist aber selbstverständ¬ lich auch möglich., die erfindungsgemäße Konstruktion in einem anderen Mantel vorzusehen. Das von der Arbeitsfläche abgewandte Ende der Magnet¬ kerne 17 ruht auch hier wieder auf einer Magnetschlußleiste 24. Diese Magnetschlußleiste 24 ist in ein H-förmiges Trägerprofil 19 in dessen Querholm 20 eingesetzt. Die Verbindung zwischen dem eigentlichen Trä-

gerprofil und der Magnetschlußleiste 24 kann z.B. durch Schrauben 23 erfolgen. Das H-förmige Trägerprofil 19 ist entweder im Bereich seiner Querholme 20 an Trägern 25 aufgehängt oder aber die Längsholme 21 ruhen auf entsprechenden Trägern (nicht dargestellt) . In diesem Fall ist jedoch die Magnetschlußleiste 24 nur auf der einen Seite mit einem Magnetkern 17 verbunden. Dadurch, daß der Magnetkern 17 mit dem sym¬ metrischen Trägerprofil 19 eine Konstruktionseinheit bildet, erfolgt auch eine symmetrische Wärmeableitung der durch den Stromdurchfluß durch die Spulen 18 hervorgerufenen Wärme. Es ergibt sich so eine bi- metalleffektfreie Tragbalkenkonstruktion, die sowohl als wärmeablei¬ tender als auch als Abstrahlungskörper dient.

Dadurch, daß hier für den Magnetbalken keine Deckplatte vorgesehen wird, kann der Magnetkern 17 ganz nahe an den Mantel 26 herangeführt werden und gegebenenfalls sogar an diesem anliegen. Meist wird jedoch ein minimaler Spalt 22 zwischen dem Ende des Magnetkernes 17 und dem Mantel 26 belassen. Zusätzlich braucht der Kern 17 nur minimal über die Enden der Spulen 18 hervorstehen. Dadurch ergibt sich ein sehr ge¬ ringer Abstand zu jenen Vorrichtungen, auf: die mit dem ^' Magnetfeld ein- gewirkt werden soll, also z.B. eine Rakel aus magnetisierbarem Material, Anpreßvorrichtungen u.dgl. Dies bedeutet, daß man entweder bei gleicher Stromzufuhr zu den Spulen 18 ein stärkeres Magnetfeld hat oder aber, daß man die gleiche Magnetkraft mit einem geringeren Energieaufwand er¬ reichen kann, was wiederum eine verringerte Wärmeerzeugung hervorruft.

Die Längsholme 21 des Trägerprofils 19 können sich entweder einstückig über die gesamte Länge des Magnetbalkens erstrecken,oder aber jedes Trägerprofil 19 umschließt nur einen bzw. z ei wobei dann die einzelnen Trägerprofile durch die si. -: ^; -vr 111-_- Elektromagnete erstreckende Magnetschlußleiste 24 und ! ■ : ;r.h die Auf¬ hängeleisten 25 miteinander verbunden sind, d.h. v!:.- : :.ιKonstruktion ist hier abschnittsweise aufgeteilt.

Zur Unterstützung der Wärmeabfuhr kann noch zusätzlich eine Kühlung vorgesehen sein, z.B. ein Gebläse, das in der Mitte des Elektromagnet ^¬ balkens vorgesehen ist. Zu diesem Zweck kann z.B. auf der einen Seite

der H-förmigen Trägerprofile 19 ein Kanal gebildet sein, der über die Länge verteilte Öffnungen aufweist, aus denen dann entsprechende Kühl- iuft austritt.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß der in der Fig. 5 in der unteren Hälfte dargestellte Elektromagnet weggelassen werden kann. Die Ausführungsform mit den zwei einander gegenüberliegenden Elektromagne¬ ten kann bei einer Kraftoptimierung oder in Spezialfällen angewendet werden. Sind die Elektromagnete nur mit der einen Seite der Magnet- schlußleiste 24 verbunden, so können der oder die Querholme 20 auch tiefer gesetzt werden, sodaß dann die Kerne 17 verlängert werden kön¬ nen.

Die Erfindung ist auf die dargestellten Ausführungsformen nicht be- schränkt.