MagSpring Magnetische Feder

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1 MagSpring Magnetische Feder Konstante Kraft über lange Hübe Rein passiv (keine Stromversorgung, keine Druckluft) Einfacher Aufbau Kompensation der Gewichtskraft in Z-Achsen Stromausfallsicherung (Halte- und Rückzugkraft) Wegunabhängige Halte- oder Anpresskräfte

2 MagSpring lassen sich am besten mit dem Begriff Magnetische Feder umschreiben. Der Begriff Feder ist allerdings dahin zu verstehen, dass MagSpring Komponenten eine konstante Kraft über den gesamten Arbeitsbereich erzeugen, während eine typische Kennlinie einer mechanischen Feder eine wegabhänge Zunahme der Kraft aufweist (vgl. Fig 1). Durch die wegunabhängige Krafterzeugung lassen sich MagSpring s vorzüglich für die Kompensation von Gewichtkräften in vertikalen Antriebsanordnungen einsetzen. Gewichtskraftkompensation Linearmotoren und andere Direktantriebe müssen in vertikalen Anordnungen dauernd eine konstante Kraft aufbringen, um der Gewichtskraft entgegen zu wirken. Mit einer parallel zum Linearmotor eingebauten MagSpring kann diese Gewichtkraft passiv kompensiert werden. Der Linearmotor wird nur noch für den eigentlichen Positionierbetrieb bzw. die dynamischen Kräfte eingesetzt und kann entsprechend kleiner dimensioniert werden. Sicherheitsfunktion ( Power-off -Funktion) Da MagSpring s rein passive Elemente sind, kann im stromlosen Zustand eine definierte Funktion bzw. Lage einer Einrichtung sichergestellt werden. Z. B. das Hochheben eines Greifers oder Druckkopfes in vertikalen Anordnungen oder das Einziehen oder Ausfahren eines Schiebers mit konstanter Kraft. Anordnungen in einen konstanten Kraftverlauf übergeführt. Je nach Stärkeklasse der MagSpring befinden sich die Permanentmagnete entweder im Stator, im Läufer oder in beiden Komponenten. Die Lagerung des Läufers erfolgt über eine integrierte Gleitführung, so dass MagSprings konstruktiv vergleichbar mit Gasdruckfedern eingesetzt werden können. Die effektive Kraft liegt aufgrund der Material- und Fertigungstolleranzen im Bereich von +/-10% der Nennkraft. Arbeitsbereich Im entspannten Zustand befindet sich der Läufer ungefähr mittig im Stator, wobei das sogenannte Arbeitsende des Läufers geringfügig mehr aus dem Stator herausragt. (Grundsätzlich können aber beide Enden des Läufers für die Lastbefestigung verwendet werden.) Ausgehend von dieser Ruheposition kann der Läufer in beide Richtungen aus dem Stator gezogen oder gestossen werden. Dabei wird die Kraft auf einer kurzen Wegstrecke nichtlinear von Null auf die Nennkraft aufgebaut. Anschliessend erstreckt sich der Arbeitshub mit konstanter Kraft. Die Spartpostion (SP) beschreibt die Distanz zwischen dem Arbeitsende des Läufers und dem Statorende zu Beginn des konstanten Kraftbereiches. Anwendung konstante Kraft Dank der konstanten Kraft-Wegkennlinie sind vielfältige weitere Einsatzfälle möglich, wie etwa die lageunabhängige Erzeugung einer konstanten Anpresskraft, das Aufbringen einer konstanten Haltekraft über einen grossen Hubbereich oder die einseitige Kraftunterstützung in Antriebsaufgaben. Funktionsweise Die Funktionsweise beruht auf der Anziehungskraft von Permanentmagneten. Entsprechend ist keinerlei Energieversorgung (Strom, Druckuft etc.) notwendig, so dass auch sicherheitstechnisch relevante Anwendungen möglich sind. Durch eine geeignete Gestaltung der Magnete und flussführenden Komponenten wird dabei der stark nichtlineare Kraft-Wegverlauf von Magnet-Eisen- Mechanische Feder Fig. 2 MS01-20 Familie (links) MS01-37 Familie (rechts) (patend pending) MagSpring Fig.1 zeigt den Kraft-Wegverlauf von MagSpring im Vergleich zu mechanischen Federn. Der Kraftverlauf ist über den gesamten Arbeitshub konstant, während mechanische Federn einen typisch wegabhängigen Kraft-Wegverlauf aufweisen. SP

3 Figur 5 zeigt eine MS01-20 MagSpring in einer parallelen Einbaulage zu einem Linearmotor. Aufgabe der Anordung ist das applizieren einer Lötpaste durch eine feine Nadel. Die MagSpring stellt sicher, dass bei ausgeschalteter Anlage die empfindliche Dosierspitze nach oben gezogen wird und so nicht beschädigt wird. Fig 3: Montage einer MagSpring MS01-37 an die Führungsstange einer H01-37-Führung von LinMot. Figur 4 zeigt eine vertikale Anordnung einer H Führung von LinMot zusammen mit einer MagSpring. Die MagSpring drückt mit konstanter Kraft (bis zu 60 N) nach oben. Die Gewichtskraft wird so durch die MagSpring kompensiert und der Linearmotor wird so entlastet. Bei einem Unterbruch der elektrischen Energieversorgung stützt die MagSpring die Last ab, bzw. bewegt sie in eine sichere Warteposition. Fig. 5: MagSpring MS01-20 sichert Dosiernadel. Fig. 4: MagSpring montiert an eine H-Führung mit Linearmotor (Bild LinMot ).

4 Mechanische Abmessungen Statorserie MS01-20 SW10 10 Läuferende mit Seriennummer SP=35mm(1,4in) SW10 M5x8 M20x1,5 30 Lstator L slider M5x8 Hub Konstante Kraft Stator Part-Nr Länge L Stator Durchmesser Masse MS01-20x mm [+/-0.1] ( 2,36 in ) 20 mm (7.87 in) 75 g (0.16 lb) MS01-20x mm [+/-0.1] ( 5.51 in ) 20 mm (7.87 in) 180 g (0.39 lb) MS01-20x mm [+/-0.15] ( 8.66 in) 20 mm (7.87 in) 285 g ( 0.62 lb) Die MagSpring besitzt eine konstante Kraft sobald der Läufer über die Distanz SP herausgezogen bzw. gedrückt wird. Die Distanz SP wird zwischen dem unbeschrifteten Läuferende und dem Ende des Stators (Gewindeteil) gemessen. Materialien: Stator: Eisen, Nickel beschichtet Lager: POM basiert Mechanische Abmessungen Statorserie MS Läuferende mit Seriennummer SP = 35 mm (1,4 in) M5x8 L stator L slider M36x2 40 M5x8 Hub Konstante Kraft Stator Part-Nr Länge L Stator Durchmesser Masse MS01-37x mm [+/-0.2] (3.15 in) 37 mm (1.46 in) 440 g (0.91 lb) MS01-37x mm [+/-0.2] (6.10 in) 37 mm (1.46 in) 880 g (1.8 lb) MS01-37x mm [+/-0.2] (9.05 in) 37 mm (1.46 in) 1320 g (2.9 lb) MS01-37x mm [+/-0.2] (12.01 in) 37 mm (1.46 in) 1800 g (3.9 lb) Die MagSpring besitzt eine konstante Kraft sobald der Läufer über die Distanz SP herausgezogen bzw. gedrückt wird. Die Distanz SP wird zwischen dem unbeschrifteten Läuferende und dem Ende des Stators (Gewindeteil) gemessen. Materialien: Stator: Eisen, Neodym, Nickel beschichtet Lager: POM basiert Die Statoren können wahlweise über das Feingewinde oder eine Klemmung befestigt werden. Für beide Baugrössen gibt es geeignete Befestigungsflansche. Bei der Fixierung des Läufers an der Lastmasse ist darauf zu achten, dass Parallelitätsfehler durch eine flexible Befestigung ausgeglichen werden.

5 Mechanische Abmessungen Läufer Läufer Part-Nr Länge L Slider Durchmesser Masse Gewinde ML01-12x130/ mm (5.12 in) 12 mm (0.47 in) ca 75 g (0.16 lb) M5 ML01-12x130/ mm (5.12 in) 12 mm (0.47 in) ca 75 g (0.16 lb) M5 ML01-12x130/ mm (5.12 in) 12 mm (0.47 in) ca 75 g (0.16 lb) M5 ML01-12x210/ mm (8.27 in) 12 mm (0.47 in) ca 155 g (0.34 lb) M5 ML01-12x210/ mm (8.27 in) 12 mm (0.47 in) ca 155 g (0.34 lb) M5 ML01-12x210/ mm (8.27 in) 12 mm (0.47 in) ca 155 g (0.34 lb) M5 ML01-12x290/ mm (11.42 in) 12 mm (0.47 in) ca 220 g (0.49 lb) M5 ML01-12x290/ mm (11.42 in) 12 mm (0.47 in) ca 220 g (0.49 lb) M5 ML01-12x290/ mm (11.42 in) 12 mm (0.47 in) ca 220 g (0.49 lb) M5 ML01-12x370/ mm (11.42 in) 12 mm (0.47 in) ca 281 g (0.62 lb) M5 ML01-12x370/ mm (14.57 in) 12 mm (0.47 in) ca 281 g (0.62 lb) M5 ML01-12x370/ mm (14.57 in) 12 mm (0.47 in) ca 281 g (0.62 lb) M5 Materialien: Chrom-Nickel-Stahl Bestellinformationen Stator Läufer Kraft Hub MagSpring Beschreibung Part-Nr Beschreibung Part-Nr 11 N 50 mm (1.97 in) M01-20x60/50x11N MS01-20x ML01-12x130/ N 130 mm (5.1 in) M01-20x140/130x11N MS01-20x ML01-12x210/ N 210 mm (8.3 in) M01-20x220/210x11N MS01-20x ML01-12x290/ N 50 mm (1.97 in) M01-20x60/50x17N MS01-20x ML01-12x130/ N 130 mm (5.1 in) M01-20x140/130x17N MS01-20x ML01-12x210/ N 210 mm (8.3 in) M01-20x220/210x17N MS01-20x ML01-12x290/ N 50 mm (1.97 in) M01-20x60/50x22N MS01-20x ML01-12x130/ N 130 mm (5.1 in) M01-20x140/130x22N MS01-20x ML01-12x210/ N 210 mm (8.3 in) M01-20x220/210x/22N MS01-20x ML01-12x290/ N 50 mm (1.97 in) M01-37x80/50x40N MS01-37x ML01-12x130/ N 125 mm (4.92 in) M01-37x155/125x40N MS01-37x ML01-12x210/ N 200 mm (7.87 in) M01-37x230/200x40N MS01-37x ML01-12x290/ N 275 mm (10.82 in) M01-37x305/275x40N MS01-37x ML01-12x370/ N 50 mm (1.97 in) M01-37x80/50x50N MS01-37x ML01-12x130/ N 125 mm (4.92 in) M01-37x155/125x50N MS01-37x ML01-12x210/ N 200 mm (7.87 in) M01-37x230/200x50N MS01-37x ML01-12x290/ N 275 mm (10.82 in) M01-37x305/275x50N MS01-37x ML01-12x370/ N 50 mm (1.97 in) M01-37x80/50x60N MS01-37x ML01-12x130/ N 125 mm (4.92 in) M01-37x155/125x60N MS01-37x ML01-12x210/ N 200 mm (7.87 in) M01-37x230/200x60N MS01-37x ML01-12x290/ N 275 mm (10.82 in) M01-37x305/275x60N MS01-37x ML01-12x370/ N = lb

6 Befestigungsflanschen zu MagSpring MS01-20 Statoren 30 mm (1.18 in) mm (1.34 in) 17 mm (0,67 in) 18.5 mm (0.73in) 20 mm (0.79 in) 8 mm (0.31in) 5 mm (0.2 in) 4.3 mm (0.17in) 22 mm (0.87 in) 6 mm (0.24 in) Alle Dimensionen in mm / (inch) Material: Aluminium (AlMgSi), schwarz eloxiert Masse: ca 30 g Bezeichnung: MF01-20/H23 Art.-Nr.: Adapter zwischen MagSpring MS01-20 Statoren und H01-23-Führungen H ± ±0.4 M ±0.20 Alle Dimensionen in mm / (inch) Material: Aluminium (AlMgSi), schwarz eloxiert Masse: ca 18 g Bezeichnung: MA01-20/H23 Art.-Nr.:

7 Befestigungsflanschen zu MagSpring MS01-37 Statoren 46 (1.81 in) 37.20(1.46 in) 3 (0.12 in) (1.00 in) 50 (1.97 in) 22 (0.87 in) 14 (0.55 in) 25 (0.98 in) 5 (0.19 in) 4.30 (0.17 in) 30 (1.18 in) 10 (0.39 in) Alle Dimensionen in mm / (inch) Material: Aluminium (AlMgSi), schwarz eloxiert Masse: ca 70 g Bezeichnung: MF01-37/H37 Art.-Nr.: Adapter zwischen MagSpring MS01-37 Statoren und H / H01-48-Führungen Adapter für H01-37 Führung Adapter für H01-37 Führung H ± M ± ±0.20 Alle Dimensionen in mm Material: Aluminium (AlMgSi), schwarz eloxiert Material: Aluminium (AlMgSi), schwarz eloxiert Masse: ca 18 g Masse: ca 32 g Bezeichnung: MA01-37/H37 Bezeichnung: MA01-37/H48 Art.-Nr.: Art.-Nr.:

8 Daten und technische Angaben können jederzeit geändert werden. MagSpring ist ein eingetragener Handelsname von NTI AG. (V3.1) MagSpring Produkte erhalten Sie von über 80 Distributoren weltweit. Fragen Sie uns nach der nächsten Vertretung. Kontaktadresse Europa/Asien NTI AG MagSpring Tel. +41 (0) Haerdlistrasse 15 Fax. +41 (0) CH-8957 Spreitenbach Schweiz Web: Kontaktadresse Nordamerika LinMot Inc. N2444 Broad Street Phone or Delavan Fax: or WI USA Web: