磁性升降装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种磁性升降器装置，其具有外壳，外壳具有工件接合面。支承结构包括两个马蹄形构件，马蹄形构件分别具有腿，腿的终端在靠近接合面定位的相应支点处铰接到外壳的相对外侧面并且马蹄形构件在外壳宽度上跨越外壳。选择支点的相对位置和腿的长度使得马蹄形构件中的至少一个可以远离升降器装置的第一操作位置向第二操作位置旋转，在升降器装置的第一操作位置，两个马蹄形构件朝向彼此会聚以形成共同环，该共同环用于插入联接构件，在装置的第二操作位置，工件接合面从位于第一操作位置时的定向旋转大约90度并且所述旋转期间，其头部保持不接触外壳。
【专利说明】磁性升降装置
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种材料操作设备，并且具体地涉及一种磁性升降装置，磁性升降装置能从起重机臂、门架或用于升降、搬运或运送铁磁工件的其它顶置结构悬挂，所述铁磁工件诸如是钢板、坯段、管等。虽然优选升降装置将使用永磁体作为用来将工件固连到装置工作面的唯一磁通量源，但本发明同样适用于仅利用电磁体或利用电磁体与永磁体的组合的升降装置。
【背景技术】
[0002]数十年来，在现有技术中已知用于拾取所有类型的铁磁物体的永磁和/或电磁升降工具和装置，所述铁磁物体诸如是如钢板等的平面工件或如钢管、发动机组等的庞大、规则或不规则形状工件以及废金属以用于操作和输送目的。
[0003]一般而言，承载用于将铁磁物体附连到装置或工具的工作面的磁通量源的实际磁性装置或工具的组成可以显著不同，取决于:所用的磁通量源的类型，例如具有(或不具有)软磁极块的电磁体和/或永磁体；用于在其中铁磁物体将附连或保持固定到装置或工具工作面上的状态与其中铁磁物体将被释放的状态之间切换通量源的布置的类型和复杂性；以及用于实现在工作面与待机械地固持在该装置或工具的物体之间最佳、优选地无气隙界面所需的工作面几何形状，在此，仅给出几个例子。
[0004]因此，例如，美国专利4，802，702 (Bownds)示出并且描述了一种用于从施工现场清除和移除铁磁废物的磁性升降工具。该工具包括细长L形手柄和圆形升降板(包括非磁性材料的外部短粗圆柱形外壳构件、接纳于外壳中的永磁体或电磁体，和与外壳相互配合并且闭合外壳原本敞开的下面的钢合金帽)。外壳以固定方式附连到管的下终端，管的下终端伸缩地插入并且可选择性地固定到L形手柄的腿，利用L形手柄，使用者能握持该装置并且使升降板在一表面上掠过以进行磁性碎肩收集。能通过手动地移动升降板所附连的手柄来调整由钢帽构件提供的工作面的空间定向和姿势。
[0005]美国专利4，504，088 (Carter)公开了手动操作升降工具的各种实施例，其中，使用液压或气动压力来造成提供工具工作面的非磁性接触构件相对移位。接触构件可以是薄弹性体膜，在工具使用中，使薄弹性体膜与待操纵(保持、升降等)的铁磁物体抵接接触；并且相对于接纳在该工具的非磁性外壳内的永磁体的操作面处于近端位置与远端位置之间。在一实施例中，外壳又利用附连器件设置于远离工作面的端部，附连器件用于将升降装置附连到合适起重机构等，诸如铰接式球杯接头。
[0006]美国专利5，435，613 (Jung)、欧洲专利EP 0974545 (Jung)和美国专利公告US2003/0146633 Al (Jung)分别描述和不出了不同永磁升降设备，它们全都包括许多永磁子结构。呈磁性转子形式的多个这样的子结构保持在设备外壳内旋转，并且互补数量的子结构固定到外壳内相应磁性定子结构内。这种布置提供可切换的永磁体单元或装置，可以通过相对于定子结构旋转磁性转子来接通和切断该可切换的永磁体单元或装置。转子结构的限定的旋转位置使得当使设备的工作面接触铁磁工件(诸如钢板)时磁通量变得可用于形成闭合磁路。工作面设置于可磁化软铁极板的自由终端表面，可磁化的软铁极板固定于外壳内并且形成外壳的部分，并且其分别能与邻接定子结构的永磁体进行无间隙接触。
[0007]相比而言，美国专利4，314，219 (Haraguchi)和美国专利 5，382，935 (Doyelle)，尽管分别采用结构上不同的磁性升降设备，依靠存在于设备中的所有磁性有源质量布置在一个或多个转子结构中的相同原理，转子结构额外地包括分别由永磁体(即，磁性有源质量)相反地极化的两个软铁主体。(多个)转子结构接纳于软铁极板或构件之间，软铁极板或构件彼此磁性地隔离并且在相应自由终端边缘表面处设有升降设备的工作或接合面，能使工作或接合面与待保持和操纵(例如，升降或移动)的铁磁工件接触。转子极块相对于面对的极板的旋转位置将决定磁通量是否能从永磁体通过转子极块流动到固定极块内并且从那里流入到工件内。实际上，(多个)转子构件的极块当定位成朝向相对定位的极板时提供无源磁性‘分路’桥，(多个)转子夹在相对定位的极板之间。
[0008]Jung、DoyelIe和Haraguchi的升降器设备/转子的一个共同特征是设置手柄或致动器构件，手柄或致动器构件以轴颈支承或以其它方式支承于装置外壳并且与(多个)转子连结，这种连结在Haraguchi的情况下通过适当齿轮系统实现以实现设备的多个磁性有源转子的同步旋转，以使转子在设备/装置的“接通”位置与“断开”位置之间旋转。
[0009]另一共同特征是在装置外壳的上外部上设有研磨圈(bull ring)或U形眼钩，利用研磨圈或U形眼钩，该装置能联接到缆索、链条或其它类型的支承构件，所述支承构件从起重机、门架或其它顶置结构悬挂，所述顶置结构用来使磁性升降器装置/设备与待固连到该装置和利用该装置进行升降的铁磁工件接触(和从该铁磁工件移除)。应当指出的是，研磨圈和眼钩的方位相对于外壳是固定的。即，在缆索或链条处的升降装置的移动自由度仅由用于使该升降器装置从缆索或链条悬挂的相配构件或连接结构的类型决定。这种相配构件可以是以已知方式固定到缆索或终端链条链节上简单的C形钩或U形套钩或者用于使该升降器装置/设备升降的缆索或绳索端部的套索。
[0010]与在磁性升降器装置/设备处的这种空间固定的支承结构/构件(其也被称作磁性升降器头)相反，美国专利3，389，356 (Schneider)公开了一种磁性升降器，这种磁性升降器采用U形马蹄形件，U形马蹄件的腿枢转地连接到(即铰接到)从装置外壳顶板向上延伸的相应连接器板。因此，马蹄件提供在装置外壳处铰接的手柄或支承构件，其提供装置外壳相对于支承电缆或链条的更大移动自由度，外壳可以从支承缆索或链条悬挂以用于工件的磁性吊装操作。
[0011]关于上文描述的类型的磁性升降器装置中所采用的可能其它类型的支承和连接结构和布置，美国专利3，298，730 (Soley)公开了一种电磁体升降装置，其具有短粗中空圆柱形外壳，短粗中空圆柱形外壳具有圆形顶板和圆柱形裙部。四个凸耳凸缘相对于该装置的中心轴线以对称布置以等边间距从顶板向上突出，该装置的中心轴线垂直于顶板平面延伸。凸耳凸缘形成具有四个极块的一体件，四个极块在其下终端设有升降器的工件接合表面(即，工作面)并且相应电磁体的线圈束围绕所述极块被承载。
[0012]凸耳凸缘用作四个支承链条的终端链节的枢转锚固点，利用枢转锚固点，升降器能从起重机臂等悬挂。在顶板中的孔口(凸耳凸缘延伸穿过孔口并且用于将极靴的位置固定在顶板)和凸耳凸缘本身的尺寸适于允许较小活动或不允许活动以便在升降器承载时最小化这些部分之间的挠曲，并且相对于升降器的中心轴线定位使得将抵抗附连到升降器的荷载的冲击荷载或碰撞。实际上，抵抗侧向移位的半刚性的连接结构设置于升降器外壳与四个链条构件之间，四个链条构件向上会聚到起重机吊钩或类似连接构件处的共同支承点，起重器吊钩或类似连接构件承载于原本柔性的缆索端部处，缆索用来升降在载荷下的该升降器。部分地由于形成总结构的部分的所有部件所需的制造公差，总结构不必要地较为复杂并且昂贵。
[0013]一种在升降器装置与从起重机臂或类似物悬挂和支承磁性升降器装置的缆索、绳索或链条之间的弹性支承结构公开于美国专利3，471，193 (Hayes)中。三个双翼底座凸缘(或马蹄件)设置于磁性升降装置的短粗圆柱形外壳的顶板上侧上，位于邻近外壳周围壁的等边三角形的顶点上。伸缩活塞(带有内部弹簧的缸管单元)用于使带有研磨圈结构的底板远离顶板进行偏离，该结构原本经由三个升降链条连接到顶板，升降链条的相反终端链节分别在马蹄件处枢转并且分别经由螺栓枢转连接到底板。升降链条通过弹簧作用维持张紧使得仅通过操纵起重机升降块和由起重机操作者操纵吊钩而易于使研磨圈易于与起重机吊钩接合。同样，提供有半刚性但充分弹性的连接器支承结构。
[0014]如从上文总结的文献了解到，单独地或组合地，支承结构具体地存在多种缺点，利用该支承结构，升降装置从升降和支承缆绳(或类似柔性可拉伸的支承构件)悬挂并且支承，升降和支承缆线由起重机臂或类似顶置支承结构承载。
[0015]相关地，虽然将不同厚度和尺寸的铁磁板以水平位置姿势运输并不是鲜见的，但会需要手动干预来使这些板倾斜到竖直位置姿势以在板边缘上直立储存。为此目的，在最初运输之后，升降器头必须脱离或者以其它方式从(水平运输板所需的)板的一般重心指示位置，朝向板为了直立储存将倾斜的边缘相反的边缘移动。
[0016]在此情形下，相关地，设想到支承结构的目的是为了维持升降器头的工作(或附连)面处于大体上水平姿势，从而维持悬挂的板也处于水平姿势，并且最小化会在工件与升降器装置工作面之间的界面处出现的剪切载荷，这种剪切载荷是由于在装置从其承载缆索悬挂时装置的主法向(竖直)轴线与待升降的物体的重心(CG)轴线之间的未对准而造成的。当载荷以其重心远离升降器附连到载荷的位置悬挂时，不希望的弯矩将在支承结构的部件中的某些部件中(诸如在Hayes升降器的伸缩引导活塞缸单元中)生成，或者导致在升降装置的支承结构中的柔性拉伸构件中的一个或两个上不希望的载荷再分布。
[0017]在诸如单个研磨圈或马蹄件等支承结构中(如在Jung和Carter升降装置中)使这种载荷再分布和破坏性弯矩最小，然而，这具有允许所悬挂的载荷和升降器头在升降缆索或链条的末端处更大摇动的缺点。
【发明内容】
[0018]关于上文的描述，本发明的一个目的在于提供一种用于磁性升降器装置的改进的支承结构，磁性升降器装置适于利用缆索、绳索、链条或类似柔性拉伸构件提升，缆索、绳索、链条或类似柔性拉伸构件从起重机吊臂、门架或类似顶置吊装机器部件悬挂并支承，该支承结构能由简单的起重机吊钩接合以提升升降器装置并且当在该吊钩处在载荷下时仍提供悬挂的升降器装置更大的位置稳定性和定向稳定性。
[0019]本发明的另一目的在于提供此类支承结构的实施例，其将允许磁性升降器工件运输方面的多功能性，因为，其将允许在水平、倾斜或竖直定向吊装并且运输铁磁板，而不会在该结构的部件上引入不希望的载荷分布和施加，特别是由于工件的重心与磁性升降装置的升降轴线或者升降装置沿着共同升降方向的重心不对准造成的载荷分布和施加，磁性升降装置的升降轴线法向于其工件接合表面(工作面)延伸。
[0020]本发明的另一目的在于提供一种磁性升降装置，特别是提供一种仅使用永磁体的升降装置，其通过合并此类改进的支承和吊装结构而提供构造容易性。
[0021]通过下文的描述，其它目的和目标将会变得显然。
[0022]根据本发明的一广泛方面，提供一种磁性升降装置，其具有:外壳；至少一个可切换的磁体布置，其优选地仅包括接纳于外壳中的永磁体，永磁体适于向外壳承载的装置的工件接合面递送磁通量；致动机构，其承载于外壳处并且被布置成将该可切换的磁体布置在各种切换状态之间切换，在各切换状态中，在接合面处具有磁通量或者在接合面处无磁通量；以及，支承结构，其安装到外壳上并且被布置成能与承载于拉伸载荷承载器件处的联接构件可释放地接合，拉伸载荷承载器件从起重机、门架和类似升降和输送设备的顶置载荷构件悬挂和支承，其特征在于支承结构包括两个马蹄形构件，马蹄形构件分别具有腿，腿的终端在优选地靠近接合面定位的相应支点处铰接到外壳的相对外侧面并且使得马蹄形构件在外壳宽度上跨越外壳，且支点在外壳处的相对位置和腿的长度被选择成使得马蹄形构件中的至少一个可以远离升降装置的第一操作位置向升降装置的第二操作位置旋转，在升降装置的第一操作位置处，两个马蹄形构件的头部朝向彼此会聚(converge)，从而形成共同环，联接构件可以插入于该共同环内，在升降装置的第二操作位置处，工件接合面从其位于第一操作位置处的定向旋转大约90度并且在旋转期间，其头部保持不接触外壳。
[0023]本发明的第一方面在功能方面已部分地得到描述，因为外壳的具体几何形状和外形会影响支点的具体位置和马蹄形构件的尺寸。在本发明的上下文中相关的是马蹄形构件中的至少一个可以相对于外壳从第一位置旋转到第二位置，在第一位置处，头部以具有充分空隙的方式定位于外壳顶面上方(使用水平面作为参考)，在第二位置处，马蹄形构件的腿会近似地平行于水平参考平面延伸并且头部会保持不接触外壳。
[0024]这种布局因此是使得升降装置在水平定向以及竖直定向上能提升板的布局，因为利用从两个马蹄形构件(优选地使用单个吊装缆索、链条等)悬挂的升降装置来实现水平升降和运输，而竖直吊装和运输中会看到该装置仅使用马蹄形构件中的仅一个进行悬挂，并且装置外壳处于旋转偏移位置，装置外壳的工件接合面牢固地磁性附连到板上。
[0025]在这种布局中的优选(但并非基本)考虑在于将两个马蹄形构件的支点定位于共同平面中，该共同平面以离升降装置的接合或工作面限定的平面尽可能短的距离延伸。升降装置的重心(CG)应优选地也尽可能靠近该共同平面定位。这种优选布置的目的在于最小化由于当铁磁板从升降头以大体上直立定向悬挂时穿过铁磁板的重心延伸的轴线(其中，升降装置将从马蹄形构件中的仅一个悬挂并且马蹄形构件处于第二操作位置)与相对于包括重力向量的竖直平面的、升降装置的重心之间的未对准所造成的感生力矩。
[0026]在装置使用中，铁磁板支承于接合面使得板的重心有利地定位于接合面的占据区内，升降装置能经由两个马蹄形构件的头部从升降缆索连接构件(例如，吊钩)悬挂(外壳会处于第一操作位置)，因此向板提供准稳定的水平运输位置。在方向上不受控制的摇动移动在更大程度上受到抑制，并且悬挂的载荷的来回(sew-saw)移动可以更易于受到该升降装置所悬挂到的起重机(或类似吊装设备)的操作者控制或抑制。
[0027]在一实施例中，外壳为箱形，其中，其下侧提供工作面，下侧优选地设有可交换的极靴板构件以适当地最小化在外壳处的接触磨损。板靴构件可适当地成形为操纵磁通量从升降装置的通量源穿入工件内，同时也设法优化工件到升降装置的磁性吸附和/或提供工件接合表面，该工件接合表面至少部分地将轮廓设定为(部分地或完全地)匹配待升降的铁磁物体的形状。
[0028]而且，定位构件能有利地设于外壳处，定位构件可以在锁定位置与解锁位置之间选择性地移动，并且在空间上定位成在升降装置的第一操作位置和第二操作位置选择性地固定马蹄形支承构件相对于外壳的相对旋转位置。在一实施例中，定位构件为接纳于该外壳的合适内孔中的简单止挡销或螺栓。
[0029]通过下文本发明的优选实施例的详细描述，本发明在其不同实施例中的上述和其它目的和另外的适用范围将会变得显然。然而，应了解详细描述和在附图中示出的发明的实施例并非详尽的和限制性的，因为不偏离权利要求中确定的广泛发明构思并且对于本领域读者显而易见的变型和修改也是可能的。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是根据本发明的第一实施例并且合并了吊装支承结构的实施例的磁性升降装置的侧视立体图；
[0031]图2为被示出处于中间定向姿势的图1所示的装置的侧视平面图，当板状铁磁工件附连到升降装置上并且板的重心偏离升降装置的重心时实现这种中间定向姿势；
[0032]图3为示出处于最终竖直定向姿势的图1的装置的另一侧视平面图，该姿势用于沿竖直定向升降板状铁磁工件；以及
[0033]图4为图1至图3的升降装置的立体分解图，示出了该升降装置的处于拆卸状态的各个部件。
【具体实施方式】
[0034]在下文的描述中使用诸如上、下、纵向、宽度、水平、竖直等术语和类似相对术语，应认识到使用这些术语是为了便于理解本文所描述的升降装置(以及在使用中的)的组成零件和特征的相对布置和定向。除非从使用这些术语的上下文中另外说明，这些术语并不意图对这些术语相关的特征赋予限制意义。
[0035]首先转至图1和图4，示出了根据本发明的磁性升降装置10(也被称作磁性升降器)的优选实施例。其包括四个功能单元或子组，即:可切换的磁通量递送子组20，包括三个相同永磁单元22ra-c和两个极靴30、32 ;致动器子组件40，其用于在装置10的‘接通’与‘断开’状态之间切换磁通量递送子组20 ;支承结构60，利用支承结构60，升降装置10能从C形钩14或类似联接元件以两种不同的升降姿势悬挂和支承，所述C形钩14或类似联接元件在起重机、门架或其它类型的顶置升降设备的吊装缆索(未图示)的端部处被携载；以及，两部式外壳80，其中接纳、安装和以其它方式承载所有上文提到的子组。
[0036]这种升降器装置10能用于将铁磁物体磁性地固连于其上，并且为此目的，磁通量递送子组20能够由致动器子组件40在没有可“用于”极靴24、26的磁通量的状态和具有该可用磁通量的状态之间切换，该可用磁通量通过形成闭合磁路而将铁磁工件(诸如在图I中实施为钢板12)附连到由极靴24、26提供的装置10的工件附连面16上，该闭合磁路包括磁性单元22、在外壳处的无源极元件(如将描述的那样)、极靴24、26和工件，如在磁性升降装置领域中熟知的那样。
[0037]外壳80包括由可磁化的铁磁材料制成的下外壳块82，该下外壳块82具有长方体(或砖状)的外形并且具有在下外壳块82的上面与下面之间延伸穿过下外壳块82高度的三个相同内孔84。内孔84a-c在下外壳块82的纵向方向上沿连续线被布置，并且相邻的各内孔由外壳材料制的相对较窄腹板88隔开。还应指出的是多个不同直径的孔86存在于在宽度方向上延伸的腹板部分88中以也在下外壳块82的上面与下面之间延伸。这些孔用于使下外壳块82的两个区在其纵向对称平面的任一侧上彼此磁性地分离或隔离以便(尽管并非完全地但基本上)限定与外壳80 —体的磁性隔离的无源极块83a和83b。
[0038]接下来转至通量递送子组20的永磁单元22，每个这样的“单元”包括两个圆柱形的径向极化的稀土双极永磁体24、26，这两个磁体24、26具有大致相同的直径，彼此堆叠，其中，圆形、减摩但原本非磁性的很薄的分隔片28夹在磁体24、26的各相对的圆形端面之间。
[0039]每个这样的单元22接纳于下外壳块82的所述内孔84中的相应内孔中，由此，应当指出的是，下磁体26在各种情况下具有这样的直径，该直径用以确保紧密配合以便防止在内孔84a-c内旋转；可以实施额外或其它构造措施以固连下磁体26防止其在内孔84a_c中旋转，如本领域技术人员已知的那样。而且，下磁体26接纳于内孔84a-c中使得分隔各径向极化的下磁体26的N极与S极的径线彼此同轴对准，即位于下外壳块82的纵向对称平面中。由此，还应当指出的是，下磁体26的相反磁化的区段(或有源N和S极)27a和27b的极性将分别被赋予给由下外壳块82提供的邻接的无源极块83a和83b上，无源极块83a和83b在磁性上由上文所述的内孔86分开。而且内孔84的下开口由经适当定尺寸的薄分路盘(shunt disk) 34而优选地与块82的下面齐平地密封，薄分路盘34由合适材料制成，其材料具有高磁阻以便也防止通量泄漏路径和污染物进入。
[0040]上磁体24的直径略小于内孔84的直径(但有源磁质量优选地与下磁体26相同)，使得当接纳于内孔中时能自由旋转。还应当指出的是每个上磁体24的上圆形面设有两个径向相对定位的沉孔29，沉孔29的尺寸适于以过盈配合接纳相应定位销42，定位销42形成致动器子组件40的部分，致动器子组件40如将在下文中描述，并且可以利用它来向上圆柱形磁体24施加扭矩以便使上圆柱形磁体24旋转。
[0041]三个相邻的永磁单元22 (以及由下外壳块82提供的在功能上和空间上相关联的无源极块83a和83b)，在本质上表示三个连续布置的可切换的永磁装置，如在授予Magswitch Worldwide Pty Ltd 的美国专利 7，012，492 (Underwood 等人)中描述和不出。该文献的内容和公开通过对其进行具体交叉引用而并入到本文中，并且如果本领域技术人员未能理解本发明的升降装置中所采用的单元22的工作原理，则可以参考该文献。
[0042]简言之，上磁体24相对于下磁体26的旋转引起外部磁场在两个极值之间的正弦变化，该外部磁场通过叠加个别圆柱形磁体24、26的相应磁场而形成。在每个单元22的“断开”状态，上磁体24被定位成使得其N极25a基本上覆在下磁体26的S极27b上。同样得出上磁体的S极25b基本上覆在下磁体26的N极27a上。在此布置中，上磁体24和下磁体26充当内部有源磁分路并且因此来自每个单元22的外部磁场强度相当低(理想地在两个磁体具有完全相同的有源磁性材料质量并且被同样磁化的情况下该外部磁场强度为零)。使上磁体24绕其旋转轴线旋转180度使单元22到“接通”位置，其中上磁体24的相应N极25a和S极25b基本上覆在下磁体26的相应N极27a和S极27b上。在这种对准中，来自每个单元22的外部磁场相当强(叠加相同定向的磁场)并且铁磁材料可以跨过与磁体24、26相关联的无源极块23a和23b来牢固地附连，无源极块23a和23b为磁体与工件之间的通量转移提供低阻抗路径，由此形成闭合磁路。
[0043]在上文指出了两个极靴30、32(无源铁磁材料制的、具有高耐磨性并理想地具有很高磁导率)形成可切换的磁通量递送子组20的部分，可切换的磁通量递送子组20也包括三个相同永磁单元22。如可能在图4中最佳地看出，极靴30、32为扁平条带状构造，其沿着一个纵向边缘具有三个半圆形切口，当使用经适当定尺寸的平头钢螺栓35将极靴30、32固连到下外壳块82的下面81上时三个半圆形切口在与内孔84开口重合。这些螺栓接纳于下外壳块82的下面中的螺纹埋头孔中并且平坦头部齐平地容纳在极靴30、32的埋头沉通孔36中。每个极靴30、32总共四个螺栓35确保了这些部件到下外壳块82下面81上的牢固附连。应当指出的是极靴30、32实际上从下外壳块32所提供的相应无源极块83a和83b向下延伸，从而提供装置10的波状工件附连面16。
[0044]可移除的极靴30、32的存在是理想的特征，但也是可选的特征。此提供可交换的磨损部件，因为它们是升降器的界面和工件附连部件。而且，它们也可以被成形为通过合并各形状方面来提供增加的磁性功能，各形状方面不仅涉及优化施加到工件上的吸引磁动势的通量成形，而且也涉及接合面形状，该接合面形状可以被形成为至少更密切地匹配不是平板的工件的表面轮廓。
[0045]用于各个永磁单元22同步操作(旋转)的致动器子组件40大部分容纳于上外壳块90(或顶盖块)内并且安装到上外壳块90上，上外壳块90在平面图中尺寸适于匹配下外壳块82并且使用在汽车发动机应用中通常采用的五个内六角螺栓92以及中间垫片94而固连到下外壳块82上。挡条96 —体地形成于顶盖块90的上部外面上，其功能是为了向多件式的、扭矩敏感的致动器手柄44提供限定的止挡。手柄44从外壳80水平地向侧向突伸并且通过饼干式(或其它类型的形式配合)接头或联接件可移除地连接到致动器轴46的上端，致动器轴46的上端突伸穿过在顶盖块90的上壁部段中具有适当尺寸的通孔47。而致动器轴46以可释放的方式固连到顶盖块90内以能绕竖直轴线旋转，但被固定防止轴向移位。
[0046]致动器轴46的下端被成形为具有形式元件，形式元件提供在轴46与齿轮齿条传动装置的第一小齿轮48a之间的形式/形状配合，从而在手柄44旋转移位到小齿轮48a内时能从手柄44进行扭矩转移。
[0047]从图4，应当指出的是设有三个相同小齿轮48a至48c，一个小齿轮与各永磁单元22a-c相关联。所有齿轮48a至48c被安置成与两个平行安置的齿条杆50、52啮合并且在两个平行安置的齿条杆50、52之间，这两个平行安置的齿条杆50、52被接纳用于在形成于顶盖块90内侧上的具有适当尺寸的通道或凹槽内在外壳80的纵向方向上往复行进。这种齿轮齿条增速传动装置是动力学领域中的技术人员所熟知的并且将不在本文中展开进一步描述。
[0048]小齿轮48a至48c的下轮毂具有不规则的外截面，其分别与关联的联接盘54a至54c中存在的开口形式匹配(转位)，联接盘54a至54c被布置成随着小齿轮48a至48c旋转。虽然未图示，本领域技术人员将意识到联接盘54a至54c的朝向底部的侧部必须具有插口内孔或其它结构以与存在于单元22的上磁体26处的定位销42合适地接合和/或协作，从而使得扭矩能从致动器手柄44经由增速齿轮齿条传动装置的小齿轮传递。可以合适地选择传动比，但出于安全原因，优选地选择使得手柄44的90度转动导致永磁体单元22的上磁体24进行180度旋转以便将它们从断开状态切换到接通状态，如上文所解释那样。由可清楚辨别的手柄位置提供的视觉切换状态指示将在载荷从升降装置10悬挂时，辅助防止升降装置10计划外切断，如在图1至图3中示例性地示出的。
[0049]然而应意识到可以使用其它类型的致动器子组件来切换磁通量递送子组20的单元22。例如，作为经由手柄44进行手动致动的替代，可以采用电力驱动、气动驱动或液压驱动的伺服马达来赋予致动器轴46扭矩。而且，可以存在附加安全元件以防止手柄44的不当操作或意外操作，所述安全元件诸如是可移位的止挡块等类似物。
[0050]如在其它地方所指出的那样，希望提供一种支承结构60，其能在升降装置10悬挂和固连到顶置缆索或链条时赋予升降装置10某种程度的额外稳定性和摇动阻尼特征，同时仍提供操作多功能性。
[0051]为此目的，根据优选实施例，支承结构60将基本上包括两个相同的马蹄形构件62,68(其也被表征为；两个基本上U形的吊耳)，分别具有上弯曲部分(或头部)63、69和带扩大轮毂状环形终端67的两个侧部腿64、65/70、71，相应带肩螺钉66接纳于扩大轮毂状环形终端67内以将马蹄形构件62、68以枢转联接(铰接)方式紧固到外壳80，如特别地从图1至图3可以看出。S卩，马蹄形构件62、68的腿部终端67经由带肩螺钉66铰接到下外壳块82的相对外侧面89a、89b，带肩螺钉66被旋抒到侧面中的相应袋孔(sack hole)中，由此，它们在共同平面中相对靠近下外壳块80的下终端面81定位，该共同平面平行于下端面81的共同平面延伸。
[0052]螺钉66提供用于使马蹄形构件62、68相对于外壳80旋转的支点，其中应当指出的是选择腿64、64/70、71的长度使得吊耳62、68能从如图1所示的位置旋转到另一位置，在图1所示的位置，头部63、69彼此抵接并且各腿成锐角夹角(即，被定向成偏离于竖直轴线)，在另一位置，腿64、65在包括支点的平面中(S卩，根据图3，在平行于下面81的水平面中)延伸。实际上，马蹄形构件62、68在外壳80的宽度上跨越外壳80并且能相对于外壳80的下面81旋转到不同的旋转定向。
[0053]从附图，还应当指出的是总共五个定位螺钉74a_74e设置于外壳80的每个侧面89a、89b处，各螺钉可以被选择性地旋拧进出锁定位置与解锁位置之间并且其在空间上被定位成允许在图1和图3所示的升降装置的第一操作位置和第二操作位置分别选择性固定马蹄形支承构件62、68相对于外壳80的相对旋转位置。为了实现定位/固定功能，在各协作的螺钉对74a-74b、74c-74d和74d_74e之间的间距便于允许马蹄形构件62、68的某种程度的活动或移动并且在载荷下提供某种“弹性”，即，避免完全刚性的支承结构60。在马蹄形构件62处于朝向与外壳80下面平行的位置时，在定位螺栓74d与74e之间的间距限制马蹄形构件62的旋转自由，特别地，选择在定位螺栓74d与74e之间的间距使得如图3所示当钢板(或其它物体)以竖直或直立定向拖动或升降，并且重力造成马蹄形支承构件62的臂在荷载下朝向竖直倾斜时，外壳80能旋转到略微倾斜位置以适应升降装置10的重心与工件12的重心在沿着共同竖直线上的未对准。
[0054]因此，这种布局是使得升降装置10在水平以及竖直定向上能够吊装板12的布局，如图1和图3所示，因为水平升降和运输会利用从两个马蹄形构件62、68 (优选地使用单个吊装缆索、链条等)悬挂的升降装置10来实现，由此C形或U形钩14将同时接合马蹄形支承构件的两个头部63、69，而竖直吊装和运输将仅使用马蹄形构件中的仅一个(在图3中的构件62)来悬挂该装置10，其中该装置外壳80处于旋转偏移位置，其工件接合面牢固地磁性附连到板上。图2还示出了通过将升降器装置80定位成相对于板状工件的重心偏移，优选地靠近其边缘，也能将升降装置10用作以简单方式使板从大体上水平位置直立到竖直位置的工具，由此，仅使用马蹄形构件62来开始升降，并且当工件被提起时，力矩造成从初始水平定向旋转到直立定向。由于马蹄形构件62非固定地附连到下外壳82上而造成的马蹄形构件62相对于升降器外壳80的旋转自由度确保了在外壳与工件之间将不产生撬动力矩，而撬动力矩将倾向于使工件从升降装置10的工作面16移开。这具有另外的优点:磁性单元22a-c能被评定用于低承载能力(和因此具有更小尺寸)，因为并不需要提供添加的磁性联接力来应对撬动。
[0055]如所指出的那样，总布局的优选(但并非基本)考虑在于将两个马蹄形构件62、68的支点定位于共同平面中，该共同平面从升降装置的接合面所限定的平面以尽可能短的距离延伸。升降装置的重心应优选地也尽可能靠近共同平面定位，理想地在共同平面内。这种优选布置的目的在于最小化当铁磁板从升降头以大体上直立定向悬挂时穿过铁磁板的重心延伸的轴线(其中，升降装置将从马蹄形构件中的仅一个悬挂并且马蹄形构件处于第二操作位置)与相对于包括重力向量的竖直平面的、升降装置的重心之间的未对准所造成的感生力矩。
[0056]本领域技术人员也将意识到附图所示的升降装置10利用三个永磁单元22a_c作为磁通量源，能采用更少量或更大量的这种单元，并且由此用于切换该装置的外壳和致动机构要相应地进行修改。
[0057]本申请者制造了采用上述原理的升降装置，其具有不同数量的可切换的磁性单元22，其中测量出1000-2500kg的脱离载荷，提供高达700kg(在具有1/4英寸厚度的板的情况下:273kg)，的铁磁物体的安全升降该装置的重量在8kg-15kg之间并且外壳尺寸为260 X 350 X 150mm (大约)。
【权利要求】
1.一种磁性升降器装置，具有:外壳；至少一个可切换的磁体布置，所述磁体布置接纳于所述外壳中并且适于向所述装置的工件接合面递送磁通量；致动机构，其承载于所述外壳处并且被布置成将所述磁体布置在各切换状态之间切换，在所述切换状态中，在所述接合面处具有磁通量或者在所述接合面处无磁通量；以及，支承结构，其安装到所述外壳上并且被布置成能与联接构件可释放地接合，所述联接构件承载于拉伸载荷承载器件处，所述拉伸载荷承载器件从起重机、门架和类似的升降和输送设备的顶置载荷构件悬挂和支承，其特征在于，所述支承结构包括两个马蹄形构件，所述马蹄形构件分别具有腿，所述腿的终端在相应支点处铰接到所述外壳的相对外侧面并且使得所述马蹄形构件在所述外壳宽度上跨越所述外壳，且所述支点在所述外壳处的相对位置和所述腿的长度被选择成使得所述马蹄形构件中的至少一个能够远离所述升降器装置的第一操作位置向所述装置的第二操作位置旋转，在所述升降器装置的所述第一操作位置处，所述马蹄形构件的头部朝向彼此会聚，从而形成环，所述联接构件能够插入于所述环内，在所述装置的第二操作位置处，所述工件接合面从其位于所述第一操作位置处的定向旋转大约90度并且在所述旋转期间，其头部保持不接触所述外壳。
2.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述可切换的磁体布置包括接纳于所述外壳内的一个但优选地多个永磁体单元。
3.根据权利要求2所述的升降装置，其特征在于，还包括变扭杠杆，所述变扭杠杆联接到传动装置，所述传动装置接纳于所述外壳中并且被布置成向所有磁体单元同时赋予扭矩以将所述装置在接通状态与断开状态之间切换。
4.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述支点位于在共同平面中的接合面附近。
5.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述外壳为箱形，并且其中，所述外壳的下侧设有工作面，所述工作面设有可更换的耐磨损的极靴构件。
6.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，还包括设于所述外壳处的定位构件，所述定位构件能够在锁定位置与解锁位置之间选择性地移动，并且所述定位构件在空间上定位成在所述升降装置的所述第一操作位置和所述第二操作位置中选择性地以具有或不具有游隙的方式固定所述马蹄形支承构件相对于所述外壳的相对旋转位置。
【文档编号】B66C1/06GK104507845SQ201380041003
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】D·莫顿 申请人:磁转换技术股份有限公司