CN107405757A - 夹紧设备和夹紧设备的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于临时固定夹紧对象(11;31;51)的夹紧设备，其带有：至少一个接触器件(3;23;43;63;83;103;123)，其包括第一磁性设备(6;26;46;63;90;110;131)且其构造成用于到夹紧对象(11;31;51)上的力引入；且带有支撑器件(2;22;42;62;82;102;122)，其包括第二磁性设备(34;67;94;110;131)且其构造成用于至少一个接触器件(3;23;43;63;83;103;123)与承载组件(10;32;52;72;92;112;132)的力传递的联接，其中，接触器件(3;23;43;63;83;103;123)和支撑器件(2;22;42;62;82;102;122)通过在永磁体(6;26;46;63;90;105,108;125,136)与超导体(5;25;45;65;85;109;129)之间的磁性相互作用被非接触式力传递地彼此联接且彼此构造可调整的工作间隙(4;24;44;64;84;124)。

Description

夹紧设备和夹紧设备的应用

技术领域

本发明涉及一种用于临时固定夹紧对象的夹紧设备以及这样的夹紧设备的应用。

背景技术

由现有技术已知多个被用于在运输过程和/或加工过程期间利用夹紧力加载工件的夹紧器件。为了相应的工件或夹紧对象的临时固定，该工件或夹紧对象由夹紧器件抵靠贴靠面被挤压或被容纳在两个或多个夹紧器件之间，它们因此抓住工件。这样的夹紧器件例如被安置在工件台处，以便于可将工件固定在工件台的贴靠面上。备选地，这样的夹紧器件布置在操纵器处、尤其在工业机器人的手部区域中，以便于利用夹紧力抵靠位置固定的支架挤压工件或以便于抓住工件。为此，工件例如由夹紧器件抵靠在操纵器处的贴靠面被按压或多个反向地工作的夹紧器件将抓取力施加到夹紧对象上。经常地，夹紧器件具有基体和接触体，其中，基体被安置在工件台处或在操纵器处而接触体构造成用于贴靠在工件处。

优选地，接触体被弹性地支撑在基体处或至少局部地由弹性屈服的、尤其橡胶弹性的材料制造。

发明内容

本发明的任务在于提供一种使得到夹紧对象上的经改善的夹紧力传递成为可能的夹紧设备。

该任务对于开头提到的类型的夹紧设备而言利用权利要求1的特征来实现。在此作如下设置，即，该夹紧设备具有至少一个接触器件，其包括第一磁性设备且其构造成用于将力引入到夹紧对象上，且该夹紧设备此外具有支撑器件，其包括第二磁性设备且其构造成用于至少一个接触器件与承载组件的力传递的联接，其中，接触器件和支撑器件通过在永磁体与超导体之间的磁性相互作用被非接触式力传递地彼此联接且彼此构造尤其可调整的工作间隙。

对于下面的实施方案而言以如下为出发点，即，磁性设备构造成用于提供磁场(如这尤其在永磁体中是这样的情况)，或构造成用于在存在由外部所施加的磁场的情形中提供反作用力(如这尤其在其材料特定的跃变温度上或之下被冷却的超导体的情形中那样)。与此相应地，夹紧设备的一个磁性设备包括至少一个永磁体而夹紧设备的另一磁性设备包括至少一个超导体。此外尤其以如下为出发点，即，超导体被如此地调理，即使得其在由外部所施加的磁场的变化的情形中提供对应的反磁场，该反磁场反作用于外部磁场的变化。

优选地，接触器件设置成带有用于面型地贴靠在夹紧对象的表面处的第一磁性设备，以便于将夹紧力引入到夹紧对象上。在此，取决于夹紧对象的表面性质可设置用于夹紧对象的力配合和/或形状配合的夹紧的所提供的夹紧力。在力配合的夹紧的情形中，通过在第一磁性设备与第二磁性设备之间的磁性相互作用所引起的夹紧力优选地大多数情况下或仅在相对夹紧对象表面的法向上起作用。由此出现在磁性设备与夹紧对象之间的摩擦力，其取决于夹紧力的法向力分量以及取决于在接触器件与夹紧对象之间的静摩擦系数且其优选地大于夹紧对象的重力。在形状配合的夹紧的情形中，接触器件如此地接合到夹紧对象的凹口中，即使得夹紧对象可至少部分地在接触器件上支撑其重力。不仅在力配合的夹紧的情形中而且在形状配合的夹紧的情形中，第一和第二磁性设备如此地彼此协调，即使得在至少一个永磁体与至少一个超导体之间的磁性相互作用足够大，以便于施加对于保持或运动夹紧对象必要的夹紧力。

示范性地，第一磁性设备包括一个或多个永磁体，而第二磁性设备优选地包括一个或多个超导体。备选地可设置有带有一个或多个超导体的第一磁性设备和带有一个或多个永磁体的第二磁性设备的设计方案。

超导体由在冷却到材料特定的跃变温度上或之下的情形中具有超导特性的材料制造。对于夹紧设备而言，在此充分利用如下效应，即，超导体随着达到或未超过其跃变温度在一定程度上“存储”在冷却过程期间由外部所施加的磁场且一直反作用该外部“编程”的磁场的变化，直至跃变温度又被超出。示范性地，对于带有这样的特性的超导材料而言，提及钇钡铜氧化物(YBCO)，其例如通过利用液氮冷却到在其跃变温度上或之下的温度上且然后具有超导特性。

夹紧设备的可选择性地关联于第一或第二磁性设备的至少一个永磁体设置成用于与至少一个超导体的磁性相互作用且优选地在超导体冷却到材料特定的跃变温度上或之下期间如此地相对于超导体布置，以至于其构造与超导体的工作间隙。该工作间隙是在超导体与接触器件之间的空间体积，其取决于对于夹紧设备的使用领域利用流体如空气、保护气体或液体被填满。工作间隙的扩张取决于在超导体与接触器件之间待传递的力而变化，其中，工作间隙的不仅缩小而且扩大由工作间隙的通过超导体的“编程”在冷却到其跃变温度上或之下期间被预设的扩张出发相应地导致到磁性设备上的复位力。优选地，工作间隙在超导体冷却到其跃变温度上或之下的情形中被如此地调整，以至于在超导体与永磁体之间的可靠的磁性相互作用被确保且在设置用于夹紧设备的夹紧力间隔内不出现在永磁体与超导体之间的机械接触。

特别优选地，接触器件除了第一磁性设备之外还包括由以有利的方式被匹配于夹紧对象的材料构成的缓冲元件。如果夹紧对象例如具有敏感的表面，对于缓冲元件而言选择较软的材料，其使得在不带有在表面处的损伤的情形中接触器件到夹紧对象上的力引入成为可能。

第二磁性设备构造成支撑器件的组成部分，其例如构造成支架，利用其使得第二磁性设备在承载组件、例如(尤其工业机器人的)操纵器的手部区域处的固定成为可能。优选地，支撑器件包括机械接口例如装配面或耦联组件(Kupplungsanordnung)，以便于使得在承载组件处的可重复的位置精确的安置成为可能。

通过在磁性设备(即至少一个超导体和永磁体)之间的磁性相互作用，使得在支撑器件与接触器件之间的非接触式的力传递越过工作间隙成为可能。由于该非接触式的基于在超导体与永磁体之间的磁性相互作用的力传递，接触器件相对于支撑器件和与此相连接的承载组件的弹性的且自复位的布置被确保。由此，在夹紧对象的形状中可能存在的公差或在夹紧设备相对于夹紧对象的定位的情形中出现的不精确性可至少在很大程度上被补偿，而夹紧力传递不被考虑。

优选地作如下设置，即，支撑器件相对于相关联的接触器件执行线性运动、在弯曲轨道上的运动、尤其沿着圆形轨道的摆动运动、或线性运动和在弯曲轨道上的运动的叠加、尤其螺旋运动。示例性地可作如下设置，即，接触器件相对于支撑器件具有刚好一个运动自由度或备选地具有多个运动自由度。由于在支撑器件与接触器件之间的非接触式的力传递，即使在刚好一个运动自由度的情形中可实现在支撑器件与接触器件之间的一定的方向补偿。当带有不规则成形的表面的对象应被抓取时，那么这尤其是有兴趣的。

本发明的有利的改进方案是从属权利要求的目标。

如下是适宜的，承载组件关联有用于提供用于接触器件的夹紧运动的促动器。通过应用可例如是流体促动器(例如压缩空气缸或液压缸)或电气促动器(例如电气线性直接驱动器或电气主轴驱动器)的促动器，使得夹紧运动的自动化的、基于外力的提供和夹紧力的构建成为可能。在此，促动器可示例性地布置在承载组件与支撑器件之间。当承载组件构造成机架且夹紧设备设置成用于将夹紧对象临时固定在机架处时，那么促动器的该组件是尤其有兴趣的。示范性地为此可提及加工设备例如钻机，在其中夹紧对象在钻孔过程期间应被固定在机架处。备选地，促动器可构造成承载组件的组成部分，如这例如在工业机器人的手臂区段的情形中是这样的情况。特别优选地，在一种第二磁性设备作为超导体的设计方案的情形中可设置有在关联于承载组件的促动器与支撑器件之间的非接触式的力传递。为此可示范性地作如下设置，即，促动器的可运动的区段、例如流体缸的活塞杆装备有永磁体且超导体不仅在接触器件的永磁体上而且在促动器的永磁体上被“编程”。

在本发明的一种有利的改进方案的情形中作如下设置，即，支撑器件和/或接触器件关联有带有可变磁通的第三磁性设备，其构造成用于对在支撑器件与接触器件之间的磁性相互作用发挥影响。借助于第三磁性设备可例如获得在两个磁性设备(即永磁体与超导体)之间的工作间隙的扩张的调整，以便于使得对不同的夹紧情况的匹配成为可能。为此可选择性地借助于第三磁性设备通过提供相应的磁场设置在永磁体与超导体之间的磁性相互作用的削弱或加强。备选地，第三磁性设备可设置成用于在恒定的工作间隙的情形中在支撑器件与接触器件之间的平移运动和/或转动运动的引入。当在支撑器件处布置有多个相应地借助于第三磁性设备彼此独立地相对于支撑器件可运动的接触器件时，那么这尤其是有兴趣的。示范性地，至少一个空心圆柱形构造的、局部包围呈棒状的支撑器件的接触器件可线性运动地在支撑器件处被引导。在此，第三磁性设备用于提供沿着支撑器件的纵轴线的驱动运动，以便于使得至少一个接触器件沿着该纵轴线的转移成为可能。

示例性地，第三磁性设备可为相对于第二磁性设备、尤其超导体可移位地被支承的永磁体，其取决于对夹紧设备待提出的要求可被靠近到接触器件处或可从该接触器件被移开，以便于由此影响在支撑器件和接触器件的磁性设备之间的磁性相互作用。

优选地作如下设置，即，第三磁性设备构造成电线圈且第三磁性设备关联有操控设备，其构造成用于将线圈电流提供到第三磁性设备处。借助于线圈或线圈的布置可以以有利的方式获得在超导体与接触器件之间的相互作用的影响。为此，由操纵设备将合适的线圈电流提供到至少一个线圈处，由此取决于线圈的机械结构方式(Aufbauweise)与布置和电流方向可获得在超导体与永磁体之间的磁性相互作用的削弱或加强或变化、尤其在维持工作间隙的扩张的情形下获得在支撑器件与接触器件之间的工作间隙或相对运动的调整。特别优选地作如下设置，即，操控设备关联有传感器设备，该传感器设备例如构造成距离测量系统(Wegmesssystem)，以便于获取工作间隙的扩张和/或接触器件相对于支撑器件的位置。此外作如下设置，操纵设备装备有尤其构造成用于操控设备的微处理器的调节器软件的调节器，其使得工作间隙到可预设的、尤其恒定的工作间隙宽度上的调节和/或在恒定工作间隙的情形中接触器件相对于支撑器件的相对位置的调节成为可能。

优选地作如下设置，即，在承载组件处布置有多个支撑器件，它们相应地构造成用于与相关联的接触器件的磁性相互作用。借助于至少两个支撑器件，使得例如夹紧力在相同或不同空间方向上到夹紧对象上、优选地在夹紧对象的至少两个不同的接触区域处的引入成为可能，以便于由此使得夹紧对象的特别可靠的固定成为可能。在此，接触器件的运动可实施为纯线性运动、实施为尤其在圆形轨道上的纯摆动运动、或实施为线性运动和摆动运动的叠加。优选地设置有接触器件的反向的运动，从而使得在接触器件之间构造的抓取间隙可通过接触器件的同时的或在时间上相继的运动被缩小或扩大。

在本发明的一种有利的改进方案的情形中作如下设置，即，多个支撑器件与相应地相关联的接触器件一起形成抓取组件，在其中支撑器件在不同空间方向上取向地布置在承载组件处。通过支撑器件在不同空间方向上的取向，使得夹紧对象的抓住成为可能，因为接触器件可如此地布置，即使得所提供的夹紧力足够大且以合适的方式取向，以便于承载夹紧对象。在此，由接触器件被引入到夹紧对象上的夹紧力导致在夹紧设备与夹紧对象之间的摩擦配合和/或形状配合，从而保持力可被施加到夹紧对象上，该保持力至少是如此大，以至于夹紧对象可被保持或优选地可被运动。

在本发明的另外的设计方案中作如下设置，即，支撑器件圆周形地在承载组件处利用在径向上伸延的力方向布置。在此，用于关联于支撑器件的接触器件的力方向可类似地、尤其呈星形地在径向上向外或向内取向。备选地，各个支撑器件相对于相关联的接触器件具有不同地在径向上向外或向内取向的力方向。特别优选地作如下设置，即，力方向在共同的点上相交，那么这例如当呈套管状的夹紧对象应在圆柱形的外表面或圆柱形的内表面处借助于夹紧设备被抓取时是有利的。

在本发明的另外的设计方案中作如下设置，即，承载组件和/或支撑器件和/或接触器件关联有冷却设备。借助于冷却设备，跃变温度的暂时的或持久的维持或未超过被确保。该冷却设备可例如是流体容器，其处于与超导体的导热的联接中且在其中容纳有冷却流体例如液化的气体，其蒸发制冷(Verdunstungskälte)将超导体保持在跃变温度上或之下。备选地，冷却设备可构造成电气运行的热机(Wärmekraftmaschine)，其通过供应电能可维持或持久地未超过超导体的跃变温度。示范性地，这样的热机构造成斯特林发动机(Stirling-Motor)或构造成热泵。

如下是适宜的，支撑器件构造成超导体且/或(一个或多个)接触器件构造成夹紧对象的组成部分。在支撑器件作为超导体的设计方案的情形中，使得用于夹紧设备的一种特别简单的结构方式成为可能。当整个夹紧设备在其中存在在超导体的跃变温度上或之下的温度的周围环境中被运行时，则这样的结构方式例如是可能的，从而可取消在超导体与承载组件之间的热解耦，其在夹紧设备的其它实施方式的情形中可通过支撑器件被确保。在至少一个接触器件与夹紧对象的组合的情形中优选地作如下设置，即，(一个或多个)接触器件的(一个或多个)永磁体被集成到夹紧对象中。当夹紧对象是容器或工件载体(利用其材料或工件应在不同的加工位置之间被输送)时，则这样的布置尤其是有兴趣的。

根据本发明的第二方面，根据权利要求1至9中任一项所述的夹紧设备的应用设置成用于将夹紧力引入到夹紧对象上。在夹紧设备的这样的应用的情形中可例如实现夹紧对象的热或电气解耦的抓住，因为由于相应的夹紧设备的工作间隙不存在在接触器件与支撑器件之间的直接连接。

附图说明

本发明的有利的实施方式在附图中示出。在此：

图1显示了朝向夹紧设备的第一实施方式的示意性的俯视图，其中，支撑器件关联于操纵器的手部区域且接触器件构造成用于提供用于将夹紧对象固定在机架处的保持力，

图2显示了夹紧设备的第二实施方式的示意性的侧视图，其中，支撑器件相应地关联有用于影响在超导体与永磁体之间的磁性相互作用的线圈设备，

图3显示了朝向带有三个彼此呈星形布置的支撑器件和相应地相关联的接触器件的夹紧设备的第三实施方式的示意性的俯视图，

图4显示了朝向构造成薄片夹持器设备(Foliengreifereinrichtung)的夹紧设备的第四实施方式的侧视图的示意性图示，

图5显示了朝向作为根据图4的夹紧设备的组成部分的支撑器件的前视图，

图6显示了构造成线性调节器(Linearsteller)的夹紧设备的第五实施方式的示意性图示，

图7显示了根据图5的线性调节器的布置的示意性图示，

图8显示了夹紧设备的第六实施方式的示意性图示，在其中接触器件可线性运动地被容纳在引导杆处且设有驱动器件，

图9显示了根据图8的引导杆的侧视图，

图10显示了朝向根据图8的接触器件中的一个的侧视图，

图11显示了夹紧设备的第七实施方式的示意性图示，在其中接触器件围绕引导杆可摆动运动地布置，

图12显示了根据图11的接触器件的前视图，且

图13显示了朝向根据图11的引导杆的前视图。

具体实施方式

在下面的附图说明中，对于所示出的实施方式的功能相同的部件而言相应地使用相同的标记，其中，功能相同的部件的重复说明被取消。

夹紧设备1的在图1中示意性示出的第一实施方式包括支撑器件2和接触器件3，它们通过工作间隙4彼此间隔地布置。为了夹紧力在支撑器件2与接触器件3之间的传递且为了接触器件3相对于支撑器件2的位置的维持，磁性相互作用被充分利用。该磁性相互作用基于示范性地构造成超导体5的关联于支撑器件2的磁性设备的超导特性和示范性地构造成永磁体6的关联于接触器件3的磁性设备的永磁特性。

示例性地作如下设置，即，永磁体6在超导体5在材料特定的跃变温度上或之下的冷却期间例如借助于未更详细示出的支架以相对于超导体5的距离被保持，以便于随着跃变温度的达到且若有可能所设置的未超过在一定程度上在超导体5中“编程”永磁体6的磁场。只要跃变温度紧接着保持未超过或维持，超导体5在永磁体6的磁场的变化的情形中相应地提供反作用于磁场的变化的反作用力(Reaktionskraft)，从而使得永磁体6相对于超导体5的位置被保持。为了达到或者维持超导体5在跃变温度上或之下的冷却，超导体5示范性地与热导体7热联接，该热导体7本身至少部分区段地被容纳在流体容器8中。流体容器8示范性地构造成用于容纳液化气体例如氮气且因此使得由超导体5经由热导体7的散热成为可能。

在流体容器8的后端部区域处构造有耦联区域9，其例如设置用于联结到未进一步示出的工业机器人的手部区域10处。借助于工业机器人可进行夹紧设备1相对于示例性地构造成板的夹紧对象11的运动，以便于将夹紧对象11力配合地固定在机架12处。在工业机器人的手部区域10的运动的情形中，接触器件3由于在永磁体6与超导体5之间的磁性相互作用跟随支撑器件2的运动且在此首先保持工作间隙4的扩张。一旦接触器件3贴靠到夹紧对象11处，手部区域10到夹紧对象11处的进一步的靠近导致超导体5相对于永磁体6的相对转移，其不再可进一步运动，因为其已贴靠在夹紧对象10处。因此，永磁体6的磁场相对于超导体5移位且超导体5反作用于该场移位。通过在此出现的磁性相互作用，使得夹紧力由超导体5经由工作间隙4到接触器件3上且由该处出来到夹紧对象11上的期望的非接触式的引入成为可能。由于在超导体5与永磁体6之间越过工作间隙4的磁性相互作用，因此存在以弹性连接的形式的力传递的联接。由此，在手部区域10相对于夹紧对象11的定位的情形中的不精确性不可导致关于到夹紧对象上的夹紧力的过量的力上升，从而至少在很大程度上排除夹紧对象通过夹紧力的损伤。

示范性地作如下设置，即，接触器件3在面向夹紧对象11的端部区域处设有由塑料材料构成的缓冲区段20，该缓冲区段20构造成用于到夹紧对象11上的温和的力引入。

在夹紧设备21的在图2中示出的第二实施方式的情形中，支撑器件22和接触器件23在原则上与在根据图1的第一实施方式中类似地构造。

然而，在夹紧设备21的情形中两个支撑器件22相对而置地被固定在载体板32上。通过两个支撑器件22的相对而置的布置，接触器件23同样彼此相对而置地布置且限制夹紧对象31可被容纳到其中的抓取间隙33。为了使得夹紧对象31在抓取间隙33中的有利的临时的固定通过影响工作间隙24的扩张成为可能，两个支撑器件22相应地关联有构造成线圈34的第三磁性设备，所述第三磁性设备相应地与操控设备35电气联接。操控设备35构造成用于将单独的线圈电流提供到线圈34处，由此所述线圈34可相应地提供设置用于与相应的超导体25和相应的永磁体26的相互作用的线圈磁场。

例如可如此地实现将线圈电流提供到相应的线圈34处，即，在超导体25与永磁体26之间的磁性相互作用的加强发生且相应的工作间隙24被缩小。在该情况中抓取间隙33增大且夹紧对象31可例如被插入到抓取间隙33中或从抓取间隙33中被取出。在切断相应的线圈电流的情形中，接触器件23由于与支撑器件22的磁性相互作用又相互朝向地运动，从而使得抓取间隙33缩小且夹紧对象力配合地由接触器件23固定。

为了使得将线圈电流有利地提供到线圈34处成为可能，可设置有传感器设备36，其构造用于获取相应的接触器件23的相对位置。示例性地，传感器设备36构造成磁场敏感的传感器、尤其霍尔传感器的伸长的布置且与操控设备35电气连接。在操控设备35中实现传感器设备36的传感器信号的评估且基于此实现对于线圈34的线圈电流的操控或调节。

在图3中示出的第三实施方式的情形中，在其中支撑器件42和接触器件43与在根据图1的第一实施方式的情形中类似地构造，设置有示范性地三个支撑器件42和相应地相关联的接触器件43的呈星形的布置。在此，支撑器件42相应地布置在可线性运动的滑块52处，如它们例如在用于车床的三爪卡盘的情形中使用的那样。示例性地，滑块52和被固定在其处的支撑器件42如此地可彼此线性运动地布置，即使得滑块52的运动轴线53在共同的交点上相交。优选地设置有滑块52沿着相应的在径向上由交点出发取向的运动轴线53的通过未更详细示出的蜗杆驱动器的同步调整，该蜗杆驱动器被容纳在示范性地呈圆形构造的且与用于滑块52的引导槽54构造的滑块引导部55下方，从而可进行夹紧对象51的均匀的夹紧和释放。

在夹紧设备61的在图4和5中示出的第四实施方式的情形中，示范性地设置有呈板状构造的支撑器件62，如这尤其由图5得知的那样。支撑器件62的基体66优选地由超导材料制造，在其中不仅在水平方向上而且在垂直方向上以相应恒定的隔间(Teilung)容纳有磁线圈67。示例性地作如下设置，即，基体66相应地具有用于容纳磁线圈67的呈碗状的凹口68，在其中可安放且固定有磁线圈67。

优选地，磁线圈67由未示出的保持设备保持或材料配合地、例如借助于合适的粘合剂固定在凹口68中。磁线圈67与未示出的操控设备电气连接，该操控设备构造用于磁线圈67中的每个的单独操控。示例性地，根据图4相对而置地布置的支撑器件62被位置固定地安置在纯示意性示出的承载组件72处。

示范性地，接触器件63由带有永磁特性的薄膜材料制造。接触器件63的磁化优选地如此地构造，即使得设置有多个尤其矩形的磁性区域，其优选地在水平方向上且在垂直方向上相应地以相同的面型的隔间布置。在此示范性地作如下设置，即，彼此相邻的磁性区域相应地利用相反的磁性极化来实施。此外作如下设置，即，支撑器件62在由超导材料制造的基体66的材料特定的跃变温度上或之下的冷却期间以某一方式利用相应于磁通密度分配的磁场被“编程”，该磁通密度分配在接触器件63相对于支撑器件62的可预设的距离的情形中出现。因此，支撑器件62可通过与接触器件63的磁性相互作用促使接触器件63与工作间隙64非接触式地间隔开。

通过这样的支撑器件62和布置在支撑器件62之间的接触器件63的成对布置可创造夹紧设备61，如其在图4中示出的那样。该夹紧设备61具有可变的抓取间隙69且可被用于抓住未示出的夹紧对象。优选地，这样的夹紧设备61设置成用于抓取夹紧对象，由于其材料性质不可将较高的表面压力施加到该夹紧对象上且该夹紧对象不可或仅可困难地利用常规的夹紧设备被抓取。为了使得抓取力到未示出的夹紧对象上的局部适配成为可能，可设置各个磁线圈67或磁线圈67的组的有针对性的操控，以便于由此使得在支撑器件62与接触器件63之间的局部的力加强或局部的力削弱成为可能且通过接触器件63的弹性变形局部改变抓取间隙69。

在夹紧设备81的在图6和7中示出的第五实施方式的情形中，示范性地由超导材料制造的支撑器件82示例性地呈方形地构造且形成超导体85。示例性地圆柱形的凹槽88被带入到支撑器件82中，该凹槽用于略长地构造的接触器件83的可线性运动的容纳。此外，在支撑器件82中同中心于凹槽88的中轴线91示范性地设置有三个环形线圈94，所述环形线圈94与未更详细示出的操控设备电气相连接且构造用于提供可变的磁场。

接触器件83示范性地由呈销状的核芯89和被固定在核芯89上的、优选地空心圆柱状构造的环形磁体90来构建。优选地作如下设置，即，环形磁体90相应地在轴向上且因此平行于中轴线91被磁化，其中，彼此相邻布置的环形磁体90被反向地极化。此外示例性地作如下设置，即，环形磁体90沿着中轴线91的隔间与环形线圈94沿着中轴线91的隔间不同地来选择。通过在环形磁体90与环形线圈94之间的磁性相互作用，在环形线圈94利用电能加载的情形中力作用可沿着中轴线91施加到接触器件83上。

对于示例性地被固定在示意性示出的承载组件92例如未示出的工业机器人的手部轴线处的夹紧设备81的运行而言，可首先设置有在对于接触器件83的匹配或调理的意义中支撑器件82的“编程”。该“编程”例如通过以下方式实现，即，接触器件83借助于未示出的支架同中心地布置在凹槽88中，其中，接触器件83沿着中轴线91的位置相应于接触器件83相对于支撑器件82的优选的初始位置。紧接着实现支撑器件82到超导材料的材料特定的跃变温度上或之下的冷却，支撑器件82至少部分地由该超导材料构建。一旦支撑器件82被冷却到材料特定的跃变温度上，由于支撑器件82的超导特性出现在支撑器件82与接触器件83之间的静态磁性相互作用，接触器件83通过该静态磁性相互作用在无附加的力影响的情形中相对于支撑器件82浮动地布置。在环形线圈94中的一个或多个利用电能加载的情形中，出现在环形线圈94的磁场与环形磁体90的磁场之间的附加的动态磁性相互作用，通过该动态磁性相互作用可促使支撑器件82沿中轴线91的平移运动。优选地如此地发生环形线圈94的操控，即使得支撑器件82可至少以一定的值由凹槽88移出，以便于利用背对环形磁体30的端部区域与未示出的夹紧对象达到接触。在此，在支撑器件82与接触器件83之间的工作间隙的径向扩张保持恒定。

在图7中设置有夹紧设备81的两个相对而置地布置的组，其接触器件83相应成对地形成可变的抓取间隙86，其取决于接触器件83的相应的轴线位置可较大或较小地来选择且/或同样可非对称地构造。由此形成针式抓取器(Nadelgreifer)，借助于其例如可抓取呈条状的夹紧对象。

在图8至10中示出了夹紧设备101的第六实施方式，在其中支撑器件102示范性地呈棒状地构造且接触器件103相应地以滑块的形式实施，它们沿着支撑器件102可彼此独立地移位地布置。示例性地，可被固定在示意性地示出的承载组件112例如未示出的工业机器人的手轴线处的支撑器件102包括圆柱形构造的核芯104，该核芯104尤其可由塑料材料或陶瓷材料制造。沿着核芯104的外表面相应地延伸有沿中轴线111利用在图8中示出的呈圆环区段形的横截面构造的条105,106和107。在此，条105由永久磁性材料制造且关于中轴线111在径向上被磁化。条106可例如由与核芯104相同的材料制造。条107构造成永磁体108的布置，其中，永磁体108关于中轴线111在径向上被磁化。彼此相邻地布置的永磁体108相应地被反向地磁化。

两个在图9中示出的接触器件103相应地类似地构建且相应地包括空心圆柱形的基体109，其横截面可在图10中看出。基体109由超导材料制造且因此形成超导体。示范性地，在基体109中容纳有磁线圈110，该磁线圈110以未更详细示出的方式与操控设备相连接，由该操控设备取决于需求可将电能提供到磁线圈110处。由图10的截面图示可看出磁线圈110被如何容纳在基体109中。示范性地，磁线圈110利用相应于基体109的曲率的曲率来实施，从而可获得磁线圈110到基体109中的特别节省空间的集成。在未示出的实施方式的情形中作如下设置，即，多个磁线圈布置在基体中。

对于夹紧设备101的调试(Inbetriebnahme，有时也称为开始运转)而言首先作如下设置，即，接触器件103借助于未示出的保持装置相对于支撑器件102同中心地布置，由此在接触器件103与支撑器件102之间的未示出的工作间隙被确定。紧接着实现在接触器件103的超导材料的材料特定的跃变温度上或之下的冷却。在超导材料在跃变温度上或之下的冷却期间因此发生超导材料到永久磁性的条105和永磁体108的磁场上的“编程”。随后在保持或进一步未超过超导材料的跃变温度的情形中出现在接触器件103与支撑器件102之间的磁性相互作用，该磁性相互作用确保了在冷却期间通过保持装置被预设的工作间隙的维持。

例如，通过在接触器件103与支撑器件102之间的磁性相互作用使得接触器件103沿中轴线111利用相对较小的力的可线性运动性成为可能，而接触器件103相对于支撑器件102的转动运动要求明显更高的力，从而在该夹紧设备101的实际使用情况中确保了接触器件103相对于支撑器件102的扭转止动。

在磁性线圈110利用电能加载的情形中产生在接触器件103与支撑器件102之间的磁性相互作用的局部失谐(Verstimmung)，由此可生成沿中轴线111的力作用，该力作用导致接触器件103相对于支撑器件102的线性运动，其中，相应的工作间隙至少基本上保持恒定。

在夹紧设备101的情形中，示范性地设置有两个彼此镜像地布置的接触器件103，它们可彼此独立地沿中轴线111相对于支撑器件102行进。示例性地，两个接触器件103相应地在径向地处于外部的区域处设有呈方形构造的抓取钳嘴(Greifbacke)115，其中，两个接触器件103的彼此相对而置的抓取钳嘴115形成抓取间隙116，该抓取间隙116可大小可变地被调整。

夹紧设备121的在图11至13中示出的第七实施方式是夹紧设备101的带有如下区别的改型方案，即，代替接触器件103相对于支撑器件102的可线性运动性设置有接触器件123相对于支撑器件122的可转动性。在此，接触器件123的转动运动可例如被用于借助于抓取钳嘴138将未示出的夹紧对象固定在同样未示出的支承面处。对于接触器件123相对于支撑器件122的转动运动而言纯示范性地作如下设置，即，支撑器件122被划分成支承区域133和驱动区域134。

支承区域133的任务在于提供磁力，其在与接触器件123的示范性地由超导材料制造的且因此实施成超导体的基体129的相互作用中使得接触器件123相对于支撑器件122的非接触式的转动支承成为可能。

驱动区域134在与设置在基体129中的示范性地包括四个以相对中轴线135相同的角度划分布置的环形线圈131的线圈组件130的相互作用中在线圈组件130的合适的电流加载的情形中用于将围绕中轴线135的转矩非接触式地提供到接触器件123上，以便于引起在接触器件123与支撑器件122之间的转动运动。

示范性地作如下设置，即，支承区域133构造成多个相应地利用圆柱形的外部轮廓、尤其以平面平行板(Planparallelplatte)的形式构造的永磁体136的布置。优选地，永磁体136径向地关于中轴线135被磁化，从而使得该永磁体136在其外表面137处不取决于位置地相应地具有相同的磁通。

此外示范性地作如下设置，即，驱动区域134包括由塑料材料或陶瓷材料构成的核芯127和被安置在其上的棱柱形的沿中轴线135延伸的条125和126。优选地，条125由永久磁性材料制造且具有圆周形的磁化，如这在图11中通过所画入的箭头被符号表示的那样。条126仅用作距离保持件且示范性地由与核芯127相同的材料制造。

对于夹紧设备121的调试而言，接触器件123借助于未示出的保持装置同中心于支撑器件122布置且发生夹紧设备121、至少接触器件123在接触器件123的超导材料的材料特定的跃变温度上或之下的冷却。在此，驱动区域134的永久磁性的条125和支承区域133的永磁体136的磁通被“编程”到接触器件123的超导材料中且在维持或进一步未超过跃变温度的情形中导致在接触器件123与支撑器件122之间的磁性相互作用。由于在永磁体136的圆周方向上均匀的磁通，在支承区域133与基体129的相关联的区段之间的磁性相互作用不取决于转动角度，从而通过支承区域133确保带有恒定的工作间隙124的接触器件123相对于支撑器件122的无摩擦的转动支承。与此相对地，永久磁性的条125在圆周方向上不均匀的磁通在与超导基体129的相互作用中促使接触器件123相对于支撑器件122在旋转的优先位置中或在多个旋转优先位置中的取向。然而，通过将合适的线圈电流引入到环形线圈131中可实现在接触器件123与支撑器件122之间的转矩引入，由此在永久磁性的条125与超导基体129之间的相互作用可被克服且在接触器件101 20与支撑器件122之间的转动运动可在维持恒定的工作间隙124的情形下被执行。在该转动运动的进程中，抓取钳嘴138可例如将未示出的物体按压在同样未示出的贴靠面处且因此促使夹紧过程。

在夹紧设备121的未示出的经简化的改型方案的情形中设置有接触器件相对于支撑器件的纯轴向支承。这可例如通过以下方式实现，即，支撑器件构造成呈板状的超导体且接触器件构造成永磁体组件。优选地，超导体被如此地调理，即使得接触器件相对于支撑器件的抗扭的浮动的联接成为可能，从而使得可经由附加的促动器被引入的超导体的转动运动导致永磁体组件的相对应的转动运动。特别优选地，在接触器件处安置有抓取指(Greiffinger)，其使得待抓取的对象的固定成为可能。尤其设置有两个可反向地摆动的夹紧设备的组件，以便于可将待抓取的对象容纳在两个可摆动地被支承的抓取指之间。

在夹紧设备1,21,41,61,81,101和121的情形中，相应地不同于示出的且描述的实施方式可设置有永磁体和超导体的相反的布置，而由此不离开本发明的领域。

原则上，基于一个或多个永磁体和一个或多个超导体与至少一个动态的“第三”磁性设备的组合的、尤其可构造成可相对运动的永磁体组件和/或构造成可电气运行的线圈或线圈组件的且可促使到活节设备上的力引入的所有类型的活节可被用作夹紧设备。为此不仅带有唯一的运动自由度的活节而且带有多个运动自由度的活节适用，尤其当它们预设对于运动的优选方向时。

Claims (10)

1.一种用于临时固定夹紧对象(11;31;51)的夹紧设备，其带有：至少一个接触器件(3;23;43;63;83;103;123)，其包括第一磁性设备(6;26;46;63;90;110;131)且其构造成用于到夹紧对象(11;31;51)上的力引入；且带有支撑器件(2;22;42;62;82;102;122)，其包括第二磁性设备(34;67;94;110;131)且其构造成用于至少一个接触器件(3;23;43;63;83;103;123)与承载组件(10;32;52;72;92;112;132)的力传递的联接，其中，所述接触器件(3;23;43;63;83;103;123)和所述支撑器件(2;22;42;62;82;102;122)通过在永磁体(6;26;46;63;90;105,108;125;136)与超导体(5;25;45;65;85;109;129)之间的磁性相互作用被非接触式力传递地彼此联接且彼此构造尤其可调整的工作间隙(4;24;44;64;84;124)。

2.根据权利要求1所述的夹紧设备，其特征在于，所述承载组件(10;52)关联有用于提供用于所述接触器件(3;43)的夹紧运动的促动器。

3.根据权利要求1或2所述的夹紧设备，其特征在于，所述支撑器件(22;62;82)和/或所述接触器件(103;123)关联有带有可变磁通的第三磁性设备(34;67;94;110;131)，所述第三磁性设备(34;67;94;110;131)构造成用于对在支撑器件(22;62;82)与接触器件(103;123)之间的磁性相互作用发挥影响。

4.根据权利要求3所述的夹紧设备，其特征在于，所述第三磁性设备(34;67;94;110;131)构造成电线圈且所述第三磁性设备(34;67;94;110;131)关联有操控设备(35)，该操控设备(35)构造成用于将线圈电流提供到所述第三磁性设备(34;67;94;110;131)处。

5.根据前述权利要求中任一项所述的夹紧设备，其特征在于，在所述承载组件(32;52;72;92)处布置有多个支撑器件(22;42;62;82)，所述支撑器件(22;42;62;82)相应地构造成用于与相关联的接触器件(23;43;63;83)的磁性相互作用。

6.根据前述权利要求中任一项所述的夹紧设备，其特征在于，多个支撑器件(22;42;62;82)与相应地相关联的接触器件(23;43;63;83)一起形成抓取组件，在其中所述支撑器件(22;42;62;82)在不同空间方向上取向地布置在所述承载组件(32;52;72;92)处。

7.根据权利要求6所述的夹紧设备，其特征在于，所述支撑器件(22;42)利用在径向上伸延的力方向圆周形地布置在所述承载组件(32;52)处。

8.根据前述权利要求中任一项所述的夹紧设备，其特征在于，所述承载组件和/或所述支撑器件(2)和/或所述接触器件关联有冷却设备(7,8)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的夹紧设备，其特征在于，所述支撑器件构造成超导体且/或所述一个或多个接触器件构造成所述夹紧对象的组成部分。

10.一种用于将夹紧力引入到所述夹紧对象(11;31;51)上的根据前述权利要求中任一项所述的夹紧设备(1;21;41;61;81;101;121)的应用。