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DE102007035900A1 - Linear electric machine with differently designed sections in the primary part or secondary part - Google Patents

Linear electric machine with differently designed sections in the primary part or secondary part Download PDF

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DE102007035900A1
DE102007035900A1 DE200710035900 DE102007035900A DE102007035900A1 DE 102007035900 A1 DE102007035900 A1 DE 102007035900A1 DE 200710035900 DE200710035900 DE 200710035900 DE 102007035900 A DE102007035900 A DE 102007035900A DE 102007035900 A1 DE102007035900 A1 DE 102007035900A1
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DE
Germany
Prior art keywords
electric machine
linear electric
subsection
primary part
magnetic fields
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE200710035900
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German (de)
Inventor
Thomas Hoppe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE200710035900 priority Critical patent/DE102007035900A1/en
Priority to PCT/EP2008/059857 priority patent/WO2009016147A2/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine lineare elektrische Maschine (1) mit einem Primärteil (2) und einem mit 3), wobei das Primärteil (2) oder das Sekundärteil (3) zumindest einen ersten Teilabschnitt (4) und einen zweiten Teilabschnitt (5) aufweist, wobei der erste und zweite Teilabschnitt (4, 5) Mittel (6) zur Führung magnetischer Felder aufweisen und der erste Teilabschnitt (4) zumindest ein Mittel (7) zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist.The invention relates to a linear electric machine (1) having a primary part (2) and one with 3), the primary part (2) or the secondary part (3) having at least a first part section (4) and a second part section (5), wherein the first and second partial sections (4, 5) have means (6) for guiding magnetic fields, and the first partial section (4) has at least one means (7) for generating magnetic fields.

Description

Die Erfindung betrifft eine lineare elektrische Maschine mit einem Primärteil und einem mit diesem magnetisch zusammenwirkenden Sekundärteil, wobei das Primärteil oder das Sekundärteil zumindest einen ersten Teilabschnitt und einen zweiten Teilabschnitt aufweist.The The invention relates to a linear electric machine with a primary part and a magnetically interacting with this secondary part, wherein the primary part or the secondary part at least a first section and a second section having.

Lineare elektrische Maschinen weisen ein Primärteil und ein Sekundärteil auf, wobei das Primärteil und das Sekundärteil Mittel zur Erzeugung und/oder Führung magnetischer Felder aufweisen. Das Primärteil ist dabei das Teil, welches eine elektrisch bestrombare Wicklung, bestehend beispielsweise aus mehreren Spulen, aufweist. Das Sekundärteil weist in der Regel Permanentmagnete auf, kann aber stattdessen auch eine bestrombare Wicklung aufweisen. Ferner besteht die Möglichkeit, dass das Primärteil zwei aktive Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist, wie beispielsweise eine Wicklung und Permanentmagnete, wobei das Sekundärteil in diesem Fall frei von aktiven Mitteln zur Erzeugung magnetischer Felder ist und beispielsweise nur eine gezahnte Eisenreaktionsschiene aufweist.linear Electrical machines have a primary part and a secondary part, where the primary part and the secondary part Means for production and / or leadership magnetic fields. The primary part is the part which an electrically energizable winding, consisting for example of a plurality of coils. The secondary part usually has permanent magnets on, but may instead have a bestrombare winding. It is also possible to that the primary part has two active magnetic field generating means, such as For example, a winding and permanent magnets, wherein the secondary part in In this case, free from active means for generating magnetic Fields is, for example, just a serrated iron reaction rail having.

Das Primärteil, auch als Stator bezeichnet, ist beispielsweise als bewegtes Teil einer linear arbeitenden elektrischen Maschine mit einer ein- oder mehrphasigen Wicklung ausgebildet. Das Sekundärteil ist in diesem Fall als feststehendes Teil der elektrischen Maschine ausgebildet. Bei linear ausgebildeten elektrischen Maschinen kann aber auch das Primärteil als feststehendes und das Sekundärteil als bewegtes Teil ausgebildet sein. Ist das Primärteil als bewegtes Bauteil ausgeführt, spricht man von der sogenannten Kurzstatorbauweise. Ist das Primärteil dagegen als feststehende Komponente ausgebildet, spricht man von der sogenannten Langstatorbauweise.The Primary part, also referred to as a stator is, for example, as a moving part a linear electric machine with a single or multi-phase Winding trained. The secondary part is in this case as a fixed part of the electric machine educated. In linear trained electrical machines can but also the primary part as fixed and the abutment be designed as a moving part. Is the primary part as a moving component executed one speaks of the so-called Kurzstatorbauweise. Is the primary part against formed as a fixed component, one speaks of the so-called Langstatorbauweise.

Primärteil und Sekundärteil weisen in der Regel ein Blechpaket, bestehend aus einzelnen Elektroblechen auf, wobei am Blechpaket die Wicklung oder auch Permanentmagnete zur Generierung bzw. Erzeugung magnetischer Felder angeordnet sind. Die Einzelbleche werden in der Regel einzeln gestanzt und beispielsweise über Stanzpaketieren, Schweißen, Klammern oder Nieten zu Blechpaketen zusammengefügt.Primary part and secondary part usually have a laminated core, consisting of individual electric sheets on, wherein on the laminated core, the winding or permanent magnets are arranged for generating or generating magnetic fields. The individual sheets are usually individually punched and punched about, for example, Welding, Clamps or rivets assembled into laminated cores.

Um den magnetischen Hauptfluss zwischen Primärteil und Sekundärteil zu führen, sind die einzelnen Elektrobleche üblicherweise gezahnt ausgeführt, d. h. es sind abwechselnd Zähne und Nuten vorhanden. Um jeweils einen Zahn und somit in den zwei benachbarten Nuten des Zahns des Primärteils und/oder Sekundärteils ist eine Spule angeordnet, wobei sämtliche Spulen die Wicklung bilden. Derartige spulentragende oder auch magnettragende Zähne werden als Polzähne bezeichnet.Around the main magnetic flux between the primary part and the secondary part to lead, the individual electrical sheets are usually serrated, d. H. they are alternately teeth and grooves available. To each tooth and thus in the two adjacent Grooves of the tooth of the primary part and / or secondary part a coil is arranged, with all the coil winding form. Such coil-carrying or magnet-carrying teeth are as pole teeth designated.

Lineare elektrische Maschinen, insbesondere Linearmotoren, finden beispielsweise Einsatz bei Positioniersystemen oder Handlingssystemen. Dabei werden in der Regel die zu positionierenden bzw. zu transportierenden Bauteile, d. h. das Transportgut, über einen bestimmten Verfahrbereich bewegt bzw. transportiert.linear Electrical machines, in particular linear motors, find, for example Use with positioning systems or handling systems. It will be usually the components to be positioned or transported, d. H. the cargo, over moves or transports a certain travel range.

Es gibt Anwendungen, bei welchen das Transportgut über einen Verfahrbereich zu transportieren ist, wobei unterschiedliche Kraftanforderungen an die eingesetzten Linearmotoren in Bezug auf das Transportgut über den Verfahrbereich gestellt sind.It There are applications in which the cargo to be transported over a travel range Transporting is subject to different power requirements the linear motors used in relation to the transported goods via the Traversing range are provided.

Beispielsweise gibt es bei Handlingssystemen oder Transferstraßen Bereiche, wo das Transportgut lediglich von A nach B bewegt werden muss. Daneben gibt es jedoch Bereiche, wo eine höhere magnetische Kraft notwendig ist. Beispielsweise weisen Folienreckanlagen Bereiche auf, in denen die Folie gereckt wird und Bereiche, in denen die Folie lediglich transportiert wird. In denjenigen Bereichen, in welchen die Folie gereckt, d. h. gestreckt, wird, müssen die Linearmotoren vergleichsweise hohe magnetische Kräfte aufbringen und in denjenigen Bereichen, in denen die Folie lediglich zu transportieren ist, vergleichsweise niedrige magnetische Kräfte.For example In handling systems or transfer lines, there are areas where the goods are to be transported only has to be moved from A to B. There are, however, there Areas where a higher magnetic Force is necessary. For example, film stretching plants have areas in which the film is stretched and areas in which the Foil is transported only. In those areas in which the film is stretched, d. H. stretched, the linear motors must be comparatively high magnetic forces and in those areas where the film only transport is comparatively low magnetic forces.

Es ist bekannt, beispielsweise diejenigen Verfahrbereiche mit geringeren Kraftanforderungen anhand von Förderbändern zu realisieren. In den Bereichen mit den höheren Kraftanforderungen werden hingegen Linearmotoren eingesetzt. Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist, dass kein durchgängiges Motorenkonzept vorhanden ist und Übergabestationen von Linearmotor zu Förderband bzw. umgekehrt eingerichtet sein müssen. Die Umsetzung einer derartigen Anlage ist aufgrund der Übergabestationen vergleichsweise kostenintensiv und aufwändig in der Bereitstellung und Montage.It is known, for example, those traversing areas with lower Force requirements by means of conveyor belts realize. In the areas with the higher power requirements, on the other hand Used linear motors. A disadvantage of this embodiment is that no consistent engine concept is present and transfer stations from linear motor to conveyor belt or vice versa. The implementation of such Plant is comparatively due to the transfer stations costly and expensive in the deployment and assembly.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine lineare elektrische Maschine mit unterschiedlich ausgebildeten Bereichen bzw. Abschnitten bereitzustellen, welche an die jeweiligen Anforderungen in Bezug auf den Einsatz bzw. die Verwendung anpassbar sind.It the object of the present invention is a linear electric To provide a machine with differently designed areas or sections, which to the respective requirements in relation to the use or the use are customizable.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.These The object is solved by the features of claims 1 and 15. advantageous Further education is dependent Claims to remove.

Die erfindungsgemäße lineare elektrische Maschine weist ein Primärteil und ein Sekundärteil auf, wobei das Primärteil und das Sekundärteil magnetisch zusammenwirken. Da bei einer linearen elektrischen Maschine, welche insbesondere als Linearmotor ausgebildet ist, sowohl das Primärteil als auch das Sekundärteil als bewegtes Bauteil ausführbar ist, weist entweder das Primärteil oder das Sekundärteil verschiedene Teilabschnitte auf. Dabei weist insbesondere jeweils das Teil der linearen elektrischen Maschine die verschiedenen Teilabschnitte auf, welches den Verfahrweg bildet, d. h. das feststehende Teil. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass das Primärteil und/oder das Sekundärteil verschiedenartig ausgebildete Teilabschnitte aufweisen. Je nach Einsatzart des Li nearmotors können Primärteil und/oder Sekundärteil entsprechend ausgebildet sein.The linear electric machine according to the invention has a primary part and a secondary part, the primary part and the secondary part interacting magnetically. As in a linear electric machine, which in particular as a linear engine is formed, both the primary part and the secondary part is executed as a moving component, either the primary part or the secondary part on different sections. In particular, in each case the part of the linear electric machine on the various sections, which forms the travel, ie the fixed part. However, there is also the possibility that the primary part and / or the secondary part have differently shaped subsections. Depending on the type of application of the Li nearmotors primary part and / or secondary part can be designed accordingly.

Das Primärteil oder das Sekundärteil weist zumindest einen ersten Teilabschnitt und einen zweiten Teilabschnitt auf, wobei der erste und der zweite Teilabschnitt Mittel zur Führung magnetischer Felder aufweisen. Die Mittel zur Führung magnetischere Felder sind ein oder mehrere Blechpakete, aus denen jeweils Primärteil und Sekundärteil aufgebaut sind. Ein Blechpaket weist dabei mehrere Einzelbleche auf, die aus ferromagnetischem Material, insbesondere Eisen, hergestellt sind. Diese einzelnen Bleche sind in der Regel gezahnt ausgeführt, wobei dann an den Zähnen oder den Nuten Mittel zu Erzeugung magnetischer Felder angeordnet sein können.The primary part or the secondary part has at least a first section and a second section on, wherein the first and the second subsection means for guiding magnetic Have fields. The means to guide more magnetic fields are one or more laminated cores, each consisting of primary part and secondary part are constructed. A laminated core has several individual sheets on, made of ferromagnetic material, in particular iron are. These individual sheets are usually serrated, in which case on the teeth or the grooves means for generating magnetic fields arranged could be.

Erfindungsgemäß weist der erste Teilabschnitt zumindest ein Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder auf. Somit weist das Primärteil oder das Sekundärteil verschiedene Teilabschnitte auf, wobei Teilabschnitte jeweils nur Mittel zur Führung magnetischer Felder aufweisen und andere Teilabschnitte zusätzlich Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder aufweisen. An die Teilabschnitte, die nur Mittel zur Führung magnetischer Felder aufweisen, sind vergleichsweise geringe magnetische Kraftanforderungen gestellt. In den Abschnitten des Verfahrbereiches, in denen jedoch höhere magnetische Kräfte notwendig sind, ist zumindest ein zusätzliches Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder angeordnet. Erfindungsgemäß sind die Teilabschnitte entsprechend den gestellten Kraftanforderungen ausgeführt.According to the invention the first subsection at least one means for generating magnetic Fields on. Thus, the primary part or the secondary part different sections on, with sections only each Means to guide magnetic fields and other sections have additional means to generate magnetic fields. To the sections, the only means of leadership magnetic fields are relatively low magnetic Required power. In the sections of the travel range, in which, however, higher magnetic forces necessary are at least an extra Means for generating magnetic fields arranged. According to the invention Subsections carried out according to the specified force requirements.

Vorzugsweise wird zur Führung magnetischer Felder magnetisch leitfähiges Material, insbesondere ferromagnetisches Material, verwendet. Magnetisch leitfähiges Material ist Material, welches eine Permeabilitätszahl μr größer 1 (μr > 1) aufweist.Preferably, magnetically conductive material, in particular ferromagnetic material, is used to guide magnetic fields. Magnetically conductive material is material which has a permeability μ r greater than 1 (μ r > 1).

Ferromagnetische Materialien sind beispielsweise Eisen, Kobalt oder Nickel. Ferromagnetische Materialen weisen eine hohe magnetische Permeabilität (auch magnetische Leitfähigkeit) auf. Dadurch werden die magnetischen Feldlinien gut im Vergleich zum umgebenden Material geleitet.ferromagnetic Materials include iron, cobalt or nickel. Ferromagnetic materials have a high magnetic permeability (also magnetic conductivity). This makes the magnetic field lines good compared to passed surrounding material.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung weisen sowohl der erste und der zweite Teilabschnitt Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder auf, wobei der erste Teilabschnitt jedoch gegenüber dem zweiten Teilabschnitt ein weiteres Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist. Das bedeutet, dass in einem ersten Teilbereich zwei aktive Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder vorhanden sind und im zweiten Abschnitt lediglich ein Mittel. Insbesondere ist in dem ersten Teilbereich gegenüber dem zweiten Teilbereich immer ein zusätzliches Mittel angeordnet, so dass im ersten Teilbereich auch drei aktive Mittel gegenüber zwei aktiven Mitteln im zweiten Teilbereich angeordnet sein können.In a first embodiment The invention has both the first and the second section Means for generating magnetic fields, wherein the first section however, opposite the second subsection another means for generating magnetic Has fields. That means that in a first subarea two active means for generating magnetic fields are present and in the second section only one means. In particular, in the first section opposite the second subarea always has an additional means, so that in the first sub-area also three active funds compared to two active means may be arranged in the second sub-area.

Insbesondere ist die erste Ausführungsform der Erfindung derart ausgestaltet, dass das Primärteil als feststehendes und längeres Bauteil gegenüber einem beweglichen Sekundärteil ausgebildet ist (Langstatorbauweise). Das Primärteil weist eine Vielzahl an Polzähnen auf, wobei die Polzähne im ersten Teilabschnitt mittels Dauermagneten, auch als Permanentmagnete bezeichnet, ausgebildet sind. Im zweiten Teilabschnitt sind die Polzähne lediglich mittels ferromagnetischen Materials, insbesondere aus Eisen, ausgebildet. Weiterhin ist an jedem Polzahn des Primärteils eine Spule angeordnet. Sämtliche Spulen des Primärteils bilden das Wicklungssystem des Primärteils. Das Wicklungssystem ist insbesondere als dreiphasiges Wicklungssystem für den Anschluss an ein Drehstromnetz ausgebildet.Especially is the first embodiment of Invention designed such that the primary part as a fixed and longer Component opposite a movable abutment is formed (Langstatorbauweise). The primary part has a multiplicity pole teeth on, with the pole teeth in the first section by means of permanent magnets, as permanent magnets designated, are formed. In the second section are the pole teeth only by means of ferromagnetic material, in particular iron, educated. Furthermore, at each pole tooth of the primary part is a Coil arranged. All coils of the primary part form the winding system of the primary part. The winding system is in particular a three-phase winding system for connection formed on a three-phase network.

Das Sekundärteil ist gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung lediglich mittels ferromagnetischen Materials ausgebildet, d. h. das Sekundärteil weist beispielsweise eine Zahnstruktur aus Eisenzähnen auf. Das Sekundärteil ist somit als Eisenreaktionsschiene ausgebildet.The secondary part is according to the first one embodiment the invention is formed only by means of ferromagnetic material, d. H. the secondary part has, for example, a tooth structure of iron teeth. The secondary part is thus designed as an iron reaction rail.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist das Sekundärteil als feststehendes Bauteil ausgebildet und weist somit verschiedene Teilabschnitte auf. Insbesondere weist der erste Teilabschnitt als Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder dauermagnetisches Material auf, wobei der zweite Teilabschnitt lediglich Mittel zur Führung magnetischer Felder aufweist.In a second embodiment The invention is the secondary part designed as a fixed component and thus has different Sections on. In particular, the first section as Means for generating magnetic fields permanent magnetic material on, wherein the second section only means for guiding magnetic Has fields.

Gemäß der zweiten Ausführungsform ist das Primärteil als bewegliches und kürzeres Bauteil gegenüber dem feststehenden Sekundärteil ausgebildet (Kurzstatorbauweise). Das Sekundärteil weist eine Vielzahl an Polzähnen auf, wobei die Polzähne teilweise mittels Dauermagneten ausgebildet sind und teilweise mittels Eisen bzw. eisenhaltigen Materials ausgebildet sind. Das Primärteil ist herkömmlich ausgebildet, d. h. es weist eine Vielzahl an Polzähnen auf, wobei an jedem Polzahn eine Spule angeordnet ist, welche das Wicklungssystem des Primärteils bilden.According to the second embodiment is the primary part as mobile and shorter Component opposite the fixed abutment trained (Kurzstatorbauweise). The secondary part has a multiplicity pole teeth on, with the pole teeth partially are formed by permanent magnets and partly by means of iron or iron-containing material are formed. The primary part is conventionally formed, d. H. it has a plurality of pole teeth, wherein at each pole tooth a coil is arranged, which form the winding system of the primary part.

Die erfindungsgemäße lineare elektrische Maschine ist insbesondere als permanenterregter Synchronlinearmotor ausgebildet.The linear electric machine according to the invention is in particular as permanently excited Synchron linear motor formed.

Erfindungsgemäß wird eine lineare elektrische Maschine bereitgestellt, bei welcher jeweils das den Verfahrweg bildende Teil derart ausgebildet ist, dass es verschiedene Teilabschnitte aufweist, die jeweils an die entsprechenden magnetischen Kraftanforderungen angepasst sind. Mittels derartiger Linearmotoren können Konzepte für beispielsweise Handlingssysteme oder Transferstraßen realisiert werden, wobei keine Übergabestationen notwendig sind. Weitere Kosten können eingespart werden, da das Magnetmaterial in den Abschnitten mit geringeren Kraftanforderungen durch ferromagnetisches Material, insbesondere Eisen, ersetzt ist.According to the invention is a provided linear electric machine, wherein each the travel forming part is formed such that it has different sections, each to the corresponding magnetic force requirements are adjusted. By means of such Linear motors can Concepts for For example, handling systems or transfer lines are realized, with no transfer stations necessary. Further costs can be saved as the magnetic material in the sections with lower force requirements due to ferromagnetic material, especially iron, is replaced.

Erfindungsgemäß wird die lineare elektrische Maschine für eine Folienreckanlage verwendet. Mit Folienreckanlagen werden Kunststofffolien hergestellt, wobei lineare elektrische Maschinen als Linearantriebsmotoren einsetzbar sind.According to the invention linear electric machine for used a film stretching machine. Film stretching lines are used to make plastic films manufactured, wherein linear electric machines as linear drive motors can be used.

Bei Folienreckanlagen wird in der Regel das von einem Extruder kommende und über eine Gießwalze geleitete bahnförmige thermoplastische Kunststoffmaterial üblicherweise zunächst durch eine Längsreckstrecke mit einer entsprechenden Längsreckvorrichtung und anschließend durch eine Querreckstrecke mit Querreckvorrichtung geführt.at Film stretching equipment is usually coming from an extruder and over a casting roll guided web-shaped Thermoplastic plastic material usually first through a longitudinal stretch with a corresponding longitudinal stretching device and subsequently passed through a transverse stretching with cross-stretching device.

Die Längsreckvorrichtung enthält eine Reihe von Reckwalzen, über welche die Folienbahn mit großem Umschlingungswinkel geführt ist. Die Walzen am Ausgang der Längsreckstrecke werden mit höherer Geschwindigkeit angetrieben als die Walzen am Eingang der Strecke. Infolge der unterschiedlichen Geschwindigkeit wird die Folie in Längsrichtung gereckt.The Longitudinal stretcher contains a series of stretching rollers, over which the film web with a large Looped led is. The rollers at the exit of the longitudinal stretch be with higher Speed driven as the rollers at the entrance of the track. Due to the different speed, the film is in longitudinal direction stretched.

In der darauffolgenden Querreckeinrichtung wird die Folienbahn an ihren Rändern von Spannvorrichtungen erfasst und weitertransportiert. Beispielsweise laufen Kettenbahnen in der Querreckeinrichtung divergierend auseinander, so dass die Folie in ihrer Querrichtung gereckt wird.In the subsequent transverse stretching device is the film web at their edges captured by fixtures and transported. For example chain webs diverge divergently in the transverse stretching device, so that the film is stretched in its transverse direction.

Vorteilhafterweise ist eine Längsreckvorrichtung derart ausgebildet, dass anstatt von Reckwalzen Linearmotoren vorgesehen sind. Beispielsweise wird die Folienbahn an einem beweglichen Sekundärteil befestigt und anschließend über den Verfahrweg (Primärteil) bewegt bzw. transportiert. In einem Ofenbereich, in welchem die Folie gereckt (gestreckt) wird, benötigen die Motore vergleichsweise hohe Kräfte. In diesen Bereichen ist das Primärteil derart ausgestaltet, dass es mehrere Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder, insbesondere Permanentmagnete und Spulen, aufweist, um die erforderlichen magnetischen Kräfte aufzubringen. In den restlichen Bereichen, die lediglich zum Transport der Folie dienen, weist das Primärteil nur ein Mittel zur Erzeugung magnetischer Kräfte, d. h. Spulen, auf.advantageously, is a longitudinal stretching device designed such that instead of stretching rollers provided linear motors are. For example, the film web is attached to a movable secondary part and then over the Travel path (primary part) moved or transported. In an oven area where the Film stretched (stretched), the motors require comparatively high forces. In these areas is the primary part designed such that it has several means for generating magnetic Fields, in particular permanent magnets and coils, to the required magnetic forces applied. In the remaining areas, only for transportation serve the film, has the primary part only a means for generating magnetic forces, d. H. Coils, up.

Entsprechend einer Längsreckeinrichtung kann auch eine Querreckeinrichtung mittels erfindungsgemäßer Linearmotoren ausgebildet sein.Corresponding a longitudinal stretching device can also a transverse stretching device by means of linear motors according to the invention be educated.

In der nachfolgenden Beschreibung werden weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei sind in einzelnen Varianten beschriebenen Merkmale und Zusammenhänge grundsätzlich auf alle Ausführungsbeispiele übertragbar. In den Zeichnungen zeigen:In The following description describes further features and details the invention in conjunction with the accompanying drawings with reference to embodiments explained in more detail. there are features and relationships described in individual variants basically all Embodiments transferable. In the drawings show:

1 eine erfindungsgemäße lineare elektrische Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform und 1 a linear electric machine according to the invention according to a first embodiment and

2 eine erfindungsgemäße lineare elektrische Maschine gemäß einer zweiten Ausführungsform. 2 a linear electric machine according to the invention according to a second embodiment.

1 zeigt eine lineare elektrische Maschine 1, welche als Linearmotor ausgebildet ist, mit einem Primärteil 2 und einem Sekundärteil 3. Das Primärteil 2 ist als bewegliches Bauteil ausgebildet, wobei die Bewegungsrichtung des Primärteils 2 mittels des Pfeils 14 dargestellt ist. 1 shows a linear electric machine 1 , which is designed as a linear motor, with a primary part 2 and a secondary part 3 , The primary part 2 is designed as a movable component, wherein the direction of movement of the primary part 2 by means of the arrow 14 is shown.

Das Primärteil 2 ist beispielsweise anhand eines Blechpakets mit vielen Einzelblechen aufgebaut, wobei die Einzelbleche gezahnt ausgeführt sind. Aufgrund der gezahnten Einzelbleche entstehen die Polzähne 10, wobei jeweils an einem Polzahn 10 eine Spule 11 angeordnet ist. Die Spulen 11 sind als Zahnspulen ausgebildet, d. h. um einen jeden Polzahn 10 ist eine Spule 11 angeordnet. Derartige Zahnspulen nennt man auch konzentrierte Wicklung (im Gegensatz zur verteilten Wicklung). Die Spulen 11 ergeben das Wicklungssystem des Primärteils 2, wobei insbesondere ein dreiphasiges Wicklungssystem zum Anschluss an ein Drehstromnetz ausgebildet ist. Weiterhin ist das Primärteil 2 mit einem Kunststoffverguss 13 vergossen. Der Verguss 13 fungiert u. a. als elektrische Isolation und bietet Schutz vor Schmutz und Staub.The primary part 2 is constructed, for example, based on a laminated core with many individual sheets, wherein the individual sheets are executed serrated. Due to the toothed individual plates, the pole teeth arise 10 , each with a pole tooth 10 a coil 11 is arranged. The spools 11 are designed as tooth coils, ie around each pole tooth 10 is a coil 11 arranged. Such tooth coils are also called concentrated winding (in contrast to the distributed winding). The spools 11 give the winding system of the primary part 2 In particular, a three-phase winding system is designed for connection to a three-phase network. Furthermore, the primary part 2 with a plastic grout 13 shed. The casting 13 acts as electrical insulation and provides protection against dirt and dust.

Das Sekundärteil 3 ist als feststehendes und längeres Bauteil gegenüber dem Primärteil 2 ausgebildet. Das Sekundärteil 3 ist in seiner axialen Länge entsprechend dem notwendigen Verfahrweg ausgebildet.The secondary part 3 is a fixed and longer component compared to the primary part 2 educated. The secondary part 3 is formed in its axial length corresponding to the necessary travel.

Das Sekundärteil 3 weist verschiedene Teilabschnitte 4, 5 auf, insbesondere einen ersten Teilabschnitt 4 und einen zweiten Teilabschnitt 5. Jeder Teilabschnitt 4 und 5 weist Mittel 6 zur Führung magnetischer Felder auf. Die Mittel 6 sind als ferromagnetisches Material, wie beispielsweise Eisen, ausgeführt.The secondary part 3 has different sections 4 . 5 on, in particular a first section 4 and a second subsection 5 , Each section 4 and 5 has funds 6 for guiding magnetic fields. The means 6 are as ferromagne table material, such as iron.

Im ersten Teilabschnitt 4 weist das Sekundärteil 3 die Polzähne 12 auf, welche dauermagnetisches Material aufweisen. Beispielsweise sind die Polzähne 12 anhand von ein- oder mehrteiligen Permanentmagneten 7 ausgebildet. Die Permanentmagnete 7, welche die Polzähne 12 bilden, stellen die Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder dar.In the first section 4 has the secondary part 3 the pole teeth 12 on, which have permanent magnetic material. For example, the pole teeth 12 based on single or multiple permanent magnets 7 educated. The permanent magnets 7 , which the pole teeth 12 constitute the means for generating magnetic fields.

Der zweite Teilbereich 5 weist keine Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder auf. Die Polzähne 12 sind ebenfalls mittels ferromagnetischen Materials, insbesondere Eisen, ausgebildet und stellen Mittel zur Führung magnetischer Felder dar.The second part 5 has no means for generating magnetic fields. The pole teeth 12 are also formed by means of ferromagnetic material, in particular iron, and constitute means for guiding magnetic fields.

Die ersten Teilabschnitte 4 sind als Bereiche mit hohen magnetischen Kräften ausgebildet und der Teilabschnitt 5 ist als Bereich mit vergleichsweise geringen magnetischen Kräften ausgebildet.The first sections 4 are formed as areas with high magnetic forces and the subsection 5 is designed as a region with comparatively small magnetic forces.

2 zeigt eine erfindungsgemäße lineare elektrische Maschine 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die lineare elektrische Maschine 1 weist das Primärteil 2 und das Sekundärteil 3 auf. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Sekundärteil 3 als bewegliches Bauteil ausgeführt, wobei die Bewegungsrichtung der Pfeil 14 zeigt. 2 shows a linear electric machine according to the invention 1 according to a second embodiment. The linear electric machine 1 indicates the primary part 2 and the secondary part 3 on. According to this embodiment, the secondary part 3 designed as a movable component, wherein the direction of movement of the arrow 14 shows.

Das Primärteil 2 ist als feststehendes Bauteil, auch als Stator bezeichnet, ausgebildet. Das Primärteil 2 ist gegenüber dem Sekundärteil 3 länger ausgebildet, weshalb diese Ausführungsform auch als Langstatorbauweise bezeichnet wird. Die Ausführungsform gemäß 1 wird dagegen als Kurzstatorbauweise bezeichnet.The primary part 2 is designed as a fixed component, also referred to as stator. The primary part 2 is opposite the secondary part 3 formed longer, which is why this embodiment is also referred to as Langstatorbauweise. The embodiment according to 1 is referred to as Kurzstatorbauweise.

Das Primärteil 2 weist den ersten Teilabschnitt 4 und den zweiten Teilabschnitt 5 auf. Der erste Teilbereich 4, welcher der Abschnitt mit hohen magnetischen Kraftanforderungen ist, weist zwei Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder auf. Das erste Mittel bilden die ein- oder mehrteilige Permanentmagnete 7. Gemäß 2 sind die Permanentmagnete in die Polzähne 10 integriert; sie können jedoch auch beliebig anders an den Polzähnen 10 angeordnet sein. Die zweiten Mittel sind als Spulen 11 ausgebildet. Das Primärteil 2 weist mehrere Polzähne 10 auf, wobei jeder Polzahn 10 eine Spule 11 trägt.The primary part 2 indicates the first subsection 4 and the second subsection 5 on. The first section 4 , which is the high magnetic force demand section, has two magnetic field generating means. The first means are the one- or multi-part permanent magnets 7 , According to 2 are the permanent magnets in the pole teeth 10 integrated; However, they can also be arbitrarily different to the pole teeth 10 be arranged. The second means are as coils 11 educated. The primary part 2 has several pole teeth 10 on, with each pole tooth 10 a coil 11 wearing.

Ferner weist das Primärteil 2 den Verguss 13 als elektrische Isolierung gegenüber der Umwelt sowie als Schutzmantel vor Schmutz und Staub auf.Furthermore, the primary part 2 the casting 13 as an electrical insulation against the environment and as a protective coat against dirt and dust.

Im zweiten Teilabschnitt 5 ist nur ein Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder angeordnet, wobei das Mittel als Spulen 11 ausgebildet ist. Im zweiten Teilabschnitt 5 weisen die Polzähne 10 anstatt Permanentmagnete, wie im ersten Teilbereich 4, ferromagnetisches Material, beispielsweise Eisen, auf, d. h. das dauermagnetische Material wird durch Eisen ersetzt. Der zweite Teilbereich 5 ist für geringere Kraftanforderungen vorgesehen. Die Mittel 6 zur Führung magnetischer Felder sind ebenfalls mittels ferromagnetischen Materials, beispielsweise als Eisenblechpaket, ausgebildet.In the second section 5 only one means for generating magnetic fields is arranged, the means being coils 11 is trained. In the second section 5 have the pole teeth 10 instead of permanent magnets, as in the first section 4 Ferromagnetic material, such as iron, on, ie the permanent magnetic material is replaced by iron. The second part 5 is intended for lower power requirements. The means 6 for guiding magnetic fields are also formed by means of ferromagnetic material, for example as iron sheet package.

Das Sekundärteil 3 weist die Polzähne 12 auf. Da das Sekundärteil 3 keine Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist, ist es einfach und kostengünstig herzustellen. Beispielsweise kann das Sekundärteil massiv, geblecht, gegossen oder gesintert ausgeführt sein.The secondary part 3 has the pole teeth 12 on. Because the secondary part 3 has no means for generating magnetic fields, it is easy and inexpensive to manufacture. For example, the secondary part may be solid, laminated, cast or sintered.

Claims (15)

Lineare elektrische Maschine (1) mit einem Primärteil (2) und einem mit diesem magnetisch zusammenwirkenden Sekundärteil (3), wobei das Primärteil (2) oder das Sekundärteil (3) zumindest einen ersten Teilabschnitt (4) und einen zweiten Teilabschnitt (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Teilabschnitt (4, 5) Mittel (6) zur Führung magnetischer Felder aufweisen und der erste Teilabschnitt (4) zumindest ein Mittel (7, 11) zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist.Linear electric machine ( 1 ) with a primary part ( 2 ) and a magnetic interacting with this secondary part ( 3 ), the primary part ( 2 ) or the secondary part ( 3 ) at least a first subsection ( 4 ) and a second subsection ( 5 ), characterized in that the first and second subsections ( 4 . 5 ) Medium ( 6 ) for guiding magnetic fields and the first subsection ( 4 ) at least one means ( 7 . 11 ) for generating magnetic fields. Lineare elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Teilabschnitt (4, 5) als Mittel (6) zur Führung magnetischer Felder magnetisch leitfähiges Material aufweisen.Linear electric machine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the first and the second subsection ( 4 . 5 ) as a means ( 6 ) for guiding magnetic fields magnetically conductive material. Lineare elektrische Maschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisch leitfähige Material ferromagnetisches Material ist.Linear electric machine ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the magnetically conductive material is ferromagnetic material. Lineare elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Teilabschnitt (4, 5) Mittel (11) zur Erzeugung magnetischer Felder aufweisen, wobei der erste Teilabschnitt (4) gegenüber dem zweiten Teilabschnitt (5) ein weiteres Mittel (7) zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist.Linear electric machine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the first and second subsections ( 4 . 5 ) Medium ( 11 ) for generating magnetic fields, wherein the first subsection ( 4 ) compared to the second subsection ( 5 ) another means ( 7 ) for generating magnetic fields. Lineare elektrische Maschine (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärteil (2) als die einen Verfahrweg ausbildende Komponente gegenüber einem beweglichen Sekundärteil (3) ausgebildet ist und das Primärteil (2) einen ersten und zweiten Teilabschnitt (4, 5) mit einer Vielzahl an Polzähnen (10) aufweist, wobei die Polzähne (10) im ersten Teilabschnitt (4) Permanentmagnete aufweisen.Linear electric machine ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the primary part ( 2 ) as the path forming component with respect to a movable abutment ( 3 ) is formed and the primary part ( 2 ) a first and second subsection ( 4 . 5 ) with a plurality of pole teeth ( 10 ), wherein the pole teeth ( 10 ) in the first subsection ( 4 ) Have permanent magnets. Lineare elektrische Maschine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polzähne (10) des Primärteils (2) im zweiten Teilabschnitt (5) mittels ferromagnetischen Materials ausgebildet sind.Linear electric machine ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the pole teeth ( 10 ) of the primary part ( 2 ) in the second section ( 5 ) are formed by means of ferromagnetic material. Lineare elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Polzahn (10) des Primärteils (2) eine Spule (11) angeordnet ist.Linear electric machine ( 1 ) according to one of claims 5 or 6, characterized in that at each pole tooth ( 10 ) of the primary part ( 2 ) a coil ( 11 ) is arranged. Lineare elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärteil (3) eine Zahnstruktur aufweist und nur mittels ferromagnetischen Materials ausgebildet ist.Linear electric machine ( 1 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the secondary part ( 3 ) has a tooth structure and is formed only by means of ferromagnetic material. Lineare elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilabschnitt (4) als Mittel (7) zur Erzeugung magnetischer Felder dauermagnetisches Material aufweist und der zweite Teilabschnitt (5) lediglich Mittel (6) zur Führung magnetischer Felder aufweist.Linear electric machine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the first subsection ( 4 ) as a means ( 7 ) comprises permanent-magnetic material for generating magnetic fields and the second sub-section ( 5 ) only means ( 6 ) for guiding magnetic fields. Lineare elektrische Maschine (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärteil (3) als die einen Verfahrweg bildende Komponente gegenüber einem beweglichen Primärteil (2) ausgebildet ist und das Sekundärteil (3) einen ersten und zweiten Teilabschnitt (4, 5) mit einer Vielzahl an Polzähnen (12) aufweist, wobei die Polzähne (12) im ersten Teilabschnitt (4) Permanentmagnete aufweisen.Linear electric machine ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the secondary part ( 3 ) as the component forming a travel path relative to a movable primary part ( 2 ) is formed and the secondary part ( 3 ) a first and second subsection ( 4 . 5 ) with a plurality of pole teeth ( 12 ), wherein the pole teeth ( 12 ) in the first subsection ( 4 ) Have permanent magnets. Lineare elektrische Maschine (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polzähne (12) des Sekundärteils (3) im zweiten Teilabschnitt (5) mittels ferromagnetischen Materials ausgebildet sind.Linear electric machine ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the pole teeth ( 12 ) of the secondary part ( 3 ) in the second subsection ( 5 ) are formed by means of ferromagnetic material. Lineare elektrische Maschine (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärteil (2) eine Vielzahl an Polzähnen (10) aufweist, wobei an jedem Polzahn (10) eine Spule (11) angeordnet ist.Linear electric machine ( 1 ) according to claim 10 or 11, characterized in that the primary part ( 2 ) a plurality of pole teeth ( 10 ), wherein at each pole tooth ( 10 ) a coil ( 11 ) is arranged. Lineare elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 3, 6, 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Material Eisen ist.Linear electric machine ( 1 ) according to one of claims 3, 6, 9 or 11, characterized in that the ferromagnetic material is iron. Lineare elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (1) als permanenterregter Synchronlinearmotor ausgebildet ist.Linear electric machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the electric machine ( 1 ) is designed as a permanent-magnet synchronous linear motor. Verwendung einer linearen elektrischen Maschine (1) für eine Folienreckanlage, wobei die Folienreckanlage Längsreckvorrichtungen und/oder Querreckvorrichtungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Längsreckvorrichtung und/oder Querreckvorrichtung zumindest eine lineare elektrische Maschine (1), welche nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist, aufweist.Use of a linear electric machine ( 1 ) for a film stretching plant, the film stretching plant having longitudinal stretching devices and / or transverse stretching devices, characterized in that the longitudinal stretching device and / or transverse stretching device comprises at least one linear electric machine ( 1 ), which is designed according to one or more of claims 1 to 14, comprising.
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