DE1810490C - Linearmotor - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf einen Linearmotor aus dem Ständer herausragenden Teilen der Spulen

mit einer in einer Längsbohrung eines Ständers axial rechteckige metallene Polplatten angeordnet,

verschieblichen Welle und einer Reihe von im Ab- Der den Ständer bildende Stapel aus Blechen kann

stand voneinander im Ständer angeordneten, die einem letzten kennzeichnenden Merkmal der Erfin-

Längsbohrung jeweils umschließenden ringförmigen 5 dung zufolge aus mehreren in Richtung der Längs-

Spulen, wobei der Ständer aus langen, ebenen, zur bohrung aneinandergesetzten Teilstapeln bestehen.

Längsbohrung parallelen Blechen gebildet ist. welche jeweils mindestens eine Spule umfassen.

Die Spulen sind wechselstromerregt und unterein- Ausführungsteispiele der Erfindung werden nachander elektrisch so verbunden, daß das erzeugte stehend an Hand d?r Zeichnungen beschrieben.
Magnetfeld entlang der Motorlängsachse wandert, io F i g. 1 ist die skizzenhafte Darstellung eines erfinwodurch in der Welle Ströme induziert werden und dungsgemäßen Linearmotors;

eine resultierende Kraft entsteht, die die Welle in Fig. 2 zeigt die Ansicht eines anderen Lmear-

axialer Richtung bewegt. mows;

Es ist bereits der Vorschlag bekanntgeworden, bei F i g. 3 zeigt einen Querschnitt gemäß der Linie

Linearmotoren den Ständer aus in Längsrichtung ver- 15 3-3 eier F i g. 2;

laufenden Blechen zu bilden. Diese Bleche sollen Fig. 4 zeigt einen Querschnitt gemäß der Linie

idealerweise keilförmig und radial um die Welle 4-4 der Fig. 3;

herum angeordnet scm, jedoch ist bei einer anderen F i g. 5 zeigt den Blechpacken mit der Lagerung

bekannten Ausführungsform die Anordnung so ge- für die Welle;

troffen, daß mehrere Stapel aus parallel zueinander ao F i g. 6 ist eine Endansicht des in F i g. 5 gezeigten verlaufenden Blechen gleichmäßig um die Welle Gegenstandes; herum verteilt, d. h. sternförmig darum herum an- F i g. 7 zeigt eine der Spulen; geordnet sind, wobei die inneren Stirnflächen der F i g. 8 zeigt die Spule der F i g. 7 in Stirnansicht; Stapel konkav gekrümmt s'^d, so daß sie zusammen Fig. ° ist ein VcTdrahtungsschems» des Lineareine Längsbohrung mit kreisförmigem Querschnitt 35 motors für Ein-Phasenbetrleb, und bilden. Fig. 10 ist ein Verdrahtungsschema des Linear-

Mit beiden Arten von Ständern sind Schwierig- motors für Drei-Phasenbetrieb.

keiten verbunden. Keilförmige Bleche sind aufwendig Die F i g. 1 zeigt einen vierspuligen Linearmotor

in der Herstellung und schwierig Lirammenzusetzen in skizzenhafter Darstellung. Hiermit soll gezeigt wer-

und miteinander zu verbinden Die Stapel parallel 30 den, wie ein Packen langgestreckter Bleche die FeId-

zueinander verlaufender Bleche sind >. rhältnismäßig spulen in seinen fensterartigen Ausnehmungen trägt,

leicht zu bitden, können jedoch nur schwer in radia- In den restlichen Figuren ist ein neunspuliger Lincar-

ler Anordnung gehalten werden. Darüber hinaus wird motor in seinen Einzelheiten wiedergegeben,

der magnetische Kreis um die Welle herum durch die Die F i g. 5 und 6 zeigen den Ständer als Packen

Luftspalte zwischen den einzelnen Stapeln unter- 35 10 gleich ausgebildeter Bleche, die sich über die

brochen. Länge des Motors erstrecken. Dieser Packen ist in

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines gleichmäßigem Abstand von neun rechtwinkligen Linearmotors der eingangs angegebenen Art, bei dem Öffnungen oder Fenstern 11 durchdrungen, die in

die koaxiale Halterung der Bleche konstruktiv ein- seiner Breitseite angeordnet sind. Jedes Blech besteht

fach durchführbar ist, ohne den magnetischen Kreis 40 aus magnetischem Material, beispielsweise auc dem

um die Welle herum durch Luftspaltc zu unter- Flußstahl 18 SWG, und der Blechpacken kann ent-

brechen. Dies ist bei einem solchen Linearmotor er- weder durch Schrauben zusammengehalten werden

findungsgemäß dadurch erreicht, d«.^ ein einziger oder, wie bei 12 angedeutet, zusammengeschweißt

Stapel von Blechen vorgesehen ist, den.» Breite sein.

größer als der Außendurchmesser der Spulen ist, und 45 Nach dem Zusammenschichten der Bleche wird daß der Stapel eine Reihe von im Abstand vonein- durch den Packen 10 eine Längsbohrung 13 zur Aufander angeordneten, den Stapel quer zur Blechebcne nähme der Welle 14 gebohrt. Andererseits können durchdringenden Öffnungen zur Aufnahme der die einzelnen Bleche jedoch auch so ausgebildet sein, Spulen aufweist. daß sich beim Zusammenfüger, in der richtigen

Diese Ausbildung des Ständers ist insbesondere in- 5» Reihenfolge eine längsgerichtetc Bohrung ergibt. Die

sofern vorteilhaft, als identische Bleche hergestellt Enden der Bohrung sind bei 15 zylindrisch versenkt,

werden können, welche alle Fenster aufweisen, die um Lager 16 aufnehmen zu können, in welchen die

beim Aufeinanderstapeln der Bleche miteinander Welle 14 gleitend geführt wird. Die Lager können aus

fluchien und die Öffnungen zur Aufnahme der Spulen PTFE oder einem anderen Material mit niedrigem

bilden. Nach dem Stapeln der Bleche zur Bildung des 55 Reibungskoeffizienten bestehen. Die Lager werden

Stators kann im Blechstapel die Längsbohrung zur im Preßsitz in den Versenkungen 15 gehalten und bc- Aufnahme der Welle ausgebildet werden. kommen einen zusätzlichen Halt durch Stützen 17, In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wei- die an den Enden des Packens mittels Schrauben 17 a

sen die aufeinandergestapelten Bleche zylindrische befestigt sind.

Versenkungen an den Enden der Längsbohrung zur 60 Die Welle 14 besteht aus Stahl und hat normaler* Aufnahme von Gleitlagerungen für die Well«; auf. weise einen kreisförmigen Querschnitt. Der Quer- Die Welle besteht vorzugsweise aus einer Stahlstange schnitt kann jedoch auch polygon ausgebildet sein,

mit kreisförmigem oder polygonem Querschnitt und Die Welle 14 ist länger als der Packen, und ihre

elektrisch leitender Außenfläche aus mindestens einer herausragenden Enden können durch ein aufge-

Schicht aus leitendem Material, Stattdessen kann die 6) brachtes Gewinde oder eine andere Ausbildung Welle auch von einem Stahlseil gebildet sein. zum Anschluß an eine (nicht gezeigte) Last her- R.»gen die Spulen aus dem Ständer heraus, dann gerichtet sein. Die Oberfläche der Welle ist durch

sind mit Vorteil beidseitig des Ständers zwischen den Kupferptattlerting und nachfolgende Hartverchro-

I 810

"jjnung leitend gemacht. Andererseits kann die Welle #uch mit Kupfer oder Aluminium besprüht werden, pder sie kann in einem dünnen, eng anliegender. Fut- |er aus Kupfer, Aluminium oder anderem leitfähigen Metall eingeschlossen sein. An Stelle einer starren JStahlsiange kann auch ein biegsames oder litzenförmiges Stahlseil bzw. -kabel mit leitender Oberfläche Verwendung finden, welches über jede gewünschte Länge bewegt werden kann.

Eine typische Feldspule 18 ist in den Fig. 4,7 und 8 gezeigt. Die Spule ist auf einer Haspel 19 aus Isoliermaterial aufgewickelt, wobei die Wicklung 19 a durch Isolierband 20 in ihrer Lage gehalten, wird. Die Spulen 18 werden senkrecht in die öffnungen 11 des Blechstapels eingeführt und ragen aus dessen Ober- und Unterseite, wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt, heraus. Anfang und EmIe 21 und 22 jeder Wicklung werden durch einen Streuen 23 aus Isoliermaterial geführt, der längs des Stapels verläuft. Dk gewünschten Anschlüsse der Spulen an die Versorgungsleitungen 24 werden hinter dem Streifen 23 vorgenommen. Die Leitungen 24 münden aus dem Motor in einem Kabel 25, welches in einem Kabelhalter 25 und einer in der Stütze 17 befindlichen isolierten Durchführung 27 gehalten wird.

Ein Verdrahtungsschema für Ein-Phascnbetrieb ist in Fig. 9 und für Drei-Phasenbetrieb in Fig. 10 dargestellt. Die Richtung des magnetischen Feldes kann mittels eines dafür vorgesehenen Schalters erfolgen. Da neun Spulen für einen Ein-Phasenbetrieb nicht miteinander verdrahtet werden können, muß eines der Fenster 28 im Stapel leer bleiben. Um die Temperatur im Stapel steuern zu können, ist zwischen der vierten und fünften Spule ein Thermostat 29 angebracht. Im Falle einer Überhitzung des Motors schaltet dieser Thermostat die Leistungsversorgung ab.

Der Blechstapel und die Spulen sind zwischen zwei Deckplatten 30 eingeschlossen, die von sechs rechtwinklig durch den Stapel 10 führenden Schrauben 32 an einer Grundplatte 31 befestigt sind. Die Deckplatten dienen dazu, die Spulen in der richtigen Stellung festzuhalten. Andererseits können die Spulen auch mittels anderer geeigneter Vorrichtung gegen Verschiebung gesichert werden, und die aus dem Stapel herausragenden Teile der Spulen können in Kunststoff- oder einer anderen Hülle eingeschlossen sein.

Um die magnetische Permeabilität des Stators bzw. Blechstapels 10 zu erhöhen, können zwischen der. aus den Blechen herausragenden Teilen der Spulen rechteckige Polplatten 33 aus magnetischem Material vorgesehen werden. Sie können durch einen Streifen 34 aus Klebeband in ihrer Stellung gehalten werden.

Es sei hervorgehoben, duß ein Motor mii mehr oder weniger als neun Spulen in ähnlicher Weise konstruiert werden kann. Die Bleche können sich entweder über die gesamte Länge des Motors erstrecken, oder sie können relativ kurz gehalten werden, so daü jede gewünschte Zahl solcher kurzen Elemente, wovon jedes eine oder mehrere Spulen enthält, aneinandergereiht werden kann, um dem Motor eine beliebige, für seine Funktion jeweils erforderliche Länge zu geben. In diesem Fall können die Enden der einzelnen Elemente mit Zapfen oder anderen Verklinkungseinrichtungen versehen sein, um sie in genauer axialer Fluchtung anordnen zu können.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Linearmotor mit einer in einer Längsbohrung eines Ständers axial verschieblichen Welle und einer Reihe von im Abstand voneinander im Ständer angeordneten, die ^ängsbohrung jeweils umschließenden ringförmigen Spulen, wobei der Ständer aus langen, ebenen, zur Längsbohrung parallelen Blechen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Stapel (10) von Blechen vorgesehen ist, deren Breite größer als der Außendurchmesser der Spulen (18) ist, und daß der Stapel (10) eine Reihe von im Absland voneinander angeordneten, den Stapel (10) quer zur Blechebene durchdringenden öffnungen (11) zur Aufnahme der Spulen (18) aufweist.

2. Linearmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in die aufeinandergestapeUen Bleche eingebrachte zylindrische Versenkungen (15) an den Enden der Längsbohrung (13) zur Aufnahme von Gleitlagerungen (16) für die Welle (14).

3. Linearmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (14) aus einer Stahlstange mit kreisförmigem cder polygonen Querschnitt und elektrisch leitender Außenfläche aus mindestens einer Schicht aus leitendem Material besteht.

4. Linearmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (14) aus einem Stahlseil besteht.

5. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Ständer?· zwischen den aus dem Ständer herausragenden Teilen der Spulen (18) rechteckige metallene Polplatten (33) angeordnet sind.

6. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gtkeniueichnet, daß rler Stapel aus mehreren in Richtung der Längsbohrung (13) aneinandergcsetzter Tcilsiape'n besieht, welche jeweilä mindestens eine Spule (18) umfcssen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen