CH690481A5 - Linearmotorvorrichtung. - Google Patents

Description

  
 



  Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Linearmotorvorrichtung zum linearen Bewegen eines beweglichen Elements, das einem unbeweglichen Element gegenüberliegt, wobei diese Vorrichtung Folgendes umfasst: ein in dem beweglichen Element vorgesehenes primäres Linearmotorelement zum Erzeugen eines Magnetfeldes und ein in dem unbeweglichen Element vorgesehenes sekundäres Linearmotorelement, das derart angeordnet ist, dass es dem primären Linearmotorelement gegenüberliegt. 



  Allgemein ausgedrückt besteht das sekundäre Linearmotorelement des Linearimpulsmotors aus magnetischem Material, wie beispielsweise Kohlenstoffstahl, und ist sozusagen kammzähneartig ausgebildet, wobei es sich aus einer Mehrzahl von vorstehenden Teilen zusammensetzt. Die vorstehenden Teile sind in regelmässigen Abständen auf einer Oberfläche des sekundären Linearmotorelements angeordnet, die dem ersten primären Linearmotorelement gegenüberliegt. In Betrieb sind die entsprechenden vorstehenden Teile  selektiv magnetischen Kraftlinien ausgesetzt, die von primären Windungen oder Dauermagneten erzeugt werden, die sich im primären Linearmotorelement befinden. Da es als sekundärer Leiter funktioniert, kann das sekundäre Linearmotorelement somit eine Schubkraft auf das primäre Linearmotorelement ausüben. 



  Bei der Verwendung der derart konstruierten Linearmotorvorrichtung als Linearvorschubeinheit für eine Werkzeugmaschine, ist das sekundäre Linearmotorelement auf einem Bett der Werkzeugmaschine befestigt, das heisst an einem unbeweglichen Element davon, während das primäre Linearmotorelement auf einer unteren Oberfläche eines Tischs der Werkzeugmaschine befestigt ist, das heisst an einem beweglichen Element. Zu beachten ist, dass beim sekundären Linearmotorelement eine "Poloberfläche", aus der die vorstehenden Pole abstehen, derart angeordnet ist, dass sie dem primären Linearmotorelement gegenüberliegt, und zwar als eine obere Oberfläche des sekundären Linearmotorelements. 



  Bei der Werkzeugmaschine mit dem oben beschriebenen sekundären Linearmotorelement besteht jedoch ein fundamentales Problem darin, dass Chips, Fremdsubstanzen und dergleichen, die durch das Schneiden eines zu verarbeitenden Werkstücks produziert werden, in die Aussparungen zwischen den entsprechenden vorstehenden Polen fallen würden. 



  Wenn sich dann die Chips, Fremdsubstanzen oder dergleichen derart in den Aussparungen angesammelt haben, können die benachbarten vorstehenden Teile magnetisch verkürzt werden. In einem solchen Fall würde der Wärmewert im sekundären Linearmotorelement erhöht, was eine Vergrösserung des Energieverlustes zur Folge hat, wodurch die Arbeitsleistung des Linearimpulsmotors herabgesetzt wird. 



  Um somit derartige Probleme messen zu können, sollten die Chips und Fremdsubstanzen aus den Aussparungen des sekundären Linearmotorelements entfernt werden, bevor sie sich in den Aussparungen ansammeln. Da jedoch die heutzutage übliche Linearmotorvorrichtung mit einer grossen Anzahl Aussparungen versehen ist, deren einzelne Breite ein paar Millimeter beträgt, wird ein Reinigungsvorgang zum Entfernen der Chips aus den Aussparungen derart mühsam, dass damit viel Zeit verloren geht. Dies ist ein erstes Problem, das durch die vorliegende Erfindung beseitigt wird. 



  Bei einer Werkzeugmaschine, wie zum Beispiel einer planarartigen horizontalen Bohrmaschine, einer Fräsmaschine, einem Bearbeitungszentrum oder dergleichen ist ein bewegliches Element (zum Beispiel der oben erwähnte Tisch, ein Spindelkopf, ein Sattel) der Werkzeugmaschine derart angeordnet, dass es sich in Bezug auf ein unbewegliches Element (zum Beispiel das oben erwähnte Bett, eine Säule, ein Querbalken) linear bewegt. Das bewegliche Element wird von einer Vorschubeinheit angetrieben. 



  Bis heute wird die Vorschubeinheit im allgemeinen durch eine so genannte förderschraubenartige Einheit gebildet, die eine Kugelschraube, eine Kugelmutter und einen Motor umfasst, um entweder die Kugelschraube oder die Kugelmutter zu drehen. 



  Bei dieser förderschraubenartigen Einheit ist es unmöglich, Vorschubfehler zu vermeiden, die durch Spiel oder Teilungsfehler zwischen den Reduktionsgetrieben des Motors (oder der Kugelschraube) und der Kugelmutter verursacht werden. Die förderschraubenartige Einheit enthält somit eine Anzahl Vorschubfehlerkomponenten, sodass es schwierig ist, beim Ausführen einer Prozesssteuerung ihren Wirkungsgrad zu optimieren. 



  Aufgrund eines Mechanismus der förderschraubenartigen Einheit, mit dem die Drehkraft des Motors durch die Kugelschraube und die Kugelmutter in eine lineare Bewegung umgewandelt wird, weist die förderschraubenartige Einheit zusätzlich eine komplexe Struktur auf, sodass der Reibungsverlust gross ist. 



  Aus den oben erwähnten Gründen ist in Betracht gezogen worden, das bewegliche Element, wie beispielsweise ein sich linear bewegender Tisch, direkt durch eine Linearmotorvorrichtung anzutreiben. Beispielsweise im Fall des Vorschiebens eines Tischs durch die Linearmotorvorrichtung, der durch lineare Führungen geführt wird, sodass er sich auf einem Bett in einer linearen Bewegung fortbewegt, sind ein ebenes primäres Linearmotorelement mit primären Windungen und ein ebenes sekundäres Linearmotorelement als sekundärer Leiter auf einer unteren Oberfläche des Tischs bzw. auf einer oberen Oberfläche des Bettes angeordnet, sodass sie einander horizontal gegenüberliegen.

   Andererseits ist das primäre Linearmotorelement auf einer vertikalen Oberfläche eines herabhängenden Teils angeordnet, der auf der unteren Oberfläche des Tischs angeordnet ist, während das sekundäre Linearmotorele ment auf einer vertikalen Oberfläche des Bettes angeordnet ist, sodass es dem primären Linearmotorelement gegenüberliegt. 



  Die Linearmotorvorrichtung erzeugt nicht nur eine Schubkraft in der linearen Richtung, sondern auch eine magnetische Vertikalkraft senkrecht zu den gegenüberliegenden Oberflächen der primären und sekundären Linearmotorelemente. Wenn die sekundären Linearmotorelemente durch magnetische Substanzen gebildet werden, wirkt die magnetische Vertikalkraft als Anziehungskraft zwischen dem primären Linearmotorelement und dem sekundären Linearmotorelement. Die Anziehungskraft ist so gross, dass sie das Zehnfache einer theoretischen Schubkraft beträgt. Deshalb übt die Anziehungskraft eine grosse Last auf das Bett bzw. den Tisch aus, an dem das primäre bzw. das sekundäre Linearmotorelement befestigt ist. 



  Demzufolge ist in der oben erwähnten Anordnung, bei der die primären und sekundären Linearmotorelemente derart angeordnet sind, dass sie einander horizontal gegenüberliegen, der Tisch so deformiert, dass er sich nach innen senkt und eine Flachheit der oberen Oberfläche beeinflusst werden kann. Weiter müssen in diesem Fall die Linearführungen die gesamte Anziehungskraft aufnehmen, sodass sich die auf die Linearführungen wirkende tischstützende Last vergrössert. 



  Andererseits sind bei der oben erwähnten Anordnung, bei der die primären und sekundären Linearmotorelemente einander horizontal gegenüberliegen, die Seitenwände des Betts nach innen deformiert, sodass dadurch die Geradlinigkeit der auf den oberen Oberflächen der Seitenwände angeordneten Linearführungen verschlechtert wird, wodurch die Genauigkeit des Tischvorschubs herabgesetzt wird. Zusätzlich sollte beachtet werden, dass je grösser die Schubkraft bei einer grossformatigen Werkzeugmaschine ist, desto nennenswerter die oben erwähnten Probleme werden, sodass die Verarbeitungsgenauigkeit der Vorrichtung gesenkt würde. Dies ist ein zweites Problem, das durch die vorliegende Erfindung beseitigt werden soll. 



  Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Linearmotorvorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit der Chips, Fremdsubstanzen und dergleichen leicht entfernbar sind, wenn diese beispielsweise bei einem Einsatz der Vorrichtung bei einer Werkzeugmaschine entstehen. 



  Diese Aufgabe wird bei einer Linearmotorvorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfüllt. 



  Wenn bei der Anordnung der Elemente einer Linearmotorvorrichtung gemäss Anspruch 5 die Aussparungen zwischen den entsprechenden Teilen ausgefüllt sind, kann die ganze Oberfläche des sekundären Linearmotorelements, das dem primären Linearmotorelement gegenüberliegt, ausgeflacht werden, sodass verhindert wird, dass Chips in die Aussparungen fallen. Aufgrund der ausgeflachten Oberfläche des sekundären Linearmotorelements wird ermöglicht, falls zudem ein klingenartiger Wischer, Abstreicher oder dergleichen verwendet wird, dass die Chips mit grosser Wirksamkeit in einem Zug leicht und sicher von der Oberfläche entfernt werden. Da die Füllelemente aus schwach permeablem Material hergestellt sind, kann die magnetische Abschirmung zwischen den benachbarten vorstehenden Teilen durch die dazwischen liegenden Füllelemente stabil gehalten werden. 



  Bei der vorliegenden Erfindung bestehen die Füllelemente vorzugsweise aus einem Kunstharzmaterial, das in die Aussparungen gegossen wird. In diesem Fall würde durch den Giessvorgang eine Herstellung des sekundären Linearmotorelements vereinfacht. 



  Noch bevorzugter ist es, wenn das primäre Linearmotorelement mit einem Reinigungswischern bestehend aus elastischem Material, aus gerüstet wird, der derart angeordnet ist, dass er in Reibungskontakt mit der Poloberfläche des sekundären Linearmotorelements steht. In diesem Fall kann bei jeder Betätigung der Linearmotorvorrichtung automatisch eine wischartige Reinigung auf der Poloberfläche des sekundären Linearmotorelements durchgeführt werden. 



  Gemäss einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 versehen. Durch diese Anordnung wirkt eine Anziehungskraft, die durch die magnetische Vertikalkraft des Linearmotors zwischen dem primären Linearmotorelement und dem sekundären Linearmotorelement verursacht wird, über eine gesamte Peripherie um eine Mittelachse des sekundären Linearmotorelements, und zwar gleichförmig und auf beiden Seiten der Mittelachse als Radialkräfte, die sich gegenseitig aufheben. Durch das stangenartige sekundäre Linearmotorelement, das mit Spiel auf einer äusseren Peripherie des sekundären Linearmotorelements gehalten wird, wird sicher vermieden, dass von einem auf dem primären Linearmotorelement befestigten Werkzeugmaschinenteil Chips zwischen die beiden primären und sekundären Linearmotorelemente eindringen können. 



  Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform weist das primäre Linearmotorelement primäre elektrische Verdrahtungen gemäss Anspruch 3 auf. Da in diesem Fall das sekundäre Linearmotorelement vom unbeweglichen Element in vorbestimmten Abständen durch den oder die Träger getragen wird, kann in diesem Fall eine Festigkeit über alle Teile des sekundären Linearmotorelements in axialer Richtung erhöht werden. 



  Bevorzugter Weise ist das primäre Linearmotorelement mit linearen Kugellagern versehen, die in das sekundäre Linearmotorelement eingreifen. In diesem Fall dient das zweite Linearmotorele ment als Mittel zum Führen der linearen Bewegung des beweglichen Elementes, sodass sich dieses linear bewegen kann, indem es vom sekundären Linearmotorelement geführt wird. 



  Oben genannte Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun im Rahmen der folgenden Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen zu sehen ist, in vollständiger Weise klar erläutert werden. Es zeigen: 
 
   Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Linearmotorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt; 
   Fig. 2 ist eine Querschnittansicht der Linearmotorvorrichtung von Fig. 1; 
   Fig. 3 ist eine Seitenansicht, welche eine Linearmotorvorrichtung für eine Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;

   
   Fig. 4 ist eine Querschnittansicht der Linearmotorvorrichtung entlang einer Linie IV-IV von Fig. 3. 
   Fig. 5 ist eine Seitenansicht, die eine Linearmotorvorrichtung für eine Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt; und 
   Fig. 6 ist eine vergrösserte Seitenansicht, die einen Teil der Linearmotorvorrichtung von Fig. 5 zeigt. 
 


 Beschreibung der bevorzugten Ausführung 
 



  Es wird eine Vielfalt von Ausführungen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. 



  Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführung einer Linearmotorvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Die Linearmotorvorrichtung umfasst primäre Linearmotorelemente 3, die in einem Tisch 1 eingebettet sind, und sekundäre Linearmotorelemente 7, die auf einem Bett 5 fest montiert sind. 



  Die primären Linearmotorelemente 3 sind auf einer unteren Oberfläche und einer vertikalen Oberfläche des Tischs 1 angeordnet, sodass sie den entsprechenden sekundären Linearmotorelementen 7 in vorbestimmten Abständen gegenüberliegen. 



  Jedes der sekundären Linearmotorelemente 7, die aus magnetischem Material wie beispielsweise Kohlenstoffstahl hergestellt sind, ist auf einer Oberfläche, die jedem primären Linearmotorelement 3 gegenüberliegt, mit einer Mehrzahl von vorstehenden Teilen 9 versehen, die in regelmässigen Abständen in einer Bewegungsrichtung des Linearmotors angeordnet sind und eine kammzähneartige Konfiguration bilden. 



  Zwischen den entsprechenden vorstehenden Teilen 9 des sekundären Linearmotorelements 7 ist eine Mehrzahl von Aussparungen 11 ausgebildet, von denen jede durch ein Füllelement 13 mit schwacher magnetischer Permeabilität ausgefüllt ist, wodurch eine Oberfläche des sekundären Linearmotorelements 7 mit einer insgesamt flachen Oberfläche gebildet wird. 



  Als Materialien mit schwacher Permeabilität für das Füllmaterial 13 sind thermoplastische Harze wie Vinylchlorid, Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, AS-Harz, Polyamid, Polycarbonat, Polysulfon, Polyacrylat, Polyimide, Fluorharz usw., wärmehärtende Harze wie beispielsweise Phenolharz und Keramik anwendbar. 



  Noch bevorzugter ist, wenn das Material für das Füllelement 13 aus einem Material ausgewählt wird, dessen Permeabilität nahe derjenigen von Luft liegt, und das eine hohe mechanische Stärke sowie einen Abnützungs-/Verschleisswiderstand mit geringem Reibungskoeffizienten aufweist. Zum Beispiel würde Fluorharz als Anwendungsmaterial diese Bedingungen erfüllen. 



  Zu beachten ist, dass beim Bilden der Füllelemente 13 aus anderen als den oben erwähnten Materialien, diese mit verschiedenem Material wie beispielsweise Fluorharz überzogen werden können. Die Füllelemente 13 in den Aussparungen 11 können durch Fittingteile gebildet sein, von denen jeder vorgängig gegossen wird, um mit der Form der Aussparung 11 Übereinzustimmen. Wenn die Elemente 13 aus Kunstharz wie beispielsweise thermoplastischem Material gebildet sind, können diese jedoch gebildet werden, indem das Material im flüssigen Zustand in die Aussparungen 11 gegossen wird, das heisst in Form des so genannten "Einsetzgiessens". Somit wird klar, dass in der Beschreibung der Ausdruck "Füllen" nicht nur den oben erwähnten Füllvorgang von Flüssigmaterial in die Aussparungen 11 bedeutet, sondern auch den Einpassvorgang von vorgängig gegossenen Füllelementen 13 in die Aussparungen 11. 



  Das bedeutendste Merkmal der Ausführung liegt in der Tatsache, dass die Füllelemente 13 auf dem gleichen Niveau wie die vorstehenden Teile 9 angeordnet sind. Wenn erforderlich ist, dass die Füllelemente 13 und die vorstehenden Teile 9 noch genauer in einer Ebene liegen, können die sekundären Linearmotorelemente 7 nach dem Auffüllen der Aussparungen 11 mit den Füllelementen 13 durch Oberflächenschleifen bearbeitet werden. Zu beachten ist, dass die resultierenden flachen Oberflächen der sekundären Linearmotorelemente 7, bei denen die Füllelemente 13 und vorstehenden Teile 9 alternierend angeordnet sind, im Weiteren mit "Poloberflächen" bezeichnet werden. 



  Auf dem Tisch 1 ist ein elastischer Reinigungswischer 15 derart befestigt, dass er in Reibungskontakt mit den vorstehenden Oberflächen steht. Der Reinigungswischer 15 besteht aus gummielastischen Materialien wie bespielsweise Isopropylengummi, Butadiengummi, Butylgummi, Nitrilbutadiengummi, mehrfacher Schwefelgummi, Silikongummi, thermoplastischem Elastomer usw. Noch bevorzugter ist, wenn er aus gummielastischem Material mit hohem \lwiderstand hergestellt ist, sodass er durch Schmieröl nicht zerstört wird, sowie mit hohem Abnutzungs- und Verschleisswiderstand, wie beispielsweise Silikongummi, thermoplastischem Material usw. 



  Da die Aussparungen 11 zwischen den entsprechenden vorstehenden Teilen 9 wie oben erwähnt mit Füllelementen 13 ausgefüllt sind,  kann die gesamte Poloberfläche jedes sekundären Linearmotorelements 7, das dem primären Linearmotorelement 3 gegenüberliegt, ausgeflacht werden, wodurch verhindert wird, dass Chips in die Aussparungen 11 fallen. 



  Aufgrund der ausgeflachten Poloberflächen der sekundären Linearmotorelemente 7 ist es möglich, die Chips mit hoher Wirksamkeit leicht und sicher von der Oberfläche zu entfernen, indem ein klingenartiger Wischer, Abstreicher oder dergleichen verwendet wird. 



  Da die Füllelemente 13 aus einem Material mit schwacher Permeabilität hergestellt sind, wie beispielsweise Kunstharz, kann die magnetische Isolierung zwischen den benachbarten vorstehenden Teilen durch die Füllelemente 13 stabil aufrechterhalten werden, sodass eine Vorsehung der Füllelemente 13 die Leistungsfähigkeit der Linearmotorvorrichtung nicht herabsetzt. 



  Nach der Ausführung gleitet, wann immer die Linearmotorvorrichtung ihre lineare Bewegung ausführt, das heisst wenn der Tisch 1 bewegt wird, der Reinigungswischer 15 automatisch auf den flachen Poloberflächen der sekundären Linearmotorelemente 7, wodurch diese auf wischende Art gereinigt werden. Wenn somit die Chips sogar auf die Poloberflächen fallen, würden sie unmittelbar davon entfernt werden. Aufgrund der Wischfunktion des Wischers 15 ist es weiter möglich zu verhindern, dass die Chips in die primären Linearmotorelemente 3 eindringen, wodurch die operative Stabilität und Zuverlässigkeit der Erfindung erhöht werden kann. 



  Es wird jetzt eine andere Ausführung der Erfindung mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 21 ein Bett als unbewegliches Element und 23 einen Tisch als bewegliches Element. Der Tisch 23, der von auf dem Bett 21 montierten linken und rechten linearen Führungselementen 25 geführt wird, ist derart ausgebildet, dass er sich in Fig. 3 linear nach rechts und links bewegen kann. 



  Durch Träger 27, 29 auf dem Bett 21 fixiert ist ein zylindrisches sekundäres (Linearmotor-)Element 31, das einen sekundären Leiter der Linearmotorvorrichtung bildet. Im Detail wird das sekundäre Linearmotorelement 31 der Ausführung von einem hohlen Wellenkörper gebildet, dessen beiden Enden von den Trägern 27,  29 getragen werden, sodass er sich in einer linearen Bewegungsrichtung des Tischs 23 erstreckt. 



  Der Tisch 23 ist auf einer unteren Oberfläche davon angeordnet, und zwar mit einem herabhängenden Teil 33, an dem ein zylindrisches primäres (Linearmotor-)Element 35 befestigt ist. Das primäre Linearmotorelement 35 ist durch eine vorbestimmte Lücke koaxial mit dem sekundären Linearmotorelement 31 angeordnet, sodass es sich in der axialen Richtung des Elements 31 frei bewegen kann. Weiter weist das primäre Linearmotorelement 35 zylindrische elektrische Verdrahtungen 37 auf, die eine ganze Peripherie des sekundären Linearmotorelements 31 koaxial umgeben. 



  Bei der oben erwähnten Anordnung wird durch Stromzufuhr zu den elektrischen Verdrahtungen 37 zwischen dem primären Linearmotorelement 35 und dem sekundären Linearmotorelement 31 eine Schubkraft in die axiale Richtung erzeugt, sodass sich der Tisch 23 über dem Bett 21 linear in die linke und rechte Richtung von Fig. 3 bewegt. 



  Mit dieser Erzeugung von Schubkraft wird zwischen dem primären Linearmotorelement 35 und dem sekundären Linearmotorelement 31 ebenfalls eine magnetische Vertikalkraft erzeugt, wodurch zwischen diesen Elementen eine Anziehungskraft entsteht. Da die primären Windungen 37 zylindrisch angeordnet sind, damit sie die gesamte Peripherie des sekundären Linearmotorelements 31 koaxial umgeben, wirkt die Anziehungskraft als radiale Kräfte gleichförmig auf das zylindrische sekundäre Linearmotorelement 31, sodass diese sich gegenseitig aufheben. 



  Auch wenn zwischen dem primären Linearmotorelement 35 und dem sekundären Linearmotorelement 31 durch die magnetische Vertikalkraft der Linearmotorvorrichtung eine grosse Anziehungskraft angewendet wird, besteht demzufolge keine Möglichkeit, dass ein riesiger Druck des Tischs 23 auf die linearen Führungselemente 25 ausgeübt wird, oder dass ein exzentrischer Druck auf das sekundäre Linearmotorelement 31 ausgeübt wird. Weiter kann die Möglichkeit ausgeschlossen werden, dass ein Druck auf solche Strukturen der Werkzeugmaschine wie das Bett 21, der Tisch 23 oder dergleichen ausgeübt wird, wodurch die Strukturen nicht deformiert werden. 



  Da das sekundäre Linearmotorelement 31 nach der Erfindung auf einfache Weise auf dem Bett 21 angeordnet ist, anstelle einer  Förderschraubenwelle in einer Förderschraubenvorrichtung, während das primäre Linearmotorelement 35 im Tisch 23 eingebettet ist, anstatt in einer Fördernute, kann die Linearmotorvorrichtung der Erfindung leicht auf Werkzeugmaschinen angewendet werden, die mit der Förderschraubenvorrichtung ausgerüstet sind, ohne dass eine wesentliche Veränderung der Bauart erforderlich ist. 



  Da das sekundäre Linearmotorelement 31 aus einer zylindrischen hohlen Welle besteht, kann dadurch das Gewicht eines Elements per se gesenkt werden, um das Biegen zu verringern, das durch das Eigengewicht des Elements verursacht wird. Ein hohler Durchgang 39 des sekundären Linearmotorelements 31 ist mit einer nicht gezeigten Quelle verbunden, um Kühlflüssigkeit zuzuführen, sodass die Linearmotorvorrichtung durch die Kühlflüssigkeit abgekühlt wird, die durch den Durchgang 39 fliesst. 



  Die Fig. 5 und 6 zeigen eine andere Linearmotorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführung als Modifikation der oben erwähnten Ausführung. Zu beachten ist, dass in diesen Figuren Elemente, die denjenigen der Fig. 3 und 4 ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und dass die Beschreibung der Elemente wegfällt. 



  Nach der Ausführung sind zwei sekundäre Linearmotorelemente 31 auf der rechten und der linken Seite des Betts 21 angeordnet, und zwar an entsprechenden Positionen, an denen die linearen Führungselemente 25 der vorgängigen Ausführung angeordnet sind. 



  Jedes sekundäre Linearmotorelement 31 besteht aus einem hohlen Wellenkörper 31a, der sich in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Zeichnung erstreckt, und aus einem Träger 31b, der mit dem Körper 31a ein Ganzes bildet, und weist entlang der axialen Richtung des Körpers 31a einen schlüssellochartigen Querschnitt auf. Der Träger 31b ist in vorbestimmten Abständen entlang der axialen Richtung des hohlen Wellenkörpers 31a mittels Bolzen oder dergleichen (nicht gezeigt) am Bett 21 befestigt. Dadurch werden die sekundären Linearmotorelemente 31 vom Bett 21 über die Träger 31b in vorbestimmten Abständen getragen, sodass die Festigkeit durch die sekundären Linearmotorelemente 31 in der axialen Richtung gleichförmig erhöht werden kann. 



  Jeder hohle Wellenkörper 31a ist an einer seiner äusseren peripheren Oberfläche mit vier halbkreisförmigen Nuten 41 versehen, die sich gerade in der axialen Richtung erstrecken. Die Nuten 41  sind auf dem hohlen Wellenkörper 31 in der Umfangrichtung ausgebildet, und zwar in Abständen eines Winkels von 90 Grad. 



  Der hohle Wellenkörper 31a weist eine Mehrzahl von sekundären leitenden Teilen 43 auf, die zwischen den halbkreisförmigen Nuten 41 ausgebildet sind, mit Ausnahme eines Gelenkteils des Körpers 31a mit dem Träger 31b. In der Ausführung ist das sekundäre Linearmotorelement 31 mit drei sekundären leitenden Teilen 43 versehen: der eine befindet sich in der Mitte eines oberen Oberflächenteils des hohlen Wellenkörpers 31a und die anderen befinden sich symmetrisch auf beiden Seiten des Körpers 31a. 



  Der Tisch 23 weist links und rechts primäre Linearmotorelemente 35 auf, die auf einer unteren Oberfläche auf entsprechenden Seiten befestigt sind. Jedes primäre Linearmotorelement 35 ist derart ausgebildet, dass es einen C-förmigen Querschnitt aufweist, der mit einer \ffnung versehen ist, durch die der Träger dringen kann. Das primäre Linearmotorelement 35 ist derart angeordnet, dass es durch eine regelmässige Lücke quer zum sekundären Linearmotorelement liegt, sodass sich das Element 35 in der axialen Richtung des primären Linearmotorelements 31 koaxial bewegen kann. Die primären elektrischen Verdrahtungen 37 des primären Linearmotorelements 35 sind jeweils entsprechend den sekundären leitenden Teilen 43 angeordnet.

   Somit sind die primären elektrischen Verdrahtungen 37 auf beiden Seiten einer Mittelachse des sekundären Linearmotorelements 31 symmetrisch zueinander angeordnet. 



  Das primäre Linearmotorelement 35 ist mit linearen Kugellageren 45 vom rotierenden Typus versehen, die jeweils mit den Nuten 41 eingreifen. Demzufolge wird der Tisch 23 über die Kugellager 45 von den hohlen Wellenkörpern 31a als "Linearführung" des sekundären Linearmotorelemente 31 getragen, sodass er sich in Bezug auf das Bett 21 linear bewegt. 



  Durch Zufuhr von Strom zu den primären elektrischen Verdrahtungen 37 jedes primären Linearmotorelements 35 wird in dieser Ausführung zwischen dem primären Linearmotorelement 35 und dem sekundären leitenden Teil 43 des sekundären Linearmotorelements 31 ebenfalls eine Schubkraft in der axialen Richtung erzeugt, sodass sich der Tisch 23 über dem Bett 21 linear in die linke und rechte Richtung von Fig. 3 bewegt, wobei er von den hohlen Wellenkörpern 31a geführt wird. 



  Mit dieser Erzeugung von Schubkraft wird zwischen dem primären Linearmotorelement 35 und dem sekundären Linearmotorelement 31 ebenfalls eine magnetische Vertikalkraft erzeugt, wodurch dazwischen eine Anziehungskraft erzeugt wird. Da die primären elektrischen Verdrahtungen 37 auf beiden Seiten der Mittelachse jedes sekundären Linearmotorelements 31 symmetrisch angeordnet sind, wirkt die Anziehungskraft gleichförmig auf beiden Seiten der Mittellinie des hohlen Wellenkörpers 31a, sodass sie sich gegenseitig aufheben. 



  Auch wenn von der magnetischen Vertikalkraft der Linearmotorvorrichtung sogar grosse Anziehungskraft zwischen dem primären Linearmotorelement 35 und dem sekundären Linearmotorelement 31 angewendet wird, besteht demzufolge keine Möglichkeit, dass ein exzentrischer Druck auf das sekundäre Linearmotorelement 31 ausgeübt wird. Weiter kann die Möglichkeit ausgeschlossen werden, dass ein Druck auf solche Strukturen der Werkzeugmaschine wie beispielsweise das Bett 21, der Tisch 23 oder dergleichen ausgeübt wird, wodurch eine Deformierung der Strukturen verhindert wird. 



  Da die Festigkeit über alle sekundären Linearmotorelemente 31 in der axialen Richtung gleichförmig erhöht werden kann, ist es möglich, die Genauigkeit des Tischvorschubs zu verbessern. 



  Zu beachten ist, dass in einer Modifikation der zweiten und dritten Ausführung das sekundäre Linearmotorelement 31 als geschweisstes Stangenelement konstruiert sein kann. Weiter kann der Träger 31b der dritten Ausführung aus einigen Elementen zusammengesetzt sein, die in der axialen Richtung des hohlen Wellenkörpers 31a in regelmässigen Abständen angeordnet sind, und auf ähnliche Art kann der Träger 31b als Teil konstruiert sein, der mit dem hohlen Wellenkörper 31a kein Ganzes bildet. 



  Abschliessend bemerkt ist es für den Fachmann auf diesem Gebiet selbstverständlich, dass die vorstehende Beschreibung eine Beschreibung bevorzugter Ausführungen der offenbarten Leitergehäuse ist, und dass an der vorliegenden Erfindung verschiedene Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von deren Geist und Bereich abzuweichen. 

Claims (7)

1. Linearmotorvorrichtung zum linearen Bewegen eines beweglichen Elements (1; 23), das einem unbeweglichen Element (5; 21) gegenüberliegt, wobei diese Vorrichtung Folgendes umfasst: - ein in dem beweglichen Element (1; 23) vorgesehenes primäres Linearmotorelement (3; 35) zum Erzeugen eines Magnetfeldes; und - ein in dem unbeweglichen Element (5; 21) vorgesehenes sekundäres Linearmotorelement (7; 31), das derart angeordnet ist, dass es dem primären Linearmotorelement (3; 35) gegenüberliegt.

2.

Linearmotorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das sekundäre Linearmotorelement (31) zylindrisch oder stangenförmig ist und durch das unbewegliche Element (21) getragen wird, wobei sich das sekundäre Linearmotorelement (31) in der Richtung der linearen Bewegung des beweglichen Elementes (23) erstreckt; und dass das primäre Linearmotorelement (35) an dem beweglichen Element (23) befestigt ist und durch Spiel auf einer äusseren Peripherie des sekundären Linearmotorelements (31) gehalten wird, sodass es in einer der axialen Richtungen des sekundären Linearmotorelements (31) verschiebbar ist; und wobei das primäre Linearmotorelement (35) primäre elektrische Verdrahtungen (37) aufweist, welche einen Teil oder die gesamte Peripherie des sekundären Linearmotorelements (31) umgeben.

3.

Linearmotorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das sekundäre Linearmotorelement (31) an einem Zwischenteil durch das unbewegliche Element (21) getragen wird, und zwar entweder durch einen einzelnen Träger (31a, 31b), der in der axialen Richtung des sekundären Linearmotorelements (31) kontinuierlich angeordnet ist, oder durch eine Mehrzahl von Trägern (31a, 31b), die in der axialen Richtung des sekundären Linearmotorelements (31) intermittierend angeordnet sind, wobei das primäre Linearmotorelement (35) einen Teil aufweist, der mit dem besagten Träger (31a, 31b) zusammenwirkt, wobei dieser Teil einen C-förmigen Querschnitt aufweist, der mit einer \ffnung versehen ist, durch die dieser Träger (31a, 31b) dringen kann;

und wobei die primären elektrischen Verdrahtungen (37) auf beiden Seiten einer Mittelachse des sekundären Linearmotorelements (31) symmetrisch angeordnet sind.

4. Linearmotorvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das primäre Linearmotorelement (35) mit linearen Kugellagern (45) versehen ist, die mit dem sekundären Linearmotorelement (31) eingreifen, wobei das sekundäre Linearmotorelement (31) ebenfalls als Mittel zum Führen der linearen Bewegung des beweglichen Elements (23) dient.

5.

Linearmotorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das sekundäre Linearmotorelement (7) kammzähneartig ausgebildet ist und eine Mehrzahl vorstehender Teile (9) aufweist, die in vorbestimmten Abständen auf einer Oberfläche des sekundären Linearmotorelements (7) angeordnet sind, wobei diese Oberfläche des sekundären Linearmotorelements (7) dem primären Linearmotorelement (3) gegenüberliegt; und dass zwischen diesen vorstehenden Teilen (9) definierte Aussparungen (11) mit Füllelementen (13) ausgefüllt sind, die aus Material mit magnetischer Permeabilität hergestellt wurden, wobei diese Oberfläche, dort, wo diese vorstehenden Teile (9) angeordnet sind, als Ganzes ausgeflacht ist.

6. Linearmotorvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllelemente (13) aus synthetischem Harz bestehen, das in die Aussparungen (11) gegossen wurde.

7.

Linearmotorvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das primäre Linearmotorelement (3) mit einem aus einem elastischen Material bestehenden Reinigungswischer (15) versehen ist, der derart angeordnet ist, dass er in Reibungskontakt mit einer Oberfläche des sekundären Linearmotorelements (7) steht.