CN107546918B - 初级部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无铁芯的直线电机的初级部件，具有多个线圈(C)，其布置在冷却板(K)之间，其中每个冷却板(K)都与在冷却板(K)的边缘的区域中延伸的连接件(A)连接，该连接件用于供应冷却剂。冷却板(K)的连接件(A)在垂直于冷却板(K)的方向中彼此重叠，从而在初级部件(P)的端侧处获得用于冷却板(K)的共同的连接区域(B)，用于冷却剂的分配阀(V)能够拆散地与该共同的连接区域连接。

Description

初级部件

技术领域

本发明涉及一种无铁芯的直线电机的初级部件或者具有这样的初级部件的直线电机。这样的直线电机在一些要求高精度定位的应用中具有优点，即通过放弃初级部件中的铁芯避免了干扰性的齿槽转矩(Rastmomente)。然而为了能够在没有铁芯的情况中也产生较大的力，需要尽可能大的线圈电流，其仅仅能够以对线圈的良好冷却来实现。

背景技术

因此，由US 5，998，889公开的是，无铁芯的直线电机的线圈部布置在两个冷却板之间，这两个冷却板分别被冷却剂穿流。为此，每个冷却板都与在冷却板的边缘区域中延伸的、用于供应冷却剂的连接件连接。然而，这样的初级部件的装配和制造非常复杂，因为连接件位于在初级部件的相对置的端部处，并且因此必须单独地连接用于冷却剂的供应管线和排放管线。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于直线电机的初级部件，其能够特别简单地装配。

该目的通过根据本发明的装置实现。

在此描述了一种无铁芯的直线电机的初级部件，具有多个布置在冷却板之间线圈，其中每个冷却板都与在冷却板的边缘的区域中延伸的连接件连接，该连接件用于供应冷却剂。冷却板的连接件在垂直于冷却板的方向中彼此重叠，从而在初级部件的端侧处获得用于冷却板的共同的连接区域，用于冷却剂的分配阀可拆卸地与该共同的连接区域连接。

因此，初级部件能够通过用于冷却剂(例如水)的唯一的供应管线和唯一的排放管线进行供应，这通过将这些管线连接在唯一的分配阀上实现。该分配阀然后承担为冷却板提供冷却剂的功能。

分配阀和相关的用于紧固螺栓和冷却剂管道的孔在此如此地构造，即分配阀能够在两个不同的取向上构造。有利的是，分配阀还通过一凹进部简化装配，其容纳冷却板的连接件或者冷却板的连接区域。

冷却板相应地由两个彼此焊接的、具有用于冷却剂的通道的板构成。连接件也与冷却板焊接。这样的焊接连接是极为长期坚固的。因为对由冷却板和连接件形成的结构单元非常良好地事先在密封性上进行检测，所以冷却剂几乎不可能在稍晚的时候从该单元中泄漏。泄漏更确切地说出现在分配阀的然而能够在维护的情况中简单到达的区域中，从而例如能够简单地更换在连接件和分配阀之间的密封环。

本发明的另外的实施例和优点根据附图描述。

附图说明

图中示出：

图1是初级部件的分解示意图，

图2是初级部件的侧视图，

图3是具有所属的连接件的两个冷却板，

图4是用于连接件的两个不同的设计方案，

图5是在冷却板之间装插入间距保持件，

图6是用于将初级部件连接在冷却剂循环上的不同可能性。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明的初级部件P。图1的分解示意图能够使初级部件P的构造非常良好地被识别。

在由无磁性的不锈钢制成的两个冷却板K之间布置有三个扁平的线圈C，其线圈轴线垂直于冷却板K。线圈C利用耐电击穿的、但是良好导热的材料、如聚酰亚胺-薄膜的层与冷却板K绝缘。因为直线电机通常利用三相驱动，所以在初级部件P中有三个或者三的整数倍的线圈C。各个冷却板K如上所述分别由两个彼此焊接的、具有用于冷却剂的通道的板K2、K3构成。板K2、K3能够在图2的侧视图中被识别。在该实施例中分别示出了两个冷却板K，它们具有布置在其之间的层线圈C。以三明治类型构造的多个层线圈C和相应的多个冷却板K同样是可能的。

优选的地同样由无磁性的不锈钢制成的连接件A分别与冷却板K焊接。该连接件A沿着冷却板K的边缘延伸，也就是说优选沿着处于初级部件P的运动方向中的这样的边缘延伸。连接件A将在冷却板K中的冷却通道与连接区域B连接，通过该连接区域能够输送或排放冷却剂。这些冷却板K相关于垂直冷却板K的方向彼此重叠并且是完全一致的。在各个板K2、K3中蚀刻或者铣出的在冷却板K的内部的冷却通道是相同的(也就是优选同样完全一致的)，并且确保了对于所有线圈C的尽可能良好的热量排导。

两个冷却板K的连接件A彼此平行，并且也就是说，在初级部件P的端侧处产生共同的连接区域B。该共同的连接区域B分别具有用于两个冷却板K的冷却剂输入和冷却剂排放的开口、以及具有用于固定分配阀V的螺纹钻孔。

该分配阀V将冷却剂均匀地分配到冷却板K上。其为此具有：多个冷却剂排放口和冷却剂输入口V3，它们通过密封环R与在连接件A上的相应的接口连接；以及钻孔V2，紧固螺栓S1通过该钻孔插入，从而其与连接件A中的相应的螺纹钻孔旋拧在一起。每个冷却剂接口V3在此在侧面布置有各两个螺栓S1，从而使得密封环R能够被均匀地加载挤压力。

分配阀V此外具有凹进部V1，其如此地构造，即其能够容纳共同的连接区域B。分配阀V的装配因此被简化，因为凹进部用于将冷却剂接口V3、密封环R和分配阀V的钻孔V2被正确地相对于连接件A的连接区域B定位。

分配阀V此外相关于其凹进部V1、钻孔V2和冷却剂开口V3这样地设计，即其能够在两个不同的指向上构造。两个冷却剂接口M因此能够根据应用而定从两个不同的侧面被供给。

在图2中可以看到连接件A的另外有利的细节。冷却板K的厚度(垂直于冷却板的平面)取决于制造不能非常良好地被限定并且承受确定的容差。连接件A因此具有凹进部A5，其如此深以至于其能够在各种情况中容纳冷却板K的厚度。凹进部A5在此或者当如在图2中与另外的连接件A的相应的凹进部A5相对放置时能够容纳冷却板K的一半厚度，或者该凹进部A5能够容纳冷却板K的整个厚度。两个冷却板K的间距因此非常精确地通过连接件A的厚度确定，冷却板K的精确的厚度因此也对于初级部件P的外部尺寸没什么影响。这是重要的，因为这样的初级部件P通常尽可能靠近沿着次级部件(具有变化的磁极的磁铁的磁轨道)地导向或者也在两个磁轨道之间穿过。

图3仅仅示出了在组装之前的两个冷却板K和其连接件A。接下来对这些组件的一些细节进行描述。

图3中的两个连接件A具有一致的特征，其简化了初级部件P的组装。首先可以看到，连接件A分别在两侧具有凹进部A5，从而在组装时两个这些凹进部A5提供了用于容纳冷却板K的足够的空间，即使当其厚度处于容差区域的上边界时也如此。

圆柱形的突起部A2(例如压入到相应的钻孔中的销)从两个连接件A之一上凸起并且啮合到另外的连接件A中的对应一致的容纳部A3、A4中。为此，在示出的实施例中设置有钻孔A3和长孔A4。可替换的是，还可以使用两个长孔，从而获得在定位连接件A时的一定的自由度，以补偿制造公差。这尤其是有用的，以使得两个连接件A在区域B中彼此对准，从而形成共同的连接平面。因此首先可以拧紧螺栓S1以固定分配阀V，从而使得两个连接件A在区域B中抵靠在分配阀上，并且然后拧紧螺栓S2，从而将连接件A彼此连接。

连接件A分别具有四个钻孔A6，其中两个相继布置的钻孔A6中的各一个具有螺纹，从而使两个连接件A能够通过在图1中示出的螺栓S2彼此连接。与连接区域B相对的、并且处于凹进部A5的区域中的钻孔A6由环形的突出部A8环绕，从而由此在该区域中调节连接件A的间距并且保持用于容纳冷却板K的凹进部A5。因此在拧紧螺栓S2时冷却板K因此不会被夹住。

为了固定初级部件P，连接件A具有各两个彼此相对的钻孔A7，其中的各一个钻孔具有螺纹。因此初级部件P能够通过螺栓从一侧与顾客应用连接，而不需要背面这的螺母。这简化了初级部件P在狭小的情况的加造。

在连接件A中此外还有用于降低初级部件P的质量的缺口A1被铣削出。

在冷却板看上，在与连接件A相对的边缘上还设置有用于容纳间距保持件D的开口K1。这些间距保持件D和其装配以下还要进一步描述。

在图4中给出了用于布置连接件A的两个不同的实施例。右侧的实例对应于之前的图示：两个冷却板K之一的连接件A处于两个冷却板K之间，第二连接件A处于两个冷却板的外部。因为具有初级部件P的连接件A的区域并不必须被导向靠近次级部件的磁铁，并且通常从其上伸出，这并不表现出问题。用于冷却剂的各个通道能够具有比接下来描述的变体方案更大的横截面并进而更小的流动阻力。

在图4的左侧实施例中，两个冷却板K的两个连接件A处于两个冷却板K之间。初级部件P因此在连接区域B中完全与在线圈C的区域中一样狭长，这在一些应用中能够是构造上的优点。但是现在也只提供用于冷却通道的较小的横截面。

根据图5进一步描述了间距保持件D在冷却板K之间的装入。该间距保持件D不仅在压力负载而且在拉伸负载的情况下都必须保持冷却板K的间距。在该位置的螺栓连接也许侧面地从初级部件P上伸出，并且能够通过特殊的间距保持件D避免。

冷却板K的开口K1(在任何情况中在冷却板K的相应外部的板K2中)是圆形的并且切割冷却板K的边缘，从而获得圆弧段的形状。间距保持件D具有圆柱形的基本形状，其半径对应于位于外部的板K2中的圆形开口的半径。

间距保持件D如在图5中所示在其端部D2处如此地设计，即其能够插入到开口K1中。在将间距保持件旋转90度之后，间距保持件D的削平部D1与冷却板K的边缘齐平，从而使间距保持件D不凸出。削平部D1在此对应于开口K1在外部的板K2中切下的圆弧段。

开口K1和保持件D的端部D2此外如此地设计，即在旋转90度之后在冷却板K和间距保持件D之间产生形成配合的连接。该间距保持件D在该位置中锁定，其在该位置中不再能够从开口K1中拉出或者侧面地压出。为此，如所示一样，冷却板K的两个板K2、K3的两个开口K1具有不同的形状。相应内侧的板K3的开口具有与圆形不同的、狭小的U形，其与间距保持件D的端部D2处的槽保持一致并且在旋转90度之后得到形状配合的连接。该槽在此具有一个宽度，该宽度对应于冷却板K的内板K3的厚度。

间距保持件D垂直于冷却板K也不伸出超过冷却板K，这是有利的，因为其靠近线圈C并进而靠近具有其磁铁的次级部件。

在初级部件P的装配结束之后，给包围线圈C的内部空腔在真空下浇注良好导热的浇注材料。

图6最后还示出，即分配阀V能够在两个以180度旋转的位置中安装在连接件A处或连接区域B处。共同利用直线的或者有拐角的冷却剂接口M能够设计出用于冷却安装的大量变体方案，从而在冷却剂输送的空间设计方案方面产生较大的灵活性。分配阀V也可以被简单地拆卸，从而在非密封的情况中对其的维修例如通过更换密封环R是尽可能简单的。

Claims (23)

1.一种无铁芯的直线电机的初级部件，具有多个线圈(C)，所述线圈布置在冷却板(K)之间，其中每个所述冷却板(K)都与在所述冷却板(K)的边缘的区域中延伸的连接件(A)连接，所述连接件用于供应冷却剂，其特征在于，所述冷却板(K)的所述连接件(A)在垂直于所述冷却板(K)的方向中彼此重叠，从而在初级部件(P)的端侧处获得用于所述冷却板(K)的共同的连接区域(B)，用于冷却剂的分配阀(V)能够拆散地与共同的所述连接区域连接，其中所述分配阀(V)具有凹进部(V1)，钻孔(V2)和冷却剂开口(V3)在该分配阀的凹进部中布置为使得所述分配阀(V)能够在两个不同的指向上与所述连接件(A)连接。

2.根据权利要求1所述的初级部件，其特征在于，所述分配阀(V)通过螺栓(S1)与所述连接件(A)的所述连接区域(B)连接。

3.根据前述权利要求中任一项所述的初级部件，其特征在于，每个所述冷却板(K)都与所属的所述连接件(A)焊接。

4.根据权利要求1或2所述的初级部件，其特征在于，所述冷却板(K)分别由两个彼此焊接的、具有用于冷却剂的通道的板构成。

5.根据权利要求3所述的初级部件，其特征在于，所述冷却板(K)分别由两个彼此焊接的、具有用于冷却剂的通道的板构成。

6.根据权利要求5所述的初级部件，其特征在于，所述用于冷却剂的通道在所有的所述冷却板(K)中相同地延伸。

7.根据权利要求1或2所述的初级部件，其特征在于，两个所述冷却板(K)之间的间距由所述冷却板(K)的两个所述连接件(A)中的一个布置在两个所述冷却板(K)之间的连接件的厚度确定，而两个所述连接件(A)中的另一个则布置在两个所述冷却板(K)的外部。

8.根据权利要求6所述的初级部件，其特征在于，两个所述冷却板(K)之间的间距由所述冷却板(K)的两个所述连接件(A)中的一个布置在两个所述冷却板(K)之间的连接件的厚度确定，而两个所述连接件(A)中的另一个则布置在两个所述冷却板(K)的外部。

9.根据权利要求1或2所述的初级部件，其特征在于，两个所述冷却板(K)之间的间距由所述冷却板(K)的布置在两个所述冷却板(K)之间的、彼此相邻地抵靠的两个连接件(A)的厚度确定。

10.根据权利要求6所述的初级部件，其特征在于，两个所述冷却板(K)之间的间距由所述冷却板(K)的布置在两个所述冷却板(K)之间的、彼此相邻地抵靠的两个连接件(A)的厚度确定。

11.根据权利要求7所述的初级部件，其特征在于，所述连接件(A)具有凹进部(A5)，该连接件的凹进部单独地或者与相对置的连接件(A)的凹进部(A5)一同是足够深的，以容纳所述冷却板(K)之一。

12.根据权利要求9所述的初级部件，其特征在于，所述连接件(A)具有凹进部(A5)，该连接件的凹进部单独地或者与相对置的连接件(A)的凹进部(A5)一同是足够深的，以容纳所述冷却板(K)之一。

13.根据权利要求7所述的初级部件，其特征在于，在所述初级部件(P)的与所述连接区域(B)相对的侧面上设置有间距保持件(D)，所述间距保持件将各两个所述冷却板(K)以与所述连接件(A)的厚度相对应的间距保持住。

14.根据权利要求9所述的初级部件，其特征在于，在所述初级部件(P)的与所述连接区域(B)相对的侧面上设置有间距保持件(D)，所述间距保持件将各两个所述冷却板(K)以与所述连接件(A)的厚度相对应的间距保持住。

15.根据权利要求11所述的初级部件，其特征在于，在所述初级部件(P)的与所述连接区域(B)相对的侧面上设置有间距保持件(D)，所述间距保持件将各两个所述冷却板(K)以与所述连接件(A)的厚度相对应的间距保持住。

16.根据权利要求13所述的初级部件，其特征在于，所述间距保持件(D)是圆柱形的。

17.根据权利要求16所述的初级部件，其特征在于，所述冷却板(K)具有开口(K1)，从而使所述间距保持件(D)能够插入所述开口(K1)中并且能够通过围绕圆柱体轴线旋转90度来锁止。

18.根据权利要求17所述的初级部件，其特征在于，所述冷却板(K)的所述开口(K1)的边缘啮合到所述间距保持件(D)的端部(D2)处的槽中，该端部在锁止状态中将所述间距保持件(D)和所述冷却板(K)彼此形状配合地连接。

19.根据权利要求18所述的初级部件，其特征在于，所述冷却板(K)的分别处于外侧的板(K2)具有圆弧段形开口，并且分别处于内侧的板(K3)具有U形开口。

20.根据权利要求17所述的初级部件，其特征在于，所述间距保持件(D)的削平部(D1)在锁止状态中与所述冷却板(K)的边缘齐平。

21.根据权利要求18所述的初级部件，其特征在于，所述间距保持件(D)的削平部(D1)在锁止状态中与所述冷却板(K)的边缘齐平。

22.根据权利要求19所述的初级部件，其特征在于，所述间距保持件(D)的削平部(D1)在锁止状态中与所述冷却板(K)的边缘齐平。

23.一种直线电机，具有次级部件和根据前述权利要求中任一项所述的初级部件，其中，所述次级部件具有由极性交替的磁铁制成的轨道。

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