CN111342600B - 线性马达系统以及用于线性马达的接口装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及线性马达系统以及用于线性马达的接口装置，具体而言涉及用于将线性马达(200)的初级部件(210)可脱开地固定在运转车(310)处的接口装置(100)，其包括用于将线性马达的初级部件安置在接口装置处的安置区段(110)。接口装置还包括至少一个构造成用于沿着线性马达的轴向方向(Rx)插入到运转车的容纳区段(320a,320b)中的插入区段(120a,120b)和至少一个用于将插入区段可脱开地锁止在运转车的容纳区段中的锁止装置(140a,140b)。还描述一种运转车、一种运转车系统、一种线性马达系统和一种方法。

Description

线性马达系统以及用于线性马达的接口装置

技术领域

本文献涉及一种用于线性马达的接口装置(Schnittstellenvorrichtung)的实施方式，所述接口装置尤其是用于将线性马达的初级部件可脱开地固定在运转车(Laufwagen，有时称为移动台)处。此外，本文献涉及一种线性马达系统、一种运转车、一种运转车系统和一种方法的实施方式。

背景技术

当力求物体、例如工具机器的机器部件的高精度的且如有可能还有快速的定位，例如使用线性马达。在此，与传统的旋转马达相反，在线性马达的情况下省去布置在线性马达与要驱动的物体之间的传动机构的必要性。在此，线性马达的初级部件能够固定在运转车的下侧处，该运转车承载要运动的机器部件或其它物体。在此，运转车的运动在轨道或其它的线性引导部上实现。在此，线性马达的典型地包括磁体轨的次级部件沿着线性引导部位置固定地如此布置，使得能够实现在初级部件与次级部件之间的磁的相互作用以用于驱动运转车。线性马达例如在US 8,030,804B2中描述。

在已知的线性马达系统中，线性马达的初级部件悬置地固定在运转车的下侧处。为此，初级部件例如从上方与运转车的横梁拧紧。同时，在通常的应用中，将要连同运转车运动的物体、例如工具机器受支撑地布置到运转车的上侧上。

就此而言有问题的是，例如为了更换目的或维护目的将初级部件从运转车移开或安置在运转车处需要从上方取用(Zugriff，有时称为抓取)初级部件固定结构。这经常与显著的耗费相关联。尤其，在大多数情况下需要首先将工具机器或要运动的物体从运转车的上侧移开。

发明内容

本发明的任务是，提出一种用于线性马达的可脱开的固定结构，该固定结构以有利的方式避免之前提及的缺点。

从此出发，当前提出如下用于将线性马达的初级部件可脱开地固定在运转车处的接口装置：一种接口装置，其用于将线性马达的初级部件可脱开地固定在运转车处，其中，所述接口装置包括：

-安置区段，所述安置区段用于将线性马达的初级部件安置在所述接口装置处；

-至少一个插入区段，所述插入区段构造成用于沿着所述线性马达的轴向方向插入到运转车的容纳区段中，和

-至少一个锁止装置，所述锁止装置用于使所述插入区段可脱开地锁止在所述运转车的容纳区段中。

根据第一方面，这样的接口装置包括用于将线性马达的初级部件安置在接口装置处的安置区段。此外，接口装置包括至少一个构造成用于沿着线性马达的轴向方向插入到运转车的容纳区段中的插入区段和至少一个用于将插入区段可脱开地锁止在运转车的容纳区段中的锁止装置。

所述轴向方向能够平行于线性马达的驱动方向伸延。

所述锁止装置能够包括来自楔形件、弹簧、磁体和液压装置中的至少一个。此外，所述锁止装置能够构造成用于通过夹紧将插入区段锁止在运转车的容纳区段中。

所述锁止装置能够包括至少一个楔形件和至少一个螺纹紧固件，其关于接口装置可运动布置。在此，楔形件和螺纹紧固件能够如此布置，使得楔形件能通过操纵螺纹紧固件关于接口装置运动。尤其，楔形件能够具有至少一个槽，并且螺纹紧固件能够包括至少一个凸缘，所述凸缘作用到楔形件的槽中。

所述楔形件能够通过操纵螺纹紧固件平行于轴向方向能运动。在此，所述楔形件能够构造成用于促使沿不同于轴向方向的第二方向夹紧插入区段。所述第二方向能够关于运转车平行于竖直方向或侧向方向伸延。

所述锁止装置还能够包括至少一个夹持元件，所述夹持元件关于接口装置平行于第二方向可运动地布置。在此，楔形件和夹持元件能够如此布置，使得所述夹持元件能通过楔形件的运动而运动。

所述接口装置能够包括两个插入区段，在所述两个插入区段处分别布置有一个锁止装置，并且所述两个插入区段布置在安置区段的彼此相对而置的侧上。插入区段能够分别沿关于运转车侧向的方向与安置区段邻接。

所述接口装置能够构造为接口板。对此附加地或备选地，所述接口装置能够具有至少一个用于冷却线性马达的初级部件的冷却通道。

第二方面涉及一种用于与线性马达一起使用的运转车。该运转车包括至少一个容纳区段，所述容纳区段用于容纳此处提出的类型的接口装置的至少一个插入区段。

第三方面涉及一种运转车系统，该运转车系统包括此处分别提出的类型的运转车和接口装置。该运转车的所述至少一个容纳区段构造成用于沿着轴向方向容纳接口装置的所述至少一个插入区段。

第四方面涉及一种线性马达系统，该线性马达系统包括此处分别提出的类型的运转车和接口装置以及带有初级部件和次级部件的线性马达。线性马达的初级部件能够安置在接口装置的安置区段处。此外，运转车的所述至少一个容纳区段构造成用于沿着轴向方向容纳接口装置的所述至少一个插入区段。

第五方面涉及一种用于将线性马达的初级部件可脱开地固定在运转车处的方法。所述方法包括提供线性马达系统。在此，该线性马达系统包括带有安置区段、至少一个插入区段和至少一个锁止装置的接口装置；带有初级部件和次级部件的线性马达，其中，线性马达的初级部件安置在接口装置的安置区段处；和带有至少一个容纳区段的运转车。此外，所述方法包括将接口装置的所述至少一个插入区段沿着线性马达的轴向方向插入到运转车的所述至少一个容纳区段中。此外，所述方法包括操纵所述至少一个锁止装置，以便将所述至少一个插入区段可脱开地锁止在所述至少一个容纳区段中。

附图说明

本发明的其它细节和优点在随后借助各图对一些实施例的描述中变得明显。

其中：

图1示例性地且示意性地示出根据一种实施方式的接口装置的分解视图；

图2示例性地且示意性地示出根据一个实施方式的接口装置的分解视图，该接口装置带有线性马达的安置在其处的初级部件；

图3示例性地且示意性地示出根据一个实施方式的线性马达系统的后视图；

图4a-4b示例性地且示意性地示出在锁止装置的不同位置中的根据一个实施方式的线性马达系统的剖视图；以及

图5示出根据一个实施方式的用于将线性马达的初级部件可脱开地固定在运转车处的方法的流程图。

具体实施方式

在本说明书中，方向说明涉及如下线性马达系统，所描述的技术在该线性马达系统中实现。在此，轴向方向Rx表示平行于线性马达的驱动方向的方向，并且竖直方向Rz是运转车的垂直于该轴向方向的支撑或承载方向，该运转车例如用于要布置在其上的承载负载或工具机器。侧向方向Ry表示正交于之前提及的方向的方向。典型地，线性马达系统的线性引导部的横向延伸部以及线性马达的例如呈磁体轨形式的次级部件的横向延伸部沿侧向方向Ry伸延。

图1示例性地且示意性地示出接口装置100的分解视图。所示出的接口装置100尤其是设置成用于将线性马达的初级部件可脱开地固定在运转车处。

接口装置100包括主体105，该主体基本上板形地在通过轴向方向Rx和侧向方向Ry展开的平面中延伸。主体105在中间的区域中具有安置区段110，该安置区段用于将线性马达的初级部件安置在主体105的下侧处。为此，在安置区段110中存在多个通过主体105的开孔112，所述开孔例如允许将初级部件拧上到主体105的下侧处。

在与安置区段110邻接的两侧分别设置有一个插入区段120a,120b。插入区段120a,120b分别构造成用于沿着轴向方向Rx插入到运转车的相应的容纳区段中。

在插入区段120a,120b中的每个插入区段的区域中设置有在主体105中的凹处122a,122b。凹处122a,122b分别用于容纳一个锁止装置140a,140b，所述锁止装置能实现相应的插入区段120a,120b在运转车的相应的容纳区段中的可脱开的锁止。

锁止装置140a,140b和凹处122a,122b基本上镜像相同地构造。因此，为了简单起见随后仅涉及沿轴向方向Rx左方的锁止装置140a。

锁止装置140a构造成用于将插入区段120a沿竖直方向Rz夹紧在运转车的相应的容纳区段中。为了该目的，锁止装置140a包括楔形件组件150a,170a带有可沿轴向方向Rx运动的楔形件150a和用于力分配的呈楔形的夹持元件170a形式的配对件。在此，楔形件150a和夹持元件170a的倾斜侧朝着彼此取向。

凹处122a如此设计，使得该凹处容纳楔形件150a和夹持元件170a。在此，楔形件150a和夹持元件170a通过框架元件180a保持在凹处122a中。框架元件180a为此利用螺纹紧固件184a固定在主体105的下侧处。

框架元件160a具有多个穿通部182a，夹持元件170a的相应的突出部172a伸出通过所述穿通部。突出部172a的深度如此确定尺寸，使得该深度大于框架元件160a的厚度，以便能实现突出部172a伸出穿过框架元件180a的下侧。

夹持元件170a的布置在穿通部182a中的突出部172a限制夹持元件170a在平行于竖直方向Rz的方向上的可运动性。与此相对地，楔形件150a能平行于轴向方向Rx运动。通过楔形件150a和夹持元件170a的所示出的布置结构由此促使楔形件150a沿楔形件150a的移入方向的运动，使得夹持元件170a沿朝着框架元件180a的方向被挤压。

反过来，楔形件150a逆着其移入方向的运动促使，出现用于夹持元件170a在凹处122a中沿竖直方向Rz的间隙空间，并且由此使夹持元件170a可沿竖直方向运动。突出部172a通过框架元件180a的下侧伸出来的深度则能够例如通过压入突出部172a而减小。

为了保持楔形件150a以及为了楔形件150a沿轴向方向Rx的移动，楔形件150a具有至少一个侧向槽152a。此外，作为锁止装置140的一部分，接口装置100包括带有凸缘162a的螺纹紧固件160a，该凸缘如此构造，使得该凸缘作用到楔形件150a的槽152a中。通过将螺纹紧固件160a拧入到凹处122a的区域中的螺纹开孔124a中，由此实现楔形件150a沿轴向方向Rx的保持。同时，通过螺纹紧固件160a到螺纹开孔124a中的拧入深度能够调整楔形件150a沿轴向方向Rx的移入深度。螺纹紧固件为此在其向外指向的端部处具有工具容纳部164a。在所示出的示例中，楔形件150a,150b中的每个楔形件在两侧上分别具有一个槽152a,152b。这允许楔形件150a,150b的相同的构造。

通过锁止装置140a的所描述的作用方式能够借助于操纵螺纹紧固件160a、例如借助于插入到螺纹紧固件160a的工具容纳部164a中的旋拧工具来改变深度，以便保持夹持元件170a的突出部172a伸出通过框架元件170a的下侧。突出部172a的可由此改变的深度为此能被用于以可逆的方式促使接口装置100夹紧在运转车的容纳部中。

楔形件组件150a,170a的良好的功能性的前提在于，楔形件150a和夹持元件170a的倾斜面关于彼此被精确地磨削，以便实现在这些部件之间的适宜的力分配并且避免过度的摩擦。对于相对于周围的装置部件的适宜的力分配而言也有利的是，通过磨削将楔形件150a和夹持元件170a的外部面包括突出部172a的支承面在内小心地弄平滑。为了有利于这样的磨削工艺，在楔形件150a和夹持元件170a中设置有朝着彼此取向的开孔154a,174a。

在一种优选的磨削工艺中，首先磨削楔形件150a的倾斜面并且然后在使用开孔154a,174a的情况下将楔形件150a和夹持元件170a接合在一起。接着将楔形件150a的上侧精确地弄平滑并且然后通过磨削加工突出部172a的支承面，从而所述支承面同样平滑地且以少量微米的公差平行于楔形件150a的上侧伸延。在由此加工而成的楔形件组件150a,170a中，楔形件150a和夹持元件170a形成单独的、彼此相协调的部件对，该部件对的各个部件应不再与其它楔形件组件150b,170b互换。

图2示出来自图1的接口装置100和线性马达的布置在安置区段110下方的初级部件210。此外，示出多个螺纹紧固件114，所述多个螺纹紧固件布置在接口装置100的开孔112中，并且所述多个螺纹紧固件用于通过将螺纹紧固件114拧入到初级部件210的上侧处的相应的旋拧孔中将初级部件210安置在接口装置100处。

线性马达的初级部件210构造成用于与线性马达的构造为磁体轨的次级部件(未示出)进入相互作用中，以便由此促使线性马达系统的驱动。

图3示例性地且示意性地示出线性马达系统300的后视图。线性马达系统300包括运转车310，线性马达200的初级部件210可脱开地固定在该运转车处。运转车310为了沿线性马达200的轴向方向Rx的运动而沿着线性引导部350支承在机器床身B(此处在横截面中示出)上。在所示出的示例中，线性引导部350包括两个平行地伸延的轨道354，所述轨道位置固定地布置在机器床身B上并且运转车310借助于底盘352支承在所述轨道上。此外，在所示出的示例中，在机器床身B上，线性马达200的构造为磁体轨的次级部件220位置固定地布置在轨道354之间。

初级部件210与运转车310经由接口装置100可脱开地连接。接口装置100例如是指如结合图1和2所描述的接口装置100。在此，结合图1和2所述内容相应地适用于来自图3的接口装置100。相同的附图标记尤其表示相同的特征。

接口装置100如此布置在运转车310中，使得接口装置100的插入区段120a,120b中的每个插入区段容纳在运转车310的容纳区段320a,320b中并且借助于锁止装置140a,140b通过夹紧可脱开地固定在该处。运转车310和接口装置100为此作为运转车系统305的相对应的部件彼此相协调。初级部件210在接口装置100的下侧处被安置、例如被拧上在安置区段110处，如结合图2所描述的。

在图3中能看出，螺纹紧固件160a,160b中的每个螺纹紧固件的凸缘162a,162b如何作用到相应的楔形件150a,150b的侧向槽152a,152b中以用于楔形件150a,150b沿轴向方向Rx的保持和调节。在此，螺纹紧固件160a,160b中的每个螺纹紧固件例如如此程度地拧入到接口装置100的相应的螺纹开孔124a中，实现楔形件150a,150b中的每个楔形件的相应的移入深度，该移入深度促使沿竖直方向Rz作用到容纳区段320a,320b中的每个容纳区段上的所需要的夹持力，以便利用所需要的力将接口装置100固定在运转车310处。

图3阐明，当前所描述的技术借助于接口装置100允许将接口装置100连同线性马达200的初级部件210平行于轴向方向Rx插入和取出。在所示出的示例中，螺纹紧固件160a,160b也可作为锁止装置140a,140b的操作元件平行于轴向方向Rx接近和操作。这特别有利于线性马达结合如下应用的使用，在所述应用中，功能性组合件、例如工具机器或运输装置布置在运转车310的上侧312处。在这样的情况下，之前所描述的技术允许初级部件210的装入和拆卸，而不必为此移开运转车310的上部构造或使接近变得困难。

图4A示出沿着运转车系统305的竖直纵向平面的剖视图，如结合图3所描述的。在此，剖切平面位于带有楔形件150a和夹持元件170a的锁止装置140a之一的宽度上。在所示出的示例中，楔形件150a位于锁止装置140a的脱开的位置中。在此，螺纹紧固件160a的一部分突起超过运转车系统305的背侧。此外，通过楔形件150a的开孔154关于夹持元件174a中的相应的开孔沿向后的方向错开。楔形件150a的所示出的位置不促使或仅促使小的夹持力施加到夹持元件170a上，从而能实现将接口装置100从运转车310中沿轴向方向Rx取出。在所示出的运转车系统305处不安置线性马达的初级部件。

图4B示出线性马达系统300的剖视图。线性马达系统300例如是指来自图3的线性马达系统300。该剖切平面关于运转车310方面相应于穿过来自图4A的运转车系统305的剖切平面。在此，在图4B的示例中，初级部件210可脱开地固定在运转车310处。

不同于图4A，在图4B中，锁止装置140a位于起锁止作用的位置中。在此，楔形件150a相对于图4A中的位置沿移入方向运动得更远。在楔形件150a的所示出的位置中，没有螺纹紧固件160a的部分伸出超过运转车310的背侧。此外，楔形件150a中的开孔154a相对于夹持元件170a中的相应的开孔174a沿楔形件150a的移入方向移动。

与在图4A中所示出的位置相比，在图4B中所示出的位置中，夹持元件170a的突出部更远地伸出超过接口装置100的插入区段的下侧。因此，夹持元件140a促使接口装置100相对于运转车310夹紧。

图5示出用于使线性马达的初级部件可脱开地固定在运转车处的方法500的流程图。该方法包括提供线性马达系统(步骤510)。在此，该线性马达系统包括带有一个安置区段以及至少一个插入区段和一个锁止装置的接口装置。所述接口装置例如是指这样的如结合图1至4B所描述的接口装置。此外，所述线性马达系统包括带有初级部件和次级部件的线性马达以及带有至少一个容纳区段的运转车，其中，该线性马达的初级部件安置在接口装置的安置区段处。所述线性马达系统是指例如如结合图3所描述的线性马达系统。

此外，方法500包括将接口装置的所述至少一个插入区段沿着线性马达的轴向方向插入到运转车的所述至少一个容纳区段中(步骤520)。此外，方法500包括操纵所述至少一个锁止装置(步骤530)，以便将所述至少一个插入区段可脱开地锁止在所述至少一个容纳区段中。

之前所描述的技术借助如图1中所示出的接口装置100的示例来阐明。然而，显然，之前所描述的技术的优点也能够通过不同的实现方案来实现。在接口装置100的不同的示例中，锁止装置的楔形件组件例如如此取向，使得所述楔形件组件沿侧向方向Ry施加夹持力。此外，在其它示例中，楔形件组件沿侧向方向Ry取向，从而楔形件中的至少一个楔形件的移入方向平行于侧向方向Ry伸延。此外，接口装置100的其它示例构造成用于通过不同于所描述的技术实现相对于运转车的夹紧。这些实现方案中的一些实现方案例如包括液压的或气动的夹持装置。其它示例又能实现借助于可控制的磁体将接口装置固定在运转车处。

在一些示例中，接口装置100还包括一个或多个冷却通道，所述冷却通道用于冷却线性马达的安置在其处的初级部件。在其它示例中，接口装置100还具有不同于板的几何结构。这些实现方案中的一些实现方案适用于有利于更换线性马达的固定在运转车处的初级部件，而不需要经由运转车的上侧进行取用。

Claims (10)

1.一种接口装置(100)，其用于将线性马达(200)的初级部件(210)可脱开地固定在运转车(310)处，其中，所述接口装置(100)包括：

-安置区段(110)，所述安置区段用于将线性马达(200)的初级部件(210)安置在所述接口装置(100)处；

-至少一个插入区段(120a,120b)，所述插入区段构造成用于沿着所述线性马达(200)的轴向方向(Rx)插入到运转车(310)的容纳区段(320a,320b)中，和

-至少一个锁止装置(140a,140b)，所述锁止装置用于使所述插入区段(120a,120b)可脱开地锁止在所述运转车(310)的容纳区段(320a,320b)中，

其中，所述锁止装置(140a,140b)包括来自楔形件(150a,150b)、弹簧、磁体和液压装置中的至少一个，

其中，所述锁止装置(140a,140b)构造成用于通过夹紧将所述插入区段(120a,120b)锁止在所述运转车(310)的容纳区段(320a,320b)中，

其中，所述锁止装置包括至少一个楔形件(150a,150b)和至少一个螺纹紧固件(160a,160b)，其关于所述接口装置(140a,140b)可运动地如此布置，使得所述楔形件(150a,150b)能通过操纵所述螺纹紧固件(160a,160b)关于所述接口装置运动。

2.根据权利要求1所述的接口装置，其中，所述楔形件(150a,150b)具有至少一个槽(152a,152b)，并且所述螺纹紧固件(160a,160b)包括至少一个凸缘(162a,162b)，其作用到所述楔形件(150a,150b)的槽(152a,152b)中。

3.根据权利要求1或2所述的接口装置，其中，所述楔形件(150a,150b)能通过操纵所述螺纹紧固件(160a,160b)平行于所述轴向方向(Rx)运动并且构造成用于促使沿不同于所述轴向方向(Rx)的第二方向(Rz)夹紧所述插入区段(120a,120b)。

4.根据权利要求3所述的接口装置，其中，所述锁止装置(140a,140b)还包括至少一个夹持元件(170a,170b)，所述夹持元件关于所述接口装置(100)平行于所述第二方向(Rz)可运动地布置，其中，所述楔形件(150a,150b)和所述夹持元件(170a,170b)如此布置，使得所述夹持元件(170a,170b)能通过所述楔形件(150a,150b)的运动而运动。

5.根据权利要求1或2所述的接口装置，其中，所述接口装置(100)包括两个插入区段(120a,120b)，在所述两个插入区段处分别布置有一个锁止装置(140a,140b)，并且所述两个插入区段布置在所述安置区段(110)的彼此相对而置的侧处。

6.根据权利要求1或2所述的接口装置，其中，所述接口装置还具有至少一个用于冷却所述线性马达的初级部件的冷却通道。

7.一种用于与线性马达(200)一起使用的运转车(310)，所述运转车包括至少一个容纳区段(320a,320b)，所述容纳区段用于容纳根据前述权利要求中任一项所述的接口装置(100)的至少一个插入区段(120a,120b)。

8.一种运转车系统(305)，其包括：

-根据权利要求1至6中任一项所述的接口装置(100)，和

-根据权利要求7所述的运转车(310)，

其中，所述运转车(310)的所述至少一个容纳区段(320a,320b)构造成用于沿着所述轴向方向(Rx)容纳所述接口装置(100)的所述至少一个插入区段(120a,120b)。

9.一种线性马达系统(300)，其包括：

-根据权利要求1至6中任一项所述的接口装置(100)，

-线性马达(200)，其带有初级部件(210)和次级部件(220)，其中，所述线性马达(200)的初级部件(210)能安置在所述接口装置(100)的安置区段(110)处，和

-运转车(310)，其带有至少一个容纳区段(320a,320b)，所述容纳区段构造成用于沿着所述轴向方向(Rx)容纳所述接口装置(100)的所述至少一个插入区段(120a,120b)。

10.一种用于可脱开地将线性马达(200)的初级部件(210)固定在运转车(310)处的方法，所述方法包括如下步骤：

-提供线性马达系统，所述线性马达系统包括：

接口装置(100)，其带有安置区段(110)、至少一个插入区段(120a,120b)和至少一个锁止装置(140a,140b)；

线性马达(200)，其带有初级部件(210)和次级部件(220)，其中，所述线性马达(200)的初级部件(210)安置在所述接口装置(100)的安置区段(110)处，和

运转车(310)，其带有至少一个容纳区段(320a,320b)；

-将所述接口装置(100)的所述至少一个插入区段(120a,120b)沿着所述线性马达的轴向方向(Rx)插入到所述运转车(310)的所述至少一个容纳区段(320a,320b)中，并且

-操纵所述至少一个锁止装置(140a,140b)，以便将所述至少一个插入区段(120a,120b)可脱开地锁止在所述至少一个容纳区段(320a,320b)中。