CN1182506A - 直线电动机 - Google Patents

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米切尔·西恩茨
迪玛·斯托依波
格德·施瓦茨
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Siemens Linear Motor Systems GmbH and Co KG
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Abstract

本发明涉及一种直线电动机,其中主体(1)用冷却回路(7)进行冷却,以排出电流流过绕组所产生的损耗热量,使得直线电动机中不超过规定的工作温度。为了构造这种直线电动机,使它能用于生产机床的直接工作区,其功能不受在工作区中产生的干扰影响,并且工作区也不受直线电动机排出的损耗热量的影响,建议用一个流过冷却剂的冷却板(10)和一个外壳(14)将主体(1)完全封闭起来,其中冷却板(10)是用于将主体(1)固定在生产机床的运动机件(20)上的构件。

Description

直线电动机
本发明涉及一种符合专利权利要求1前序部分所述的直线电动机。
直线电动机由于其特别快速和精密在现代生产机床中越来越多地用来取代通常的回转式电机和其机械传动装置。在应用中直线电动机的主体(Primaerteil)通常联结在生产机床的运动部件上。回转式电机能借助于它的机械传动装置设置在生产机床的直接工作区之外，而直线电动机直接受到生产机床的工作区中所产生的影响，例如强烈的冷却润滑剂冲击。另一方面，生产机床的工作区受到主体的转子绕组中由于欧姆电阻大量产生的废热的影响。尤其是对产品精度有严格要求的生产机床不能接受附带产生的热量。虽然原则上已经知道在主体中产生的废热可通过冷却回路排出，同样由运输工业原则上也知道直线电动机的主体可由高级合金钢板外壳保护而不受外界环境的影响。然而上述已知措施仅是适应于某些用途的技术方案。
本发明的目的是将直线电动机的主体构成为可普遍使用的标准功能件，它不受生产机床工作区中产生的干扰影响，而且基于热平衡性它是一个不影响生产机床的工作区中的温度状况的电动机部件。
本发明的目的通过权利要求1的特征得以实现。
本发明的直线电动机的较好型式和发展见于从属权利要求。
在本发明的直线电动机中主体在所有各面上被冷却板和盒形外壳套所包围，使该电动机部件在其功能上可不受生产机床工作区中产生的干扰的影响，并且保证该电动机部件自身不排出废热到工作区。
在优选实施方式中主体的铁心带有一个一体化冷却回路，以保证直线电动机不过热并总能保持在适当的工作温度下。装在冷却板上的第二个有效载荷端的冷却回路防止机床承受有害的温度。
为此目的，主体的铁心和冷却板宜由一隔热层相互隔开，这样可对两个冷却回路的温度进行更加有效和更加精确的调节，特别是可使冷却板的温度保持在要求的平衡温度值的很窄的范围内。
为了提高抗电击穿强度和排出转子绕组产生的损耗热量，由冷却板和外壳包围的空间中的空隙可填充固体填料或灌入导热油，例如变压器油。这样可提高转子绕组的负载容量。
将冷却板单独用螺栓拧在主体的铁心上是有益的。为了将外壳套内的主体固定于运动的机床部件上，可设置螺栓套筒，用这些螺栓套筒一方面可将冷却板和铁心用螺栓拧紧，需要的话还可在它们之间加一层隔热层。螺栓套筒具有内螺纹，它伸入机床部件上设置的孔内。
固定螺栓穿过这些孔，用这些螺栓另一方面将外壳内的主体与运动的机器件拧紧。利用螺栓套筒的固定方式具有下述优点：固定螺栓不直接拧在通常由堆叠起来的多层硅钢片构成的铁心体上，而是拧在螺栓套筒的坚固的内螺纹中，这样直线电动机部件的多次拆卸不会对螺纹强度产生不利的影响。
为了提高直线电动机部件的热平衡性，有益的是损耗热中以辐射热的形式出现的部分经过辐射板排出，辐射板与外壳套的侧面和/或端面平行设置。通过辐射板与冷却板的导热联结，由辐射板接受到的辐射热传到冷却板，热量通过冷却板中的冷却回路排出。
下面借助附图所示实施例详细说明本发明。其中：
图1是固定在机床部件上的直线电动机的主体和辅助件的断面图，
图2是图1的详细视图，它进一步示出主体在机床部件上的固定方式。
图1示出一个直线电动机的主体1和辅助件2的断面，这两个部件包住一层延伸很长的气隙3。主体1包含一个由硅钢片堆叠而成的铁心体4，在它朝向辅助件2的底面上开了许多槽用于容纳流过电流的绕组(图中未示出)。主体1的底面由开槽表面5构成。铁心体4中布有没有详细示出的流过冷却介质的冷却回路，图中只示出进口管7和回流管8。
铁心体4隔着一隔热层9用螺栓紧固在冷却板10上，冷却板由实心铝构成，第二个冷却回路环的冷却管道11通过冷却板。在冷却板10的侧面12和13上隔着薄壁外壳14固定辐射板15和16。外壳14由侧壁17和前后壁18组成，在断面图上只能看见后壁。在底面上，外壳14由覆盖槽面5的底面19构成。主体1被冷却板10和外壳14完全包围和密封，进口管7和回流管8通过外壳14穿出。
由冷却板10和外壳14完全包封的主体1可用螺栓(图中未示出)与没有详细示出的生产机床的运动机床部件20相联结。螺栓可穿过机床部件20和隔热层9上的孔21拧在铁心体4上形成的内螺纹孔22内。
因为铁心体4是由多层硅钢片堆叠起来的，内螺纹孔22的承重是有限的。上述固定方法仅当主体1能与机器部件20保持长久的联结时才适用。
如果要求能承受更重的负载并能多次拆卸，例如为了维护保养，图2所示的联结方法是更适合的。按此方法冷却板10和隔热板9与主体1的铁心体4的联结是通过一个螺栓套筒23实现的，螺栓套筒用其外螺纹24拧在铁心体4的内螺纹孔22内，冷却板10和隔热板9通过冷却板10上的螺栓套筒23的托座25拧压在铁心体的背面6上。
螺栓套筒23固定地拧在主体1上，与机床部件20的固定通过螺栓26实现，该螺栓支撑在机床部件20的孔21中并拧在螺栓套筒23的内螺纹27内。由坚固的材料构成的螺栓套筒23中形成的内螺纹的承载能力比多片堆叠的铁心体4中形成的螺纹显著增强。

Claims (13)

1.具有一个主体和一个辅助件的直线电动机，主体最好是一个由硅钢片堆叠构成的铁心，在其对着辅助件的开槽表面上开了许多槽，用于容纳单相或多相转子绕组，与开槽表面相对的铁心表面是平直的背面，在这背面上固定一块流过冷却介质的冷却板，可借助此冷却板将主体固定在由直线电动机带动的机床部件上，其特征是：主体(1)被冷却板(10)和固定在冷却板(10)上的外壳(14)完全封闭。
2.如权利要求1所述的直线电动机，其特征是：外壳(14)由垂直于冷却板(10)的两个侧壁和前后壁(17，18)以及一个复盖开槽表面(5)的底面(19)组成。
3.如权利要求2所述的直线电动机，其特征是：外壳(14)的侧壁和前后壁(17，18)固定在冷却板(10)的侧面(12，13)上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的直线电动机，其特征是外壳(14)隔着一个中间隔层与冷却板(10)联结。
5.如权利要求1至4中任一项所述的直线电动机，其特征是：外壳(14)由非磁性金属，最好由高级合金钢薄板构成。
6.如权利要求1至5中任一项所述的直线电动机，其特征是：由冷却板(10)和外壳(14)所包围的空间中的空隙用固态体填料填充。
7.如权利要求1至5中任一项所述的直线电动机，其特征是：由冷却板(10)和外壳(14)所包围的空间中的空隙流入具有高抗电击穿强度的导热油，最好是变压器油。
8.如权利要求1至7中任一项所述的直线电动机，其特征是：冷却板(10)由厚度为10-20mm的实芯铝板构成。
9.如权利要求1至8中任一项所述的直线电动机，其特征是：主体(1)具有流过冷却剂的一体化冷却回路(7，8)。
10.如权利要求1至9中任一项所述的直线电动机，其特征是：在主体(1)和冷却板(10)之间设置一层隔热层(9)。
11.如权利要求1至10中任一项所述的直线电动机，其特征是，在与外壳(14)的侧面和/或前后面(17，18)相平行的距离上设置辐射板(15)，辐射板与冷却板(10)进行导热联结。
12.如权利要求1至11中任一项所述的直线电动机，其特征是：用于在主体(1)上固定冷却板(10)的固定件带有螺纹，供螺栓将主体(1)与机床部件(20)紧固。
13.如权利要求12所述的直线电动机，其特征是：固定件由具有内螺纹和外螺纹(27，24)的螺栓套筒(23)组成，螺栓套筒用托座(25)支撑在冷却板(10)中并用外螺纹拧到主体(1)的背面(6)内，内螺纹(27)伸入机床部件(20)上的孔(21)中，固定螺栓(26)穿过这个孔拧在螺栓套筒(23)的内螺纹(27)中。
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