DD266064A1 - Luftgelagerter linearmotor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen luftgelagerten Linearmotor, der in einer Baueinheit Antrieb und Lagerung vereinigt. Derartige Einrichtungen werden ueberall dort benoetigt, wo lineare Bewegungsablaeufe erschuetterungsfrei und ohne Stick-Slip-Effekte mit geringer Masse und kleinem Bauvolumen realisiert werden muessen, z. B. fuer die Bewegung von Baugruppen und Einrichtungen der Keramikindustrie. Im Stator 1 des Linearmotors 2 sind in gewissen Abstaenden Luftlagerbohrungen 3 vorhanden. Ueber eine zentrale Zuleitung 10 wird eine definierte Luftmenge in den Stator 1 gedrueckt und diese stuetzt sich ueber die Luftlagerbohrungen 3, die Duesen 13 und die Vorkammern 11 auf das Sekundaerteil 6 ab und bildet damit einen tragenden Luftspalt 12, der die bisher ueblichen Lauf- oder Tragwerke ersetzt. Zur Vergroesserung der Tragfaehigkeit ist um den Linearmotor 2 herum wahlweise eine zusaetzliche Tragbaugruppe 4 angeordnet. Fig. 1

Description

Ausführungsbeisplel:

An einem Ausführiinysbeisp.'el soll die Erfindung näher erläutert werden

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Schnitt durch einen Linearmotor

Fig. 2: Linearmotor in der Draufsicht

Fig.3: Schnittdarstellung des Doppelstator-Linearantriebes

Im Stator 1 des Linearmotors 2 sind in gewissen Abständen, entsprechend der Tragfähigkeitaanfnrderung, Luftlagerbohrungen 3 vorhanden. Über eine zentrale Zuleitung 10 wird eine definierte Druckluftmenga in den Stator 1 gedrückt, die über die Luftla^erbohrungen 3, die Düse 13 und die Vorkammer 11 aus dem Stator 1 wieder entweicht, sich auf das Sekundärteil β abstützt und damit einen definierten Luftspalt 12 erzeugt. Dieser Luftspalt ist entsprechend der Luftlagercharakteristik sehr klein im μ-Bereich, und der Linearmotor erzeugt damit sehr ηοΊθ Schubkräfte gegenüber Linearmotoren mit Fahr- oder Tragwerken, bei denen der Luftspalt 12 im mm-Bereich liegt. Die durch die erhöhte Schubkraft in den Wicklungen erzeugte größere Wärme wird durch die Druckluft über die Luftlagerbohrungen 3 abgeführt. Um den Stator 1 des Linearmotors und eine bestimmte Nutzlast zu tragen, genügen die Luftlagerbohrungen 3 im Stator 1. Zum Tragen größerer Nutziesten ist um dun Linearmotor eine zusätzliche Tragbaugruppe 4 mit zusätzlichen Luftlagerbohrungen 5 angeordnet. In einem Doppelstator-Linearmotor 8 werden die definierten Luftspalte 12 mittels Druckluft über die (uftlagerbohrungen 3, Düsen 13 und Vorkammern 11 in den Stator 1 gegen die Federn 9 erzougt.

Claims (2)

1. I uftgelagerter Linearmotor, der in einer Baueinheit Antrieb und Lagerung vereinigt, dadurch gekennzeichnet, daß im Stator (1) des Linearmotors (2) Luftlagerbohrungen (3), Düsen (13) und Vorkammern (11) angeordnet sind und/oder der Linearmotor (2) mit einer Tragbaugruppe (4) verbunden ist, in die ebenfalls Luftbohrungen (5) eingebracht sind.

2. Luftgelagerter Linearmotor nach Punkt 1, dadirch gekennzeichnet, daß der Doppelstator-Linearmotor (8) mit Luftidgerbohrungen (3), Düsen (13) und Vorkammern (11) versehen ist unu über die Federn (9) in Verbindung steht.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft einen luftgelagerten Linearmotor, der dazu dient, lineare Bewegungsabläufe erschütterungsfrei und ohi.o Stick-Slip-Effekte mit geringer Masse ui d kleinem Bauvolumen zu realisieren. Derartige Antriebe werden überall dort benötigt, wo besonders stoßempfindliche Gegenstände bewegt werden müssen, ι. B. für die Bewegung von Baugruppen und Einrichtungen in der Keramikindustrie.

Charakteristik des bekannten Stand·· der Technik

Es ist allgemein bekannt, daß die Primärteile der Linearmotore, z. B. gemäß DE-AS 1755174, durch Fahrwerke über Räder, Lauf- und/oder Distanzrollen getragen werden, die gleichzeitig den Luftspalt zwischen Primärtei! und Sekundärteil des Linearmotors realisieren. Die Fahrwerke erfordern infolge des Rollwiderstandes der Rollen einen erhöhten Leitungsbedarf, sind z.T. sehr aufwendig, und durch den Verschleiß an den Rollen und der Fahrbahn verändert sich der Luftspalt, so daß dieser wiederholt durch aufwendige EinstellarDeiten nachgestellt werden muß. Es ist aber euch bekannt, daß an Stelle der Fahrwerke die Linearmotore über Permanentmagnete oder auch gemäß PS-DE 2219154 C3 durch ein elektrisch eneugtes Magnetfeld schwebend geführt werden. Zur Erzeugung des Magnetfeldes ist ein wesentlicher Mehraufwand an Energie, Masse und Bauvolumen erforderlich. Besonders nachteilig ist die zusätzliche Wärmeentwicklung durch die elektrische Energiezufuhr für die magnetische Tragfunktion. Bei langsamen Geschwindigkeiten wird damit die Wärmeabführung besonders aufwendig und problematisch.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Linearmotor, der mittels Luftlager als selbsttragendes Antriebselement ausgebildet ist. Durch die Ausnutzung der Tragiuft zur Kühlung und eine Optimierung des Limspaltes sowie die Einsparung horkömmliclior Fahr- und Tragwerke soll das Masse-Leistungsverhältnis ve "ssert werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Linearmotor mittels Luftlager als selbsttragendes Antrieboolo'nent auszubilden. Erfindungsgemlß wird dieses dadurch erreicht, daß im Stator des Linearmotors in definierten Abständen Luftlagerbohrungen eingebracht werden. Die über diese Luftlagerbohrungen zugeführte Druckluft stützt «ich auf dem Sekundärteil des Linearmotors ab, trägt damit das Primärteil des Linearmotors, gegebenenfalls eine zusätzliche Nutzlast, und bildet einen definierten Luftspalt zwiscnen Primär- und Sekundärteil des Linearmotors.

Außer den bekannten Vorteilen der Luftlagerung, wie vnrschleißfreie Bewegungsabläufe, keine Stick-Slip Effekte, stoßfreier vertikaler Bewegungsablauf, Einsparung an Arretiorungseinrichtungen usw. ergeben sich durch die erfindungsgemäße L ösung folgende zusätzlichen Vorteile:

Die bisher üblichen Fahr- und Tragwerke für das Primärteil.werden eingespart. Masse und Bauvolumen dieser Antriebseinheit werden damit reduziert, und der Rollwiderstand der Tragrollen oder Räder entfällt. Durch die Luftlagerung können extrem niedrige Luftspalte und damit hohe Schubkräfte realisiert werden. Das Masse-Leistungsverhältnis wird hierdurch wesentlich verbessert. Durch die Zuführung der Tragluft durch das Primärteil erfolgt gleichzeitig ein Kühleffekt, so daß die mit der Leistungserhöhung verbundene höhere Wärmeentwicklung in den Wicklungen abgeführt werdon kann. Dieser zusätzliche Künleffekt ist auch oin besonderer Vortoll gegenüber den magnet'schen Tragwerken, die ihrerseits noch eine zusatzliche Wärmeentwicklung bewirken. Da der Lelitungszuwachs der Linearmotore mit einer Flächenvergrößerung verbunden ist, ist auch gleichzeitig der Flächenbedarf für die benötigte größere Tragluftmenge realisierbar. Zusätzliche Arretierungseinrichtungen sind bei vielen Eintatzfällen nicht erforderlich, da beim Abstellen der Druckluft sich der Stator des Linearmotors auf das Sekundärteil absetzt und durch Reibschluß keine weitere Bewegung zuläßt.

Bei einem Doppelstator-Linearmotor wird der Luftspalt ebenfalls mittels Druckluft über Luftlagerbohrungen gegenüber Federn, die beide Linearmotore zusammenhalten, erzeugt. Bei dieser Anordnung werden infolge der niedrigen Luftspalte der Luftlagerungen ebenfalls sehr hohe Schubkraft« erreicht.