DD266064A1 - AIR-SUPPORTED LINEAR ENGINE - Google Patents

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DD266064A1
DD266064A1 DD30692187A DD30692187A DD266064A1 DD 266064 A1 DD266064 A1 DD 266064A1 DD 30692187 A DD30692187 A DD 30692187A DD 30692187 A DD30692187 A DD 30692187A DD 266064 A1 DD266064 A1 DD 266064A1
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DD
German Democratic Republic
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air
linear motor
stator
linear
additional
Prior art date
Application number
DD30692187A
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German (de)
Inventor
Dieter Wyrembeck
Udo Bernstein
Karl Saalbach
Andreas Sucker
Original Assignee
Colditz Veb Porzellan
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  • Linear Motors (AREA)

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. 1The invention relates to an air-bearing linear motor, which combines drive and storage in one unit. Such devices are needed everywhere where linear Bewegungsablaeufe must be realized without shaking and without stick-slip effects with low mass and small volume, z. B. for the movement of assemblies and facilities of the ceramics industry. In the stator 1 of the linear motor 2 air bearing bores 3 are present at certain intervals. Via a central supply line 10, a defined amount of air is pressed into the stator 1 and this supports itself via the air bearing bores 3, the nozzles 13 and the prechambers 11 to the secondary part 6 and thus forms a supporting air gap 12, the previously usual running or Structures replaced. To increase the carrying capacity, an additional supporting assembly 4 is optionally arranged around the linear motor 2. Fig. 1

Description

Ausführungsbeisplel:Ausführungsbeisplel:

An einem Ausführiinysbeisp.'el soll die Erfindung näher erläutert werdenAt a Ausführiinysbeisp.'el the invention will be explained in more detail

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen: The accompanying drawings show:

Fig. 1: Schnitt durch einen LinearmotorFig. 1: section through a linear motor

Fig. 2: Linearmotor in der DraufsichtFig. 2: linear motor in plan view

Fig.3: Schnittdarstellung des Doppelstator-Linearantriebes3: sectional view of the double stator linear drive

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.In the stator 1 of the linear motor 2 are at certain intervals, according to the Tragfähigkeitaanfnrderung, air bearing bores 3 available. Via a central supply line 10, a defined amount of compressed air is forced into the stator 1, which again escapes from the stator 1 via the air holes 3, the nozzle 13 and the pre-chamber 11, is supported on the secondary part β and thus generates a defined air gap 12 , This air gap is very small in the μ-range according to the air bearing characteristic, and the linear motor thus generates very ηοΊθ shear forces compared to linear motors with vehicles or structures, in which the air gap 12 is in the mm range. The greater heat generated by the increased thrust in the windings is dissipated by the compressed air through the air bearing bores 3. In order to support the stator 1 of the linear motor and a certain payload, the air bearing bores 3 in the stator 1 are sufficient to support larger Nutziesten an additional support assembly 4 with additional air bearing bores 5 is arranged around dun linear motor. In a double-stator linear motor 8, the defined air gaps 12 by means of compressed air on the (uftlagerbohrungen 3, nozzles 13 and pre-chambers 11 in the stator 1 against the springs 9 educated.

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.1. I linearly mounted linear motor, which unites in a structural unit drive and storage, characterized in that in the stator (1) of the linear motor (2) air bearing bores (3), nozzles (13) and prechambers (11) are arranged and / or the linear motor (2) is connected to a support assembly (4), in which also air holes (5) are introduced. 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.2. Air-bearing linear motor according to item 1, dadirch in that the double stator linear motor (8) with Luftidgerbohrungen (3), nozzles (13) and prechambers (11) is provided via the springs (9) is in communication. Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings Anwendungsgebietfield of use 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.The invention relates to an air-bearing linear motor, which serves to realize linear motion sequences vibration-free and ohi.o stick-slip effects with low mass ui d small volume. Such drives are needed everywhere where particularly shock-sensitive objects must be moved, ι. B. for the movement of assemblies and equipment in the ceramics industry. Charakteristik des bekannten Stand·· der TechnikCharacteristic of the known state of the art 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.It is well known that the primary parts of the linear motors, z. B. according to DE-AS 1755174, are supported by trolleys on wheels, running and / or spacer rollers, which simultaneously the air gap between Primärtei! and realize secondary part of the linear motor. The trolleys require due to the rolling resistance of the rollers increased line requirements are z.T. very expensive, and by the wear on the rollers and the road changes the air gap, so that this must be readjusted by consuming EinstellarDeiten repeatedly. But it is known to you that in place of the chassis, the linear motors on permanent magnets or in accordance with PS-DE 2219154 C3 are guided floating by an electrically magnified magnetic field. To generate the magnetic field, a substantial additional expenditure of energy, mass and volume of construction is required. Particularly disadvantageous is the additional heat development by the electrical energy supply for the magnetic support function. At slow speeds, the heat dissipation becomes particularly complicated and problematic. Ziel der ErfindungObject of the invention 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.The aim of the invention is a linear motor which is formed by means of air bearing as a self-supporting drive element. By exploiting the supporting air for cooling and optimizing the limp gap as well as saving on conventional driving and supporting structures, the mass / power ratio is to be reduced. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention 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.The invention has for its object to form a linear motor by means of air bearings as a self-supporting Antrieboolo'nent. According to the invention this is achieved in that air bearing bores are introduced in defined distances in the stator of the linear motor. The compressed air supplied via these air bearing bores is supported on the secondary part of the linear motor, thus carrying the primary part of the linear motor, possibly an additional payload, and forming a defined air gap between the primary and secondary parts of the linear motor. 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:Apart from the known advantages of the air bearing, such as wear-free movements, no stick-slip effects, bumpless vertical movement, saving on locking devices, etc., the following additional advantages result from the solution according to the invention: 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.The usual driving and supporting structures for the Primärteil.werden saved. Mass and volume of this drive unit are thus reduced, and the rolling resistance of the idlers or wheels deleted. Due to the air bearing extremely low air gaps and thus high shear forces can be realized. The mass-performance ratio is thereby significantly improved. By supplying the carrying air through the primary part, a cooling effect takes place at the same time, so that the higher heat development associated with the power increase can be dissipated in the windings. This additional effect is also a special advantage over the magnetic structures, which in turn cause additional heat generation. Since the Lelitungszuwachs the linear motors is associated with an increase in area, also the area required for the required larger carrying air amount is also feasible. Additional locking devices are not required in many Eintatzfällen, since when stopping the compressed air, the stator of the linear motor settles on the secondary part and by friction allows no further movement. 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.In a double-stator linear motor, the air gap is also generated by means of compressed air via air bearing bores with respect to springs that hold both linear motors together. In this arrangement, due to the low air gaps of the air bearings also very high thrust «achieved.
DD30692187A 1987-09-14 1987-09-14 AIR-SUPPORTED LINEAR ENGINE DD266064A1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5057723A (en) * 1989-01-23 1991-10-15 Hitachi Metals, Ltd. Linear motor
DE102012002266A1 (en) 2012-02-01 2013-08-01 Benjamin Reutzsch Linear guide for variable drive e.g. precision mechanical suspension actuator, has rotor that is supported by Lorentz forces in three rotational and two translational degrees of freedom in active regular state of suspension

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5057723A (en) * 1989-01-23 1991-10-15 Hitachi Metals, Ltd. Linear motor
DE102012002266A1 (en) 2012-02-01 2013-08-01 Benjamin Reutzsch Linear guide for variable drive e.g. precision mechanical suspension actuator, has rotor that is supported by Lorentz forces in three rotational and two translational degrees of freedom in active regular state of suspension

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