DE10157249A1

DE10157249A1 - Motor part of linear electric motor, has cover plate on air gap side of plastic reinforced with glass or carbon fibers and with number of parallel grooves in which ends of winding teeth engage

Info

Publication number: DE10157249A1
Application number: DE2001157249
Authority: DE
Inventors: Thomas Hoppe
Original assignee: Siemens Linear Motor Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2003-06-18

Abstract

The device has a cover plate (3) on the air gap side made of plastic reinforced with glass fibers or carbon fibers and with a number of parallel grooves (7) in which the ends of winding teeth (12) engage. The grooves are engaged by permanent magnets and the cover plate can be a laminate of a bearer plate and a groove plate. Independent claims are also included for the following: a linear motor with an inventive device and a method of manufacturing an inventive device.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Motorteil eines elektrischen Linearmotors mit einer luftspaltseitigen Abdeckplatte. The invention relates to an engine part of a electric linear motor with a cover plate on the air gap side.

Ein derartiger Motorteil ist beispielsweise der Primärteil eines Linearmotors, bei dem in einem Gehäuse ein Wicklungskörper mit Wicklungszähnen und darauf aufgebrachten Wicklungen aufgenommen ist. Auf der Luftspaltseite des Motorteils, d. h. auf der Seite der Zahnenden des Wicklungskörpers, wird das Gehäuse durch eine Abdeckplatte aus einem dünnwandigen Blech aus nicht- oder nur schwach ferromagnetischem Material, beispielsweise V2A-Stahl, geschlossen. Die Abdeckplatte dient einerseits dem Schutz des Motorteils gegen Beschädigungen, andererseits dichtet es das Gehäuse für eine anschließende Auffüllung mit Vergußmasse ab. Such a motor part is, for example, the primary part a linear motor, in which in a housing Winding body with winding teeth and attached to it Windings is included. On the air gap side of the engine part, d. H. on the side of the tooth ends of the winding body the housing through a cover plate made of a thin-walled Sheet of non-ferromagnetic or only weakly ferromagnetic material, for example V2A steel, closed. The cover plate serves on the one hand the protection of the engine part against damage, on the other hand, it seals the housing for subsequent Filling with potting compound.

Um die Abdeckplatte am Wicklungskörper zu halten, ist ein sehr aufwendiges Schweißverfahren notwendig, und dicke Isolationen sind erforderlich, um einen Kontakt zwischen der Abdeckplatte und den Wicklungen zu verhindern. Schließlich geht das obengenannte Blechmaterial nahezu keine Klebung mit Vergußmasse ein, so daß die Abdeckplatte im Bereich der Zahnzwischenräume nicht gehaltert ist bzw. zusätzliche Halteanker vorgesehen werden müssen (vgl. DE-A-199 12 136). To hold the cover plate on the winding body, is a very complex welding process necessary, and thick Insulations are required to ensure contact between the Prevent cover plate and the windings. Finally goes the above sheet metal material with almost no gluing Potting compound so that the cover plate in the area of Interdental spaces are not supported or additional holding anchors must be provided (cf. DE-A-199 12 136).

Erfindungsgemäß werden die obengenannten Probleme dadurch vermieden, daß man für die Abdeckplatte faserverstärktes Kunststoffmaterial verwendet, insbesondere glasfaserverstärktes oder kohlefaserverstärktes Kunststoffmaterial (GFK, CFK). According to the invention, the above-mentioned problems are thereby solved avoided that fiber-reinforced for the cover plate Plastic material used, in particular glass fiber reinforced or carbon fiber reinforced plastic material (GFK, CFK).

Dieses Material beeinträchtigt nicht die magnetischen Eigenschaften im Luftspalt des Linearmotors, hat eine mit Stahl vergleichbare Festigkeit und geht eine innige Klebeverbindung mit handelsüblichen Vergußmaterialien wie Polyurethan oder dergleichen ein. This material does not affect the magnetic Properties in the air gap of the linear motor, one with steel comparable strength and an intimate adhesive bond with commercially available potting materials such as polyurethane or the like.

Vorzugsweise ist die Abdeckplatte mit einer Anzahl von parallel verlaufenden Nuten versehen, in die die Zahnenden eines Wicklungskörpers eingreifen (Primärteil eines Linearmotors) oder in die Permanentmagnete eingreifen (Reaktionsteil eines Synchron-Linearmotors). Dazu kann die Abdeckplatte als ein Laminat aus einer Trägerplatte und einer darauf aufgebrachten Nutenplatte gebildet sein. Preferably, the cover plate has a number of parallel grooves into which the tooth ends of a Engage winding body (primary part of a linear motor) or engage in the permanent magnets (reaction part of a Synchronous linear motor). For this, the cover plate can be used as a Laminate from a carrier board and one applied to it Groove plate be formed.

Vorzugsweise ist die Abdeckplatte Teil eines den Wicklungskörper umschließenden Gehäuses, wobei der Rest des Gehäuses aus Aluminiumblech, Stahlblech oder dergleichen gefertigt sein kann. Preferably, the cover plate is part of the Winding body enclosing housing, the rest of the housing made of aluminum sheet, sheet steel or the like can be.

Die Trägerplatte und die Nutenplatte bestehen vorzugsweise aus dem gleichen Material, die Materialien können aber den Erfordernissen entsprechend unterschiedlich ausgewählt werden; beispielsweise könnte die Nutenplatte aus einem relativ weicheren Material als die Trägerplatte bestehen. The carrier plate and the groove plate are preferably made from the same material, but the materials can Selected differently according to requirements become; for example, the groove plate could be made of a relative softer material than the carrier plate.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine erste Platte aus faserverstärkten Kunststoffmaterial als Trägerplatte entsprechend etwa den Abmessungen der Luftspaltseite des Motorteils vorbereitet. Zur Herstellung einer Nutenplatte werden aus einer zweiten Kunststoffplatte Ausnehmungen entsprechend den Abmessungen der gewünschten Nuten ausgeschnitten. Anschließend werden die Trägerplatte und die Nutenplatte miteinander verklebt, wobei sich die Tiefe der Nuten durch die Dicke der zweiten Platte ergibt. In a method according to the invention, a first plate made of fiber-reinforced plastic material as Carrier plate corresponding approximately to the dimensions of the Air gap side of the engine part prepared. To make one Groove plate are recesses from a second plastic plate according to the dimensions of the desired grooves cut out. Then the carrier plate and the Groove plate glued together, the depth of the Grooves through the thickness of the second plate results.

Die Befestigung der Abdeckplatte am Motorteil bzw. an einem Gehäuse des Motorteils kann durch Verkleben erfolgen und/oder durch Vergießen des Gehäuses mit Vergußmasse. Dabei empfiehlt es sich durch geeignete Verfahrensführung oder durch Auswahl eines geeigneten Schneidverfahrens beim Schneiden rauhe oder unregelmäßige Schnittkanten zu erzeugen, so daß sich eine große, zerklüftete Angriffsfläche für die Vergußmasse ergibt. The attachment of the cover plate on the engine part or on a The housing of the motor part can be made by gluing and / or by potting the housing with potting compound. Recommends it by appropriate process management or by selection a suitable cutting process when cutting rough or to produce irregular cut edges, so that there is a large, jagged attack surface for the potting compound.

Geeignete Schneidverfahren sind beispielsweise Wasserstrahlschneiden oder auch Laserschneiden. Suitable cutting methods are, for example Water jet cutting or laser cutting.

Erfindungsgemäß beeinflußt das Material der Abdeckung die elektrischen und magnetischen Eigenschaften des Motorteils nicht, und die Abdeckung kann einfach hergestellt werden und dauerhaft am Motorteil befestigt werden; zusätzliche dicke Isolierungen zwischen den Wicklungen und der Abdeckung sind nicht erforderlich. According to the material of the cover affects the electrical and magnetic properties of the motor part not, and the cover can be easily made and permanently attached to the engine part; additional thickness There is insulation between the windings and the cover not mandatory.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigt: An embodiment of the invention is based on the attached drawings explained. It shows:

Fig. 1 eine Nuten-, eine Träger- und eine Abdeckplatte und Fig. 1 is a groove, a carrier and a cover plate and

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch einen Motorteil. Fig. 2 shows a schematic cross section through an engine part.

Gemäß Fig. 1 wird zunächst eine Trägerplatte 2 aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial entsprechend etwa den luftspaltseitigen Abmessungen eines Linearmotorteils vorbereitet. Eine Nutenplatte 1 wird durch Ausschneiden von Ausnehmungen oder Öffnungen 4 aus einer zweiten Kunststoffplatte aus faserverstärktem Material hergestellt. Die Ausnehmungen 4 erstrecken sich in Querrichtung der Nutenplatte 1 jeweils parallel zueinander. Beim Ausschneiden der Ausnehmungen 4 werden vorzugsweise rauhe Schneidkanten oder Schneidkanten mit Unregelmäßigkeiten erzeugt, wie bei 5 dargestellt ist. Referring to FIG. 1, a support plate 2 is first prepared as a fiber-reinforced plastic material according to the air-gap-side dimension of a linear motor portion. A groove plate 1 is produced by cutting out recesses or openings 4 from a second plastic plate made of fiber-reinforced material. The recesses 4 each extend parallel to one another in the transverse direction of the groove plate 1 . When cutting out the recesses 4 , rough cutting edges or cutting edges with irregularities are preferably produced, as shown at 5.

Die Nutenplatte 1 und die Trägerplatte 2 werden anschließend zur Herstellung einer Abdeckplatte 3 aufeinander geschichtet, vorzugsweise miteinander verklebt. The groove plate 1 and the carrier plate 2 are then layered one on top of the other to produce a cover plate 3 , preferably glued together.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Nutenplatte etwas kleiner als die Trägerplatte ausgebildet, so daß auf den überstehenden Rand 6 beispielsweise ein Gehäuse aufgesetzt werden kann. As can be seen from FIG. 1, the groove plate is somewhat smaller than the carrier plate, so that, for example, a housing can be placed on the projecting edge 6 .

Wie bereits erwähnt, hängen die Flächenabmessungen der Nuten- und der Trägerplatte von den Dimensionen des Motorteils ab; die Dicken der Platten liegen vorzugsweise etwa im Bereich von 0,2-0,4 mm. As already mentioned, the surface dimensions of the slot and the support plate from the dimensions of the engine part; the thicknesses of the plates are preferably approximately in the range from 0.2-0.4 mm.

Fig. 2 zeigt in schematischer Querschnittsdarstellung einen Primärteil eines Linearmotors. Fig. 2 shows a primary part of a linear motor in a schematic cross-sectional view.

Ein Wicklungskörper 10 aus aufeinander geschichteten Motorblechen weist Wicklungszähne 12 auf, um die in bekannter Weise Wicklungen 11 gewickelt sind. A winding body 10 made of laminated motor sheets has winding teeth 12 , around which windings 11 are wound in a known manner.

An der Luftspaltseite des Wicklungskörpers 10 ist eine Abdeckung 3 aus faserverstärktem Kunststoffmaterial angebracht, wobei die Enden der Wicklungszähne 12 in die Nuten 7 bzw. Öffnungen 4 eingreifen. Zwischen dem Material des Wicklungskörpers 10 und den Wicklungen 11 ist eine Isolation 13 zum Schutz gegen Beschädigungen bzw. zur elektrischen Isolation vorgesehen, nicht jedoch im Bereich der Abdeckung 3, da diese dort nicht erforderlich ist. A cover 3 made of fiber-reinforced plastic material is attached to the air gap side of the winding body 10 , the ends of the winding teeth 12 engaging in the slots 7 or openings 4 . An insulation 13 is provided between the material of the winding body 10 and the windings 11 for protection against damage or for electrical insulation, but not in the area of the cover 3 , since this is not required there.

Nicht dargestellt ist in den Figuren ein Gehäuse, das von der Abdeckplatte verschlossen wird und das mit Vergußmasse aufgefüllt wird. A housing is not shown in the figures, which from the Cover plate is closed and with potting compound is replenished.

Das oben dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft den Primärteil eines Linearmotors mit Wicklungskörper und Wicklungen etc. Eine entsprechende Abdeckung kann man aber auch bei dem Sekundärteil eines Synchron-Linearmotors verwenden. Bei diesem Sekundärteil sind auf einer Grundplatte parallel zueinander lineare Magneten angeordnet. Diese Anordnung kann durch eine erfindungsgemäße Abdeckung aus faserverstärktem Kunststoff abgedeckt werden, wobei Kanten der Permanentmagnete in die Nuten eingreifen können. The embodiment shown above relates to the Primary part of a linear motor with winding body and windings etc. A corresponding cover can also be found with the Use the secondary part of a synchronous linear motor. at this secondary part are parallel on a base plate linear magnets arranged to each other. This arrangement can by an inventive cover made of fiber reinforced Plastic are covered, with edges of the permanent magnets in the grooves can engage.

Claims

1. Motor part of an electric linear motor with an air gap-side cover plate, characterized in that the cover plate ( 3 ) has fiber-reinforced plastic material.

2. Motor part according to claim 1, characterized in that the plastic material glass fiber reinforced or is carbon fiber reinforced plastic.

3. Motor part according to claim 1 or 2, characterized in that the cover plate ( 3 ) has a number of parallel grooves ( 7 ).

4. Motor part according to claim 3, characterized in that the ends of winding teeth ( 12 ) engage in the grooves.

5. Motor part according to claim 3, characterized in that the grooves ( 7 ) are in engagement with permanent magnets.

6. Motor part according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cover plate ( 3 ) is a laminate of a carrier plate ( 2 ) and a groove plate ( 1 ).

7. Linear motor with a primary and / or one Reaction part according to one of claims 1 to 6.

8. A method for producing a motor part of a linear motor with an air gap-side cover plate, with the steps:
Preparing a carrier plate ( 2 ) made of fiber-reinforced plastic material,
Preparing a grooved plate made of plastic material and cutting out a number of parallel recesses ( 4 ),
Production of the cover plate ( 3 ) by laminating the groove plate ( 1 ) and the carrier plate ( 2 ),
Fixing the cover plate ( 3 ) on the air gap side of the motor part, the groove plate ( 1 ) facing the motor part.

9. The method according to claim 8, characterized in that one produces rough or irregular cut edges ( 5 ) when cutting.

10. The method according to claim 8 or 9, characterized characterized in that the cutting by laser or Water jet cutting is done.

11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the cover plate ( 3 ) is fixed to the motor part by casting the motor part with potting compound.