DE102004050328B3

DE102004050328B3 - Sliding door with magnetic drive system for at least one door flap has linear drive with row of magnets and spaced coils that together control the thrust

Info

Publication number: DE102004050328B3
Application number: DE200410050328
Authority: DE
Inventors: Sven Busch
Original assignee: Dorma Deutschland GmbH
Current assignee: Dorma Deutschland GmbH
Priority date: 2004-10-17
Filing date: 2004-10-17
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2024-10-18

Abstract

A sliding door with a magnetic drive system for at least one door flap comprises a linear drive with a row of magnets (1e,1f) whose magnetization changes along the row and spaced coils (7) with a control to generate a cooperative force. The total magnetization in the drive direction relative to coil cores (12) has no abrupt sign change.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiebetür mit einem magnetischen Antriebssystem für mindestens einen Türflügel, mit einer Linear-Antriebseinheit mit mindestens einer Magnetreihe. Der Begriff der Magnetreihe umfasst auch längliche Einzelmagneten. Die Magnetreihe kann ortsfest oder ortsveränderlich angeordnet sein.The The invention relates to a sliding door with a magnetic drive system for at least one door leaf, with a linear drive unit with at least one magnet row. Of the Term of the magnetic series also includes elongated individual magnets. The Magnet series can be arranged stationary or mobile.

In der DE 102 57 583 B3 wird eine Schiebetür mit einem Linearantrieb beschrieben, bei der das Tragsystem für die Schiebetür in den Linearantrieb integriert ist.In the DE 102 57 583 B3 is described a sliding door with a linear drive, in which the support system for the sliding door is integrated in the linear drive.

Aus der DE 40 16 948 A1 ist eine Schiebetürführung bekannt, bei der miteinander zusammenwirkende Magnete bei normaler Belastung eine berührungsfreie schwebende Führung eines in einer Schiebeführung gehaltenen Türflügels oder dergleichen bewirken, wobei neben den stationär angeordneten Magneten der Schiebeführung ein Ständer eines Linearmotors angeordnet ist, dessen Läufer an der Schiebetür angeordnet ist. Durch die gewählte V-förmige Anordnung der Permanentmagnete der offenbarten permanent erregten magnetischen Trageinrichtung kann keine seitlich stabile Führungsbahn realisiert werden, weswegen eine relativ komplizierte Anordnung und Ausgestaltung von Ständer und Läufer erforderlich ist.From the DE 40 16 948 A1 a sliding door guide is known in the cooperating magnets under normal load effect a non-contact floating guide held in a sliding guide door or the like, wherein in addition to the stationary magnet arranged the sliding guide a stator of a linear motor is arranged, the rotor is arranged on the sliding door. The selected V-shaped arrangement of the permanent magnets of the disclosed permanently excited magnetic support means no laterally stable guideway can be realized, which is why a relatively complicated arrangement and design of the stator and rotor is required.

Aus der WO 00/50719 A1 ist ein kombiniertes Lager- und Antriebssystem für eine automatisch betriebene Tür bekannt, bei der ein permanent erregtes magnetisches Tragsystem symmetrisch aufgebaut ist und ortsfeste und ortsveränderbare Magnetreihen aufweist, die jeweils in einer Ebene angeordnet sind, wobei sich das Tragsystem in einem labilen Gleichgewicht befindet, und bei dem das Tragsystem symmetrisch angeordnete seitliche Führungselemente aufweist, die rollenförmig gelagert sein können. Aufgrund der hierdurch erreichten seitlich stabilen Führungsbahn ergibt sich eine einfache Ausgestaltung und Anordnung von Ständer und Läufer eines in einem gemeinsamen Gehäuse untergebrachten Linearmotors, nämlich die Möglichkeit, Ständer und Läufer des Linearmotors in Bezug auf das Tragsystem beliebig anordnen zu können und hinsichtlich der Formgebung von Ständer und Läufer nicht durch das Tragsystem beschränkt zu sein.Out WO 00/50719 A1 is a combined storage and drive system for one automatically operated door known in which a permanently energized magnetic support system is symmetrical and stationary and portable Magnet rows, which are each arranged in a plane, with the support system in an unstable equilibrium, and in which the support system symmetrically arranged lateral guide elements has, the roll-shaped can be stored. Due to the thus achieved laterally stable track results in a simple design and arrangement of stand and runner one in a common housing accommodated linear motor, namely the possibility of stands and runner of the linear motor with respect to the support system arbitrarily order can and in terms of the shape of the stand and rotor not by the support system limited to be.

Diesen beiden Lagersystemen gemeinsam ist, dass sie nach dem Prinzip der abstoßenden Kraftwirkung arbeiten, welches Wirkprinzip einen stabilen Schwebezustand ohne aufwendige elektrische Regeleinrichtung ermöglicht. Nachteilig hieran ist jedoch, dass sowohl mindestens eine ortsfeste als auch mindestens eine ortsveränderbare Magnetreihe vorhanden sein müssen, d. h., über den gesamten Weg der Schiebeführung bzw. des Lagers der automatisch betriebenen Tür und an dem entlang dieser Führung beweglichen Tragschlitten für die Tür Magnete angeordnet sein müssen, wodurch sich ein solches System, das sich aufgrund des Wegfalls der mechanischen Reibung zum Tragen der Tür durch extreme Leichtgängigkeit und geräuschlose Arbeitsweise auszeichnet und nahezu verschleiß- und wartungsfrei ist, in der Herstellung sehr teuer wird.this It is common to both storage systems that they follow the principle of repellent Force effect work, which principle of action a stable limbo allows no complicated electrical control device. The disadvantage of this is however, that both at least one stationary as well as at least a portable Magnetic series must be present d. h., over the entire path of the sliding guide or of the warehouse of the automatically operated door and along it guide movable support carriage for the door Magnets must be arranged which causes such a system, which is due to the omission the mechanical friction to carry the door by extreme ease of movement and noiseless operation is characterized and almost wear and maintenance free, in the production is very expensive.

Aus der DE 196 18 518 C1 ist weiter ein elektromagnetisches Antriebssystem für magnetische Schwebe- und Tragsysteme bekannt, bei dem durch eine geeignete Anordnung von Dauermagnet und ferromagnetischem Material ein stabiler Schwebe- und Tragzustand erreicht wird. Hierzu versetzt der Dauermagnet das ferromagnetische Material in den Zu stand einer magnetischen Teilsättigung. Elektromagnete sind so angeordnet, dass die Dauermagnete allein durch eine Änderung der Sättigung in der Tragschiene bewegt werden, und die Spulenkerne sind in die dauermagnetische Teilsättigung, die zum Schwebe- und Tragezustand führt, mit einbezogen.From the DE 196 18 518 C1 Further, an electromagnetic drive system for magnetic levitation and support systems is known in which a stable levitation and support state is achieved by a suitable arrangement of permanent magnet and ferromagnetic material. For this purpose, the permanent magnet placed the ferromagnetic material in the state of a magnetic partial saturation. Electromagnets are arranged so that the permanent magnets are moved solely by a change in the saturation in the support rail, and the coil cores are included in the permanent magnetic partial saturation, which leads to the floating and wearing state.

Weiter zeigt die WO 94/13055 A1 einen Ständerantrieb für einen elektrischen Linearantrieb und eine mit einem solchen Ständer versehene Tür, die mittels Magneten im Türsturz eines Rahmens aufgehängt ist. Hierfür sind an der Türfüllung mehrere Magnete oder Magnetgruppen angeordnet, deren magnetische Feldstärke so groß ist, dass eine Anziehungskraft zu einer Führungsplatte erreicht wird, die an der Unterseite des Türsturzes angeordnet ist, wobei die Anziehungskraft ausreicht, um das Gewicht der Türfüllung anzuheben.Further shows the WO 94/13055 A1 a stator drive for a electric linear drive and provided with such a stand Door that using magnets in the lintel suspended from a frame is. Therefor are several at the door panel Magnets or magnet groups arranged, the magnetic field strength is so large that an attraction to a guide plate achieved, which is arranged on the underside of the lintel, wherein the attraction is sufficient to lift the weight of the door panel.

Die DE 41 11 853 C2 und die DE 195 47 686 A1 beschreiben Linearantriebe, bei dem die dem Stator jeweils gegenüberliegenden Pole der Permanentmagnete in Bewegungsrichtung des Läufers alternierend magnetisiert angeordnet sind.The DE 41 11 853 C2 and the DE 195 47 686 A1 describe linear drives, in which the stator respectively opposite poles of the permanent magnets are arranged alternately magnetized in the direction of movement of the rotor.

Bei allen diesen Systemen müssen aufgrund der gewählten Anordnungen der magnetischen Lagerung und/oder des magnetischen Antriebes teilweise zum Anfahren größere Kräfte überwunden werden, als aufgebracht werden müssen, um die sich bewegende Tür weiterzubewegen und es besteht über den Verfahrweg eine "Welligkeit" der zum Verfahren benötigten Kraft.at all of these systems need due to the chosen Arrangements of magnetic bearing and / or magnetic Drive partially overcome for starting larger forces than applied Need to become, around the moving door to move on and it exists over the travel a "ripple" to the process required Force.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Schiebetür mit einem magnetischen Antriebssystem für mindestens einen Türflügel, das eine Linear-Antriebseinheit mit mindestens einer Magnetreihe aufweist, so weiterzu entwickeln, dass die zuvor genannten Vorteile bei geringen Herstellungskosten bestehen bleiben und insbesondere die Leichtgängigkeit verbessert wird.It is therefore the object of the invention, a sliding door with a magnetic drive system for at least a door, that a linear drive unit having at least one magnet row, so to develop, that the advantages mentioned above with low production costs persist and in particular the smoothness is improved.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruches 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.Is solved This problem with the features specified in claim 1. Advantageous embodiments of the subject of the claim 1 are in the subclaims specified.

Eine erfindungsgemäße Schiebetür mit einem magnetischen Antriebssystem für mindestens einen Türflügel mit einer Linear-Antriebseinheit, die mindestens eine in Antriebsrichtung angeordnete Magnetreihe, deren Magnetisierung in ihrer Längsrichtung in bestimmten Abständen das Vorzeichen wechselt und mindestens eine aus mehreren in der Längsrichtung der Magnetreihe voneinander beabstandeten Einzelspulen bestehende Spulenanordnung aufweist, die bei entsprechender Ansteuerung der Einzelspulen eine Wechselwirkung mit der mindestens einen Magnetreihe bewirkt, die Vorschubkräfte hervorruft, wobei eine Gesamtmagnetisierung der mindestens einen Magnetreihe in Bezug auf Spulenkerne der Spulenanordnung in Antriebsrichtung keine abrupten Vorzeichenwechsel aufweist, weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass die Linear-Antriebseinheit rastkraftreduziert ist. Bei einer solchen Kombination kann durch eine Rastkraftreduzierung der Magnetreihe neben der Linear-Antriebseinheit auch eine vorzugsweise vorgesehene permanent erregte magnetische Trageinrichtung rastkraftreduziert sein, wenn die permanent erregte magnetische Trageinrichtung und die Linear-Antriebseinheit integriert gebildet sind. Durch die erfindungsgemäße Reduzierung der Rastkraft wird sowohl das Anfahren erleichtert als auch die "Welligkeit" der zum Bewegen der Trageinrichtung benötigten Kraft vermindert.A Sliding door according to the invention with a magnetic drive system for at least one door with a linear drive unit, the at least one in the drive direction arranged magnet series whose magnetization in their longitudinal direction at certain intervals the sign changes and at least one of several in the longitudinal direction the magnet array of spaced individual coils existing Coil arrangement which, with appropriate control of the Single coils interact with the at least one magnet series causes the feed forces causing a total magnetization of the at least one Magnet series with respect to coil cores of the coil arrangement in the drive direction has no abrupt sign changes, points opposite to the The prior art has the advantage that the linear drive unit rastkraftrreduced is. In such a combination can by a Rastkraftreduzierung the magnet series in addition to the linear drive unit also a preferably provided permanently excited magnetic support means rastkraftrreduziert be when the permanently excited magnetic support device and the linear drive unit are integrally formed. By the inventive reduction the cogging force is both the start easier and the "ripple" of moving the carrying device needed Strength diminished.

Durch die erfindungsgemäße Gesamtmagnetisierung der mindestens einen Magnetreihe in Antriebsrichtung, die keine abrupten Vorzeichenwechsel aufweist, wird also aufgrund der daraus reduzierenden Rastkräfte bei abgeschaltetem Antrieb ein leichtes, ruckfreies Verschieben des Türflügels von Hand ermöglicht, wodurch z. B. eine Fluchtwegfunktion unproblematisch realisiert werden kann. Im Automatikbetrieb ist die elektromagnetische Schubkraft nicht von starken Rastkräften überlagert, wodurch eine gleichförmige Gesamtschubkraft erreicht wird, so dass auch bei langsamer Fahrgeschwindigkeit eine gleichförmige ruckfreie Bewegung erfolgt und sehr langsame Geschwindigkeiten realisiert werden können.By the total magnetization according to the invention the at least one row of magnets in the drive direction, the no abrupt change of sign, so it is due to the resulting reducing cogging forces when the drive is switched off, a slight, jerk-free shifting of the door of Hand allows whereby z. B. an escape route function realized without problems can be. In automatic mode, the electromagnetic thrust is not superimposed by strong detent forces, making a uniform Total thrust is achieved, so even at slower speeds a uniform Jerk-free motion is achieved and very slow speeds are realized can be.

Hierzu sind nach der Erfindung die Magnetisierungen der mindestens einen Magnetreihe in Bezug auf die Spulenanordnung vorzugsweise unregelmäßig oder so eingestellt, dass sich ein kontinuierlicher oder ein angenähert kontinuierlicher Übergang von einem Vorzeichen zu einem benachbarten umgekehrten Vorzeichen ergibt. Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass die abwechselnden Polarisierungen der wenigstens einen Magnetreihe "weich" ineinander übergehen, wobei ein solcher weicher Übergang auch eingestellt werden kann, indem ein sich stetig wiederholendes Raster der starr miteinander verbundenen Einzelmagnete in Bezug auf die starr miteinander verbundenen Spulenkerne der Spulenanordnung vermieden wird, also bestimmte gewollte oder innerhalb bestimmter Grenzen zufällige Abweichungen von dem für den Linearantrieb normalerweise eingestellten regelmäßigen Raster vorgesehen werden. Weiter vorzugsweise sind zu einer Realisierung dieses Merkmals die Magnetisierungen der mindestens einen Magnetreihe unregelmäßig und die Einzelspulen regelmäßig voneinander beabstandet, da damit eine besonders gute Kombination mit anderen rastkraftreduzierenden Maßnahmen ermöglicht wird. Nach dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können aber auch die Spulenkerne der Einzelspulen einen unregelmäßigen Abstand zueinander haben. In diesem Fall können die Magnete regelmäßig oder mit einem anderen unregelmäßigen Abstand zueinander liegen.For this are according to the invention, the magnetizations of at least one Magnetic series with respect to the coil assembly preferably irregular or set so that a continuous or an approximately continuous transition from a sign to an adjacent inverted sign results. According to the invention is thus provided that the alternating polarizations of at least one Magnet series "soft" merge into each other, being such a soft transition can also be adjusted by a constantly repeating Grid of the rigidly interconnected individual magnets in relation on the rigidly interconnected coil cores of the coil assembly is avoided, that is, certain intentional or within certain Limits random Deviations from that for the linear drive normally set regular grid be provided. Further preferably, to a realization this feature the magnetizations of the at least one magnetic series irregular and the individual coils regularly from each other spaced, as a particularly good combination with other rastkraftreduzierenden activities allows becomes. However, according to this preferred embodiment of the invention Also, the coil cores of the individual coils an irregular distance have each other. In this case, the magnets can be regular or with another irregular distance lie to each other.

Alternativ oder zusätzlich können Einzelmagnete der nach der Erfindung in Bezug auf die Antriebsrichtung eine geschrägte Form aufweisen oder schräg eingebaut sein. Durch diese Ausgestaltungen der Einzelmagnete können die Übergänge zwischen den jeweiligen erzeugten Magnetfelder bzw. zwischen den in diese eingeführten Elementen und der umgebenden Luft leicht kontinuierlicher gestaltet werden.alternative or additionally can Individual magnets according to the invention with respect to the drive direction a beveled Have shape or oblique be installed. Through these embodiments of the individual magnets, the transitions between the respective generated magnetic fields or between the introduced into these elements and the surrounding air can be easily made more continuous.

Nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, die alternativ oder zusätzlich zu der ersten bevorzugten Ausführungsform realisiert werden kann, sind die Magnetisierungen von parallel angeordneten Magnetreihen und/oder von Gruppen von jeweils nebeneinander liegenden Einzelmagneten einer Magnetreihe und/oder einzelner Magnete einer Magnetreihe in Bezug auf die Abstände der Einzelspulen der Spulenanordnung, insbesondere deren Magnetkerne, gegeneinander versetzt. Auf diese Weise tritt ebenfalls der zuvor beschrieben Effekt ein, da die Magnetreihen starr miteinander verbunden sind.To a second preferred embodiment according to the invention, the alternative or in addition to the first preferred embodiment can be realized, the magnetizations are arranged in parallel Magnetic rows and / or groups of each adjacent Single magnet of a magnet series and / or individual magnets one Magnet series with respect to the distances of the individual coils of the coil arrangement, in particular their magnetic cores, offset from each other. To this Way also occurs the effect described above, since the magnet rows are rigidly connected.

Bei dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform sind vorzugsweise die Magnetisierungen von zwei parallel angeordneten Magnetreihen in Bezug auf die Einzelspulen der Spulenanordnung gegeneinander um I/2 versetzt, wenn I eine Wellenlänge einer über den Verfahrweg einer einzelnen Magnetreihe auftretenden Rastkraft ist. Hierdurch heben sich die Rastkräfte der beiden Magnetreihen im Idealfall zumindest nahezu auf. Es verbleibt lediglich ein unregelmäßiger Anteil der Rastkräfte, der durch die Maßnah men der ersten bevorzugten Ausführungsform weiter reduziert werden kann.at this second preferred embodiment Preferably, the magnetizations of two are arranged in parallel Magnet rows with respect to the individual coils of the coil assembly against each other offset by I / 2 if I is one wavelength over the travel of a single one Magnet series is occurring latching force. This lifts the cogging the two rows of magnets in the ideal case at least almost on. It remains only an irregular part the cogging forces, by the measures men the first preferred embodiment can be further reduced.

Alternativ können zum Erreichen des gleichen Effektes die Magnetisierungen von zwei Gruppen von Einzelmagneten einer Magnetreihe in Bezug auf die Einzelspulen der Spulenanordnung gegeneinander um I/2 versetzt sind, wenn I die Wellenlänge einer über den Verfahrweg einer einzelnen Gruppe auftretenden Rastkraft ist.alternative can to achieve the same effect, the magnetizations of two Groups of individual magnets of a magnetic series with respect to the individual coils the coil assembly are offset from each other by I / 2, if I the wavelength one over is the travel of a single group occurring cogging force.

Als weitere Alternative oder zusätzliche Ausgestaltung könne Einzelmagneten einer Magnetreihe, die in Längsrichtung der Magnetreihe abwechselnd polarisiert sind, oder Gruppen von wenigstens zwei solchen Einzelmagneten einer Magnetreihe in Bezug auf die Einzelspulen der Spulenanordnung gegeneinander leicht versetzt sein, wobei ein maximaler Versatz eines Einzelmagneten oder einer Gruppe von Einzelmagneten I beträgt, wenn I die Wellenlänge der Rastkraft bei nicht gegeneinander versetzten Einzelmagneten oder Gruppen von Einzelmagneten ist. Diese Anordnung mit einem maximalen Versatz von I führt insbesondere bei vielen gegeneinander und in Bezug auf das Grundraster versetzten Gruppen oder Einzelmagneten zu einer Überlagerung, die zu einer Auslöschung auch von unregelmäßigen Rastkräften führt.When another alternative or additional Design could Single magnet of a magnetic series, in the longitudinal direction of the magnetic series are alternately polarized, or groups of at least two such individual magnets a series of magnets with respect to the individual coils of the coil assembly be slightly offset from each other, with a maximum offset of a single magnet or a group of individual magnets I is, if I the wavelength the detent force with not offset from each other individual magnets or groups of individual magnets. This arrangement with a maximum Offset of I leads especially for many against each other and in relation to the basic grid offset groups or individual magnets to an overlay, resulting in an extinction as well leads from irregular locking forces.

Nach der Erfindung besteht die mindestens eine Magnetreihe vorzugsweise aus einem oder mehreren Hochleistungsmagneten, vorzugsweise Seltenerden-Hochleistungsmagneten, weiter vorzugsweise aus Neodym-Eisen-Bor (NeFeB) bzw. Samarium-Cobalt (Sm₂Co) oder kunststoffgebundenen Magnetwerkstoffen. Durch die Verwendung von solchen Hochleistungsmagneten lassen sich wegen der höheren Remanenzinduktion wesentlich höhere Kraftdichten erzeugen als mit Ferrit-Magneten. Demzufolge lässt sich das Magnetsystem bei gegebener Tragkraft mit Hoch leistungsmagneten geometrisch klein und damit platzsparend aufbauen. Die gegenüber Ferrit-Magneten höheren Materialkosten der Hochleistungsmagnete werden durch das vergleichsweise geringe Magnetvolumen zumindest kompensiert.According to the invention, the at least one magnetic row preferably consists of one or more high-performance magnets, preferably rare-earth high-performance magnets, more preferably neodymium-iron-boron (NeFeB) or samarium-cobalt (Sm ₂ Co) or plastic-bonded magnet materials. By using such high-performance magnets can be generated because of the higher remanence induction significantly higher power densities than with ferrite magnets. Consequently, the magnet system with a high load capacity can be geometrically small and thus save space with a given load capacity. The higher material costs of the high-performance magnets compared to ferrite magnets are at least compensated by the comparatively small magnet volume.

Bei der erfindungsgemäßen Schiebetür sind vorzugsweise die Spulenanordnung ortsfest und die mindestens eine Magnetreihe ortsveränderlich angeordnet, wodurch die Herstellungskosten durch einen passiv ausführbaren Türflügel gesenkt werden.at the sliding door according to the invention are preferably the coil assembly stationary and the at least one magnet array local variable arranged, thereby reducing the manufacturing costs by a passively executable Door lowered become.

Das erfindungsgemäße Antriebssystem oder kombinierte Trag- und Antriebssystem wird zum Antrieb mindestens eines Türflügels einer Schiebetür eingesetzt, die vorzugsweise als Bogenschiebetür oder Horizontal-Schiebewand ausgebildet ist. Es kann neben diesem Einsatz auch zum Antrieb von Torflügeln oder in Zuführeinrichtungen, Handlingseinrichtungen oder Transportsystemen eingesetzt werden.The Drive system according to the invention or combined support and drive system becomes the drive at least a door leaf of a sliding door used, preferably designed as a curved sliding door or horizontal sliding wall is. In addition to this insert, it can also be used to drive gate leaves or in feeders, Handling devices or transport systems are used.

Die Erfindung wird nun anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.The The invention will now be described with reference to schematically illustrated embodiments described in more detail.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1: eine Schnittdarstellung einer Draufsicht der ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten kombinierten Trag- und Antriebssystemes, 1 FIG. 2 is a sectional view of a plan view of the first preferred embodiment of the combined support and drive system preferably used according to the invention, FIG.

2: eine elektrische Verschaltung der Spulen der Linear-Antriebseinheit des in 1 gezeigten kombinierten Trag- und Antriebssystemes, 2 : an electrical connection of the coils of the linear drive unit of in 1 shown combined support and drive system,

3: ein Diagramm zur Erläuterung einer ersten Möglichkeit des Spannungsverlaufes an den wie in 2 gezeigt verschalteten Spulen der ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystemes, 3 : a diagram for explaining a first possibility of the voltage curve at the as in 2 shown interconnected coils of the first preferred embodiment of the drive system according to the invention,

4: ein Diagramm zur Erläuterung einer zweiten Möglichkeit des Spannungsverlaufes an den wie in 2 gezeigt verschalteten Spulen der ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystemes, 4 : a diagram for explaining a second possibility of the voltage curve at the as in 2 shown interconnected coils of the first preferred embodiment of the drive system according to the invention,

5: ein Diagramm zur Erläuterung einer dritten Möglichkeit des Spannungsverlaufes an den wie in 2 gezeigt verschalteten Spulen der ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystemes, 5 FIG. 4: a diagram for explaining a third possibility of the voltage curve at the as in FIG 2 shown interconnected coils of the first preferred embodiment of the drive system according to the invention,

6: eine Schnittdarstellung einer Draufsicht der zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten kombinierten Trag- und Antriebssystemes mit deren Rastkraft- und Schubkraftverlauf, 6 1 is a sectional view of a top view of the second preferred embodiment of the combined support and drive system preferably used according to the invention, with its cogging force and thrust force course,

7: eine Schnittdarstellung einer Draufsicht der ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten kombinierten Trag- und Antriebssystemes mit deren Rastkraft- und Schubkraftverlauf nach der zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, 7 FIG. 2 is a sectional view of a plan view of the first preferred embodiment of the combined support and drive system preferably used according to the invention, with its cogging force and thrust force characteristic according to the second preferred embodiment of the invention. FIG.

8: eine Schnittdarstellung einer Draufsicht der zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten kombinierten Trag- und Antriebssystemes mit deren Rastkraft- und Schubkraftverlauf nach der ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung und 8th : is a sectional view of a plan view of the second preferred embodiment of the invention preferably used combined support and drive system with their Rastkraft- and shear force curve according to the first preferred embodiment of the invention and

9: Formen von nach der ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung bevorzugt verwendeten Magneten bzw. Magnetreihen. 9 By forming magnets or magnet rows preferably used according to the first preferred embodiment of the invention.

Die 1 zeigt zwei Antriebssegmente einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten Antriebssystemes, hier als kombiniertes magnetisches Trag- und Antriebssystem, in einer geschnittenen Aufsicht, bei der der erfindungsgemäß verwendete magnetische Linearantrieb auf die Magnetreihen 1e, 1f wirkt, die an einem nicht gezeigten Tragschlitten 4 befestigt sind. Die beiden Magnetreihen 1e, 1f weisen jeweils abwechselnd polarisierte Einzelmagnete auf, wobei die Polaritäten der in Querrichtung versetzt angeordneten Einzelmagnete der beiden Magnetreihen gleichgerichtet sind. Zwischen den Magnetreihen 1e, 1f sind Spulen 7 so angeordnet, dass sich ein jeweiliger Spulenkern 12 in Querrichtung, d. h. y-Richtung, erstreckt. Auf der den Spulen 7 mit Spulenkernen 12 abgewandten Seite der Magnetreihe 1 befindet sich jeweils ein Seitenbereich der Tragschiene 2d.The 1 shows two drive segments of a first preferred embodiment of the invention preferably used drive system, here as a combined magnetic support and drive system, in a sectional plan view, in which the magnetic linear drive used in the invention on the magnet rows 1e . 1f acts on a support carriage, not shown 4 are attached. The two rows of magnets 1e . 1f each have alternately polarized individual magnets, wherein the polarities of the offset transversely arranged individual magnets of the two rows of magnets are rectified. Between the magnet rows 1e . 1f are coils 7 arranged so that a respective coil core 12 in the transverse direction, ie y-direction extends. On the coils 7 with coil cores 12 opposite side of the magnet series 1 There is one side area of the mounting rail 2d ,

Um einen kontinuierlichen Vorschub der Magnetreihe 1 zu gewährleisten, sind die Stator-Spulen 7 mit ihren jeweiligen Spulenkernen 12 in unterschiedlichen relativen Positionen zum Raster der Dauermagnete angeordnet. Je mehr unterschiedliche Relativpositionen ausgebildet werden, umso gleichmäßiger lässt sich die Schubkraft über den Verfahrweg realisieren. Da andererseits jede Relativposition einer elektrischen Phase eines für den Linearantrieb benötigten Ansteuersystemes zuzuordnen ist, sollten möglichst wenig elektrische Phasen zum Einsatz kommen. Aufgrund des zur Verfügung stehenden dreiphasigen Drehstromnetzes ist ein dreiphasi ges System, wie es beispielhaft in 2 gezeigt ist, sehr kostengünstig aufzubauen.To a continuous feed of the magnetic series 1 to ensure are the stator coils 7 with their respective coil cores 12 arranged in different relative positions to the grid of the permanent magnets. The more different relative positions are formed, the more uniform the thrust force can be realized over the travel. On the other hand, since each relative position is assigned to an electrical phase of a drive system required for the linear drive, as few electrical phases as possible should be used. Due to the available three-phase three-phase network is a dreiphasi ges system, as exemplified in 2 shown is very inexpensive to build.

Hierbei besteht ein jeweiliges Antriebssegment und somit ein Spulenmodul der Linear-Antriebseinheit aus drei Spulen 7a, 7b, 7c, die eine Ausdehnung von drei Längeneinheiten in Antriebsrichtung, d. h. x-Richtung, aufweisen, wobei also zwischen den Mittelpunkten benachbarter Spulenkerne 12 ein Raster R_S = 1 Längeneinheit liegt. Die Länge eines Magneten der Magnetreihe 1 in Antriebsrichtung und die Länge der zwischen den Einzelmagneten der Magnetreihe 1 liegenden Lücke ist hier so gewählt, dass die Länge eines Magneten L_Magnet + Länge einer Lücke L_Lücke = Magnetraster R_M = 3/4 Längeneinheit (= 3/4 R_S).In this case, there is a respective drive segment and thus a coil module of the linear drive unit of three coils 7a . 7b . 7c , which have an extension of three units of length in the drive direction, ie x-direction, ie, between the centers of adjacent coil cores 12 a grid R is _S = 1 unit of length. The length of a magnet of the magnet series 1 in the drive direction and the length of between the individual magnets of the magnetic series 1 lying gap is chosen here so that the length of a magnet L _magnet + length of a gap L _gap = magnetic grid R _M = 3/4 length unit (= 3/4 R _S ).

2 zeigt die Verschaltung der Spulen der in 1 gezeigten beiden Antriebssegmente der erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten Linear-Antriebseinheit. Hier ist eine erste Spule 7a mit einem ersten Spulenkern 12a zwischen eine erste Phase und eine zweite Phase eines aus drei Phasen bestehenden Drehstromsystemes angeschlossen, dessen drei Phasen gleichmäßig verteilt sind, also die zweite Phase bei 120° und eine dritte Phase bei 240° liegen, wenn die erste Phase bei 0° liegt. Die in positiver Antriebsrichtung, d. h. +x-Richtung, neben der ersten Spule 7a mit Spulenkern 12a liegende zweite Spule 7b mit Spulenkern 12b eines Antriebssegmentes der Linear-Antriebseinheit ist zwischen die zweite Phase und die dritte Phase geschaltet und die in positiver Antriebsrichtung, d. h. +x-Richtung neben der zweiten Spule 7b mit dem Spulenkern 12b liegende dritte Spule 7c mit Spulenkern 12c ist zwischen die dritte Phase und die erste Phase geschaltet. 2 shows the interconnection of the coils of 1 shown two drive segments of the invention preferably used linear drive unit. Here is a first coil 7a with a first spool core 12a connected between a first phase and a second phase of a three-phase three-phase system whose three phases are evenly distributed, so the second phase at 120 ° and a third phase at 240 °, when the first phase is at 0 °. The in positive drive direction, ie + x-direction, next to the first coil 7a with coil core 12a lying second coil 7b with coil core 12b a drive segment of the linear drive unit is connected between the second phase and the third phase and in the positive drive direction, ie + x-direction next to the second coil 7b with the spool core 12b lying third coil 7c with coil core 12c is switched between the third phase and the first phase.

Ordnet man dem durch die Dauermagnete gebildeten Polraster, analog zur Anordnung in einem zweipoligen Gleichstrommotor, Phasenwinkel zu, so lassen sich die linearen Spulenanordnungen in einem kreisförmigen Phasendiagramm abbilden. Da sich dieses sowohl magnetisch als Antriebswirkung auf die Dauermagnete als auch elektrisch als Ansteuerung der Spulen interpretieren lässt, kann durch dieses Diagramm der Zusammenhang zwischen Schaltzuständen und Antriebswirkung einheitlich beschrieben werden.assigns one to the Polraster formed by the permanent magnets, analogous to Arrangement in a two-pole DC motor, phase angle to, so let the linear coil arrangements in a circular phase diagram depict. Since this is both magnetic as a driving effect the permanent magnets as well as electrically as control of the coils let interpret, This diagram shows the relationship between switching states and Drive effect uniformly described.

Ein solches kreisförmiges Phasendiagramm mit eingezeichneten Spulen ist in 3 gezeigt. Hier ist auf der Ordinate das elektrische Potential in V und auf der Abszisse das magnetische Potential angegeben. Ein Kreis um den Ursprung dieses Koordinatensystemes, der ein Nullpotential sowohl für das elektrische Potential als auch das magnetische Potential darstellt, repräsentiert die Phasenlagen der an den jeweiligen Spulen anliegenden Spannung, wobei eine 0°-Phasenlage bei dem Schnittpunkt des Kreises mit der positiven Ordinate gegeben ist und sich die Phase im Uhrzeigersinn zu einer 90°-Phasenlage in dem Schnittpunkt des Kreises mit der negativen Abszisse, der das magnetische Potential des Südpols darstellt, eine 180°-Phasenlage in dem Schnittpunkt des Kreises mit der negativen Ordinate, der das minimale Spannungspotential darstellt, einer 270°-Phasenlage in dem Schnittpunkt des Kreises mit der positiven Abszisse, der das magnetische Potential des Nordpols darstellt, bis zu einer 360°-Phasenlage, die gleich der 0°-Phasenlage ist, in dem Schnittpunkt des Kreises mit der positiven Ordinate, der das maximale Spannungspotential darstellt, ändert.Such a circular phase diagram with drawn coils is shown in FIG 3 shown. Here, on the ordinate, the electric potential is given in V and on the abscissa the magnetic potential. A circle around the origin of this coordinate system, representing a zero potential for both the electric potential and the magnetic potential, represents the phase angles of the voltage applied to the respective coils, with a 0 ° phase position at the intersection of the circle with the positive ordinate and the phase is clockwise to a 90 ° phase position in the intersection of the circle with the negative abscissa, which represents the magnetic potential of the south pole, a 180 ° phase position in the intersection of the circle with the negative ordinate, the minimum voltage potential represents, a 270 ° phase position in the intersection of the circle with the positive abscissa, which represents the magnetic potential of the north pole, to a 360 ° phase position, which is equal to the 0 ° phase position, in the intersection of the circle with the positive Ordinate representing the maximum voltage potential changes.

Wie in 2 gezeigt, ist eine Beziehung gegeben, bei der die erste Spule 7a mit Spulenkern 12a zwischen einer 0°-Phasenlage und einer 120°-Phasenlage, die zweite Spule 7b mit Spulenkern 12b zwischen einer 120°-Phasenlage und einer 240°-Phasenlage und die dritte Spule 7c mit Spulenkern 12c zwischen einer 240°-Phasenlage und einer 360°- Phasenlage liegen. Bei Drehstrombetrieb drehen sich nun die Zeiger dieser Spulen entsprechend der Wechselfrequenz des Drehstroms im Gegenuhrzeigersinn, wobei jeweils eine der elektrischen Potentialdifferenz zwischen den auf die Ordinate projizierten Anfangs- und Endpunkten des Zeigers entsprechende Spannung an den Spulen anliegt.As in 2 Shown is a relationship where the first coil 7a with coil core 12a between a 0 ° phase position and a 120 ° phase position, the second coil 7b with coil core 12b between a 120 ° phase position and a 240 ° phase position and the third coil 7c with coil core 12c lie between a 240 ° phase position and a 360 ° phase angle. In three-phase operation, now the hands of these coils rotate counterclockwise according to the alternating frequency of the three-phase current, wherein in each case one of the electrical potential difference between the projected at the ordinate start and end points of the pointer corresponding voltage is applied to the coil.

Bei der magnetischen Interpretation des Phasendiagramms entspricht ein Phasendurchlauf von 180° einer Verschiebung des Läufers um den Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Magnete, also dem Magnetraster R_M. Durch die abwechselnde Polarisierung der Magnete im Läufer wird bei einer Verschiebung um das Magnetraster R_M ein Polwechsel ausgeführt. Nach einem 360°-Phasendurchlauf beträgt die Läuferverschiebung zwei R_M. Hierbei befinden sich die Magnete relativ zum Raster R_S der Statorspulen wieder in Ausgangsposition, vergleichbar mit einer 360°-Umdrehung des Rotors eines zweipoligen Gleichstrommotors.In the magnetic interpretation of the phase diagram, a phase pass of 180 ° corresponds to a displacement of the rotor by the distance between the centers of two adjacent magnets, ie the magnetic grid R _M. Due to the alternating polarization of the magnets in the rotor, a pole change is carried out when shifting around the magnetic grid R _M. After a 360 ° phase pass, the rotor displacement is two R _M. In this case, the magnets are again in the starting position relative to the grid R _{S of} the stator coils, comparable to a 360 ° rotation of the rotor of a two-pole DC motor.

Für die elektrische Interpretation des Phasendiagramms wird die Ordinate betrachtet, auf der das anliegende elektrische Spannungspotential dargestellt ist. Bei 0° liegt das maximale Potential, bei 180°, das minimale Potential und bei 90° bzw. 270° ein mittleres Spannungspotential an. Wie zuvor erwähnt, werden die Spulen im Diagramm durch Pfeile dargestellt, deren Anfangs- und Endpunkte die Kontaktierungen darstellen. Die jeweils anliegende Spulenspannung kann durch Projektion von Start- und Endpunkt der Pfeile auf der Potentialachse abgelesen werden. Durch die Pfeilrichtung wird die Stromrichtung und hierdurch die Magnetisierungsrichtung der Spule festgelegt.For the electric Interpretation of the phase diagram is considered the ordinate, represented on the applied electrical voltage potential is. At 0 ° is the maximum potential, at 180 °, the minimum potential and at 90 ° or 270 ° mean voltage potential. As mentioned previously, the coils in the diagram represented by arrows whose beginning and end points the contacts represent. The respective applied coil voltage can by projection read from start and end point of the arrows on the potential axis become. By the direction of the arrow, the current direction and thereby set the magnetization direction of the coil.

Anstelle einer kontinuierlichen sinusförmigen Spannungsquelle, die ein Phasendiagramm gemäß 3 aufweist, kann aus Kostengründen auch eine Steuerung mit Rechteck-Charakteristik eingesetzt werden. In einem entsprechenden Phasendiagramm, das in 4 gezeigt ist, ist die Rechteck-Charakteristik durch Schaltschwellen dargestellt. Hierbei können die Phasenanschlüsse jeweils die drei Zustände Pluspotential, Minuspotential und potentialfrei einnehmen. Dabei liegt das Pluspotential z. B. in einem Bereich zwischen 300° und 60° und das Minuspotential in einem Bereich von 120° bis 240° an und die Bereiche zwischen 60° und 120° sowie 240° und 300° stellen den potentialfreien Zustand dar, in dem die Spulen nicht angeschlossen sind. Bei der Rechteckspannung-Ansteuerung ist der im Vergleich zur Sinus-Steuerung ungleichmäßigere Schub nachteilig.Instead of a continuous sinusoidal voltage source, the phase diagram according to 3 For reasons of cost, a controller with a rectangular characteristic can also be used. In a corresponding phase diagram, the in 4 is shown, the rectangular characteristic is represented by switching thresholds. In this case, the phase connections can each assume the three states plus potential, minus potential and potential-free. The plus potential z. B. in a range between 300 ° and 60 ° and the negative potential in a range of 120 ° to 240 ° and the ranges between 60 ° and 120 ° and 240 ° and 300 ° represent the potential-free state in which the coils are not are connected. In rectangular voltage control, the more uneven thrust compared to sinusoidal control is disadvantageous.

Es lässt sich natürlich noch eine große Zahl weiterer Spulenkonfigurationen und Potentialverteilungen aufbauen, z. B. die in 5 gezeigte Potentialverteilung, bei der ein minimales Potential von 0 V in einem Bereich zwischen 105° und 255°, ein maximales Potential von 24 V in einem Bereich von 285° bis 75° und potentialfreie Bereiche von 75° bis 105° und von 255° bis 285° vorliegen.Of course, it is still possible to build a large number of other coil configurations and potential distributions, for. B. the in 5 shown potential distribution, wherein a minimum potential of 0 V in a range between 105 ° and 255 °, a maximum potential of 24 V in a range of 285 ° to 75 ° and potential-free ranges of 75 ° to 105 ° and 255 ° to 285 ° present.

Die 6a) zeigt drei Antriebssegmente einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten Antriebssystemes in einer geschnittenen Aufsicht, bei der der erfindungsgemäß bevorzugt verwendete magnetische Linearantrieb eine dreiphasige Spulenanordnung aufweist, wobei eine Magnetreihe 1 einer Seite der Spulenkerne 12 gegenübersteht, deren andere Seite mit einer weichmagnetischen Rückflussschiene 25 verbunden ist. In dieser Ausführungsform ist das Magnetraster R_M = 3/2 des Spulenrasters R_S gewählt, d. h. auf zwei Einzelmagnete der Magnetreihe 1, die ein Polraster bilden, sind drei Antriebsspulen 7 angeordnet, die von einer jeweiligen Phase des dreiphasigen Antriebssystemes angesteuert werden. Durch diese Merkmale sind die charakteristischen Eigenschaften, dass jede Spule einen Phasenwinkel von 120° überbrückt und dass nach 360° (eine Umdrehung = 2 R_M) alle drei Spulen eines Antriebssegmentes der Linear-Antriebseinheit durchlaufen sind, wobei – wie in der obigen Ausführungsform – ein Antriebssegment aus einer der elektrischen Phasen entsprechenden Anzahl von zusammen angesteuerten Spulen bzw. Spulenpaaren besteht, erfüllt.The 6a ) shows three drive segments of a second preferred embodiment of the drive system preferably used according to the invention in a sectional plan view, in which the magnetic linear drive preferably used according to the invention comprises a three-phase coil arrangement, wherein a magnetic row 1 one side of the coil cores 12 opposite, the other side with a soft magnetic return rail 25 connected is. In this embodiment, the magnetron R _M = 3/2 of the coil grid R _{S is} selected, that is, on two individual magnets of the magnet series 1 , which form a Polraster, are three drive coils 7 arranged, which are controlled by a respective phase of the three-phase drive system. Due to these characteristics, the characteristic features are that each coil bridges a phase angle of 120 ° and that after 360 ° (one revolution = 2 R _M ) all three coils of a drive are tes the linear drive unit are traversed, wherein - as in the above embodiment - a drive segment consists of one of the electrical phases corresponding number of jointly driven coils or coil pairs, met.

Das Phasendiagramm dieser Anordnung entspricht dem der zuvor beschriebenen Anordnung, bei dem die im Phasendiagramm durch Pfeile dargestellten Spulen 7 ein Dreieck bilden, wobei die Ecken dieses Dreieckes jeweils die Phasen der Ansteuerung darstellen. Hier durchlaufen die Ecken des Dreieckes bei einer Drehung um 360°, was einer Translationsbewegung des Läufers um drei Spulenraster entspricht, drei Spannungspotentiale: plus, minus und potentialfrei, wenn die in 4 gezeigte Rechteckansteuerung gewählt wird. Da jede Spule einen Phasenwinkel von 120° überbrückt, wird bei einer Drehung um 60° das Potential einer Phase geändert und eine der drei Phasen ist immer potentialfrei. Trägt man das Phasenpotential in Abhängigkeit von der Anzahl der 60°-Drehungsschritte in eine Tabelle ein, so ergibt sich das nachfolgende Phasenansteuerungs-Diagramm:

The phase diagram of this arrangement corresponds to that of the arrangement described above, in which the coils shown in the phase diagram by arrows 7 form a triangle, with the corners of this triangle each representing the phases of the drive. Here, the corners of the triangle pass through 360 ° in a 360 ° rotation, which translates into a three-coil translation movement of the rotor, three voltage potentials: plus, minus, and floating when the in 4 shown rectangular drive is selected. Since each coil bridges a phase angle of 120 °, the potential of one phase is changed by a rotation of 60 ° and one of the three phases is always potential-free. If the phase potential is entered into a table as a function of the number of 60 ° rotation steps, the following phase control diagram results:

Durch eine Verschiebung der Schaltschwelle zu einem Minuspotential zwischen 105° und 255°, einem Pluspotential zwischen 285° und 75° und potentialfreien Zuständen zwischen 75° und 105° und 255° und 285°, ähnlich des in 5 gezeigten Zustandes, lässt sich eine Ansteuerung mit einer Schrittweite von 30° realisieren. Hierbei können zwei Phasen das gleiche Potential haben, so dass an zugehöriger Spule keine Spannungsdifferenz anliegt und kein Strom fließt. In jedem zweiten 30°-Schritt ist jeweils eine Phase potentialfrei. Das entsprechende 30°-Phasenansteuerungs-Diagramm mit 12 Steuerschritten ergibt sich wie folgt:

By a shift of the switching threshold to a negative potential between 105 ° and 255 °, a plus potential between 285 ° and 75 ° and potential-free states between 75 ° and 105 ° and 255 ° and 285 °, similar to the in 5 state shown, can be realized with a step size of 30 °. In this case, two phases can have the same potential, so that no voltage difference is applied to the associated coil and no current flows. In each second 30 ° step, one phase is potential-free. The corresponding 30 ° phase control diagram with 12 control steps results as follows:

Um die Vorschubeigenschaften zu optimieren, sollte die Magnetbreite, d. h. die Abmessungen der Magnetreihe 1 bzw. von deren Einzelmagneten in y-Richtung, möglichst klein sein, denn die Dauermagnete wirken wie Luft dämpfend auf den Magnetkreis der Spulen 7. Die Magnethöhe, also die Abmessungen der Magnetreihe(n) 1, 1e, 1f bzw. von deren Einzelmagneten in z-Richtung, sollte möglichst groß sein, denn eine große Magnethöhe führt zu einer großen Luftspaltfläche, die den magnetischen Widerstand des Spulenkreises reduzieren hilft. Gleichzeitig wird hierbei viel Magnetmaterial in den magnetischen Spulenkreis eingebracht, ohne zu große, den Magnetkreis sättigende Feldstärken zu erzeugen. Die Höhe der Polschuhe 19 und/oder Spulenkerne 12 sollte möglichst groß sein, damit die Polschuhe 19 bzw. Spulenkerne 12 mit den Magneten eine möglichst große Überdeckung erreichen, sodass sich eine große Luftspaltfläche mit hoher Wirkkraft und kleinem magnetischen Widerstand ergibt. Die Anordnung dieser weichmagnetischen Bauelemente sollte eine möglichst große vertikale Überdeckung zwischen Spulenkernen 12 bzw. Polschuhen 19 erreichen.In order to optimize the feed properties, the magnet width, ie the dimensions of the magnet series, should be selected 1 or of their individual magnets in the y-direction, be as small as possible, because the permanent magnets act as air damping on the magnetic circuit of the coils 7 , The height of the magnet, that is the dimensions of the magnet series (s) 1 . 1e . 1f or from their individual magnets in the z-direction, should be as large as possible, because a large magnet height leads to a large air gap surface, which helps reduce the magnetic resistance of the coil circle. At the same time, a large amount of magnetic material is introduced into the magnetic coil circuit without generating too large field strengths that saturate the magnetic circuit. The height of the pole shoes 19 and / or coil cores 12 should be as large as possible so that the pole pieces 19 or coil cores 12 reach the largest possible coverage with the magnets, so that there is a large air gap surface with high efficiency and low magnetic resistance. The arrangement of these soft magnetic components should be as large a vertical overlap between coil cores 12 or pole shoes 19 to reach.

Die 6b) zeigt die durch die Spulen zu erzielenden elektromagnetischen Schubkräfte in einer Kennlinie S, sowie die mit der Rastkraft über lagerte Gesamtschubkraft über den Verfahrweg des Läufers in einer Kennlinie G. Es ist zu erkennen, dass die Rastkraft R die sechsfache Frequenz der elektromagnetischen Schubkraft und etwa 15% ihrer Amplitude aufweist. Die Wellenlänge der Rastkraft R über den Verfahrweg ist mit I bezeichnet.The 6b ) shows the achievable by the coils electromagnetic thrust in a curve S, as well as the latching force with superimposed total thrust over the travel of the rotor in a curve G. It can be seen that the detent force R six times the frequency of the electromagnetic thrust and about 15% of their amplitude. The wavelength of the detent force R over the travel is denoted by I.

Die erfindungsgemäße Vermeidung von abrupten Vorzeichenwechseln der gesamten Magnetisierung der mindestens einen Magnetreihe 1, 1e, 1f kann erreicht werden, indem bei Linearmotor-Schiebetürantrieben mit zwei oder mehr Dauermagnet-Reihen diese Dauermagnet-Reihen gegeneinander verschoben angeordnet werden. Eine solche zweite bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schiebetür mit einer Linear-Antriebseinheit ist in 7a) gezeigt. Hier entspricht die Verschiebung bei einer Linear-Antriebseinheit mit zwei Magnetreihen 1e, 1f der halben Wellenlänge I der Rastkraftwelle R. Da die Wellenlänge der Rastkraftwelle R im Vergleich zu der Wellenlänge der elektromagnetischen Schubkraft S relativ kurz ist, ist die mit einer solchen relativ kleinen Verschiebung der Magnetreihen 1e, 1f gegeneinander verbundene Schwächung der Schubkraft vernachlässigbar. Die 7b) zeigt Verläufe R1 und R2 der Rastkräfte der beiden gegeneinander versetzten Magnetreihen 1e, 1f, sowie deren elektromagnetische Schubkraftanteile S1, S2. Der Verlauf der Rastkraftwelle R1 und der elektromagnetischen Schubkraft S1 der Magnetreihe 1f entspricht dem in 6b) gezeigten Rastkraftverlauf R und Schubkraftverlauf S der Magnetreihe 1, da hier eine identische Anordnung besteht. Die mit einem Versatz von I/2 in Antriebsrichtung gegenüber der Magnetreihe 1f versetzten Magnetreihe 1e weist einen entsprechend versetzten Rastkraftverlauf R2 und Schubkraftverlauf S2 auf. Durch die zueinander starre Montage der beiden Magnetreihen 1e, 1f z. B. an dem Tragschlitten 4, der in 7 nicht gezeigt ist, ergibt sich, dass die Gesamtrastkräfte durch eine Addition der Rastkraftverläufe R1, R2 der bei den Magnetreihen 1e, 1f erhalten wird und die Gesamtschubkraft durch eine Addition der elektromagnetischen Schubkraftanteile S1, S2 sowie der Rastkräfte R1, R2 der beiden Magnetreihen 1e, 1f. Aufgrund des gewählten Versatzes ergibt sich eine Auslöschung der entstehenden Rastkräfte, wenn deren Verlauf über den Verfahrweg gleichförmig ist, z. B. sinusförmig, wodurch die Gesamtschubkraft von den Rastkräften unabhängig ist. Da die Rastkräfte meist nicht ideal gleichförmig verlaufen, verbleibt ein Restanteil, der jedoch gegenüber einer Anordnung ohne Versatz stark verringert ist.The inventive prevention of abrupt changes of sign of the total magnetization of the at least one magnetic series 1 . 1e . 1f can be achieved by linear magnet sliding door drives with two or more permanent magnet rows, these permanent magnet rows are arranged offset from each other. Such a second preferred embodiment of a sliding door according to the invention with a linear drive unit is in 7a ). Here, the displacement corresponds to a linear drive unit with two rows of magnets 1e . 1f half the wavelength I of the locking force shaft R. Since the wavelength of the locking force wave R is relatively short compared to the wavelength of the electromagnetic thrust force S, the one with such a relatively small displacement of the magnet rows 1e . 1f mutually associated weakening of the Thrust negligible. The 7b ) shows courses R1 and R2 of the latching forces of the two staggered rows of magnets 1e . 1f , as well as their electromagnetic thrust shares S1, S2. The course of the locking force shaft R1 and the electromagnetic thrust S1 of the magnetic series 1f corresponds to the in 6b ) shown Rastkraftverlauf R and shear force curve S of the magnetic series 1 because there is an identical arrangement here. The with an offset of I / 2 in the drive direction with respect to the magnetic series 1f offset magnet series 1e has a corresponding offset cogging force R2 and thrust curve S2. Due to the mutually rigid mounting of the two rows of magnets 1e . 1f z. B. on the support carriage 4 who in 7 is not shown, it follows that the total rest forces by adding the Rastkraftverläufe R1, R2 in the magnet series 1e . 1f is obtained and the total thrust force by adding the electromagnetic thrust shares S1, S2 and the detent forces R1, R2 of the two rows of magnets 1e . 1f , Due to the selected offset results in an extinction of the resulting cogging forces when their course is uniform over the travel, z. B. sinusoidal, whereby the total thrust force is independent of the detent forces. Since the cogging forces are usually not ideally uniform, a residual portion remains, which is greatly reduced compared to an arrangement without offset.

Weist die Antriebsanordnung nur eine Magnetreihe 1 auf, so kann die gleiche Wirkung erzielt werden, indem die Magnetreihe 1 in mehrere Bereiche unterteilt wird, die dann relativ zueinander um einen kleinen Betrag gegeneinander verschoben werden. Ein solches Unterteilen von mehreren Magnetreihen 1e, 1f und relatives Verschieben der Bereiche zueinander kann auch bei Antrieben mit mehreren Dauermagnetreihen sinnvoll sein und angewendet werden.Does the drive assembly only one magnetic series 1 On, the same effect can be achieved by the magnet series 1 is divided into several areas, which are then shifted relative to each other by a small amount against each other. Such a subdivision of several rows of magnets 1e . 1f and relative shifting of the areas to each other can also be useful and applicable for drives with several permanent magnet series.

Die 8a) zeigt eine der in 6 gezeigten Anordnung entsprechende Anordnung einer Linear-Antriebseinheit, bei der gemäß einer ersten erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsform jeweils Gruppen von zwei Einzelmagneten gegenüber der in 6a) gezeigten Ausgangsposition versetzt sind. Auf diese Weise ist die Anordnung innerhalb eines Polrasters gleich, die einzelnen Polraster weisen jedoch zueinander einen leichten Versatz auf. Die 8b) zeigt entsprechende Rastkraftanteile der aus jeweils zwei Einzelmagneten bestehenden drei gezeigten Magnetgruppen, sowie deren jeweiligen Schubkraftverlauf S. Es ist zu erkennen, dass bei dem hier gewählten leichten Versatz noch eine starke resultierende Rastkraft vorhanden sein würde, die jedoch, wie in 8c) angedeutet, durch eine größere Anzahl von Magnetgruppen, die jeweils gegeneinander versetzt sind, ähnlich einer Rauschüberlagerung ausgelöscht werden. Der Gesamtversatz zwischen den Magnetgruppen sollte maximal der Wellenlänge I der Einzelrastkraftverläufe entsprechen, wie sie ebenfalls in 8c) gezeigt ist, damit keine negative Beeinflussung der Gesamtschubkraft G erfolgt.The 8a ) shows one of the in 6 shown arrangement corresponding to a linear drive unit, according to a first preferred embodiment according to the invention in each case groups of two individual magnets relative to the in 6a ) are shown offset starting position. In this way, the arrangement within a Polrasters is the same, but the individual Polraster have a slight offset to each other. The 8b ) shows corresponding Rastkraftanteile consisting of two individual magnets three magnet groups shown, as well as their respective shear force curve S. It can be seen that in the light misalignment selected here, a strong resulting detent force would be present, however, as in 8c ), are canceled out by a larger number of magnet groups, which are offset from each other, similar to a noise superposition. The total offset between the magnet groups should at most correspond to the wavelength I of the individual restraint force curves, as they are also in 8c ) is shown, so that no negative influence on the total thrust force G occurs.

Die Magnetbereiche können auch aus jeweils nur einem Magneten bestehen, so dass jeder Magnet um einen etwas anderen Betrag gegenüber dem in 6a) gezeigten Grundraster verschoben ist, das durch die Grundanordnung von Magneten und Spulen bzw. Spulenkernen gebildet wird. Das Unterteilen von Magnetreihen und das relative Verschieben der Bereiche kann auch bei Antrieben mit mehreren Dauermagnetreihen sinnvoll sein und angewendet werden, wie bereits zuvor beschrieben.The magnetic areas can also consist of only one magnet, so that each magnet by a slightly different amount from the in 6a ) is shifted, which is formed by the basic arrangement of magnets and coils or coil cores. The subdivision of rows of magnets and the relative displacement of the areas can also be useful and applied in drives with several permanent magnet series, as already described above.

Die relative Verschiebung der einzelnen Magnete um einen kleinen Betrag gegenüber dem Grundraster kann beispielsweise durch Abstandshalter, die zwischen die Magnete gebracht werden, und geringfügig größer oder kleiner sind als der Abstand, den die Magnete zueinander einhalten müssten, um den Grundraster-Positionen zu entsprechen. Wie in 8c) dargestellt, wird das beste Ergebnis erreicht, wenn die maximale relative Verschiebung von Magneten in einem Läufer gegenüber dem Grundraster circa einer Wellenlänge I der Rastkraft entspricht. Ein ähnlicher Effekt wird erreicht, wenn die Magnete ungenaue Abstände entsprechend einer stochastischen Verteilung aufweisen.The relative displacement of the individual magnets by a small amount relative to the basic grid can be achieved, for example, by spacers placed between the magnets and slightly larger or smaller than the distance that the magnets would have to follow each other to correspond to the basic grid positions. As in 8c ), the best result is achieved if the maximum relative displacement of magnets in a rotor relative to the basic grid corresponds to approximately one wavelength l of the detent force. A similar effect is achieved when the magnets have inaccurate distances corresponding to a stochastic distribution.

Anstelle oder zusätzlich zu den zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schiebetür können zur Rastkraftreduzierung auch die Einzelmagnete geschrägt oder besonders geformt werden, was prinzipiell der Methode der Überlagerung und der damit verbundenen vollständigen oder teilweisen Auslöschung versetzter Verläufe von Rastkraftwellen entspricht, da das Schrägen als ein Verschieben der Magnetschichten aufgefasst werden kann, wie es in 9a) bis 9c) schematisch dargestellt ist, wobei 9a) eine ungeschrägte Magnetreihe zeigt, 9b) Magnete mit zwei gegeneinander in Antriebsrichtung verschobenen Magnetschichten zeigt und 9c) einzelne Magnete mit einer Vielzahl von gegeneinander verschobenen Magnetschichten zeigt. Das Schrägen kann somit als ein Verschieben von unendlich vielen Magnetschichten aufgefasst werden. Entsprechend ausgestaltete rautenförmige Einzelmagnete sind in 9d) gezeigt. Beidseitig symmetrisch geschrägte Magnete, wie sie in 9e) gezeigt sind, die prinzipiell pfeilförmig sind, erzeugen keine Quertrippelkraft. Magnete, die prinzipiell die Form eines gleichmäßigen Sechsecks haben, wobei jeweils die Ecken benachbarter Magnete aneinander stoßen, wie sie in 9f) gezeigt sind, erzielen prinzipiell die gleiche Wirkung, wie die in 9e) gezeigten Einzelmagnete, können jedoch vereinfacht gefertigt werden. Eine ähnliche Wirkung tritt auf, wenn die Einzelmagnete wie in 9g) gezeigt in Antriebsrichtung abgerundete Kanten haben, also prinzipiell oval sind.Instead of or in addition to the preferred embodiments of the sliding door according to the invention described above, the individual magnets can be bevelled or specially shaped for Rastkraftreduzierung, which corresponds in principle to the method of superposition and the associated complete or partial extinction staggered courses of cogging waves, since the slope as a move The magnetic layers can be understood as it is in 9a ) to 9c ) is shown schematically, wherein 9a ) shows an unswept magnetic row, 9b ) Magnets with two mutually shifted in the drive direction magnetic layers and shows 9c ) shows individual magnets with a plurality of mutually shifted magnetic layers. The slant can thus be understood as a shift of an infinite number of magnetic layers. Correspondingly configured diamond-shaped individual magnets are in 9d ). Both sides symmetrically beveled magnets, as in 9e ) are shown, which are in principle arrow-shaped, do not produce Quertrippelkraft. Magnets, which in principle have the shape of a uniform hexagon, wherein each of the corners of adjacent magnets abut each other, as in 9f ) achieve, in principle, the same effect as in 9e ) shown individual magnets, but can ge simplified be manufactured. A similar effect occurs when the individual magnets as in 9g ) have in the drive direction rounded edges, so in principle are oval.

Natürlich kann die erfindungsgemäße Schiebetür mit dem erfindungsgemäßen magnetischen Antriebssystem auch so ausgestaltet sein, dass die lediglich vorzugsweise magnetisch gelagerte Trageinrichtung von dem erfindungsgemäßen Antriebssystem getrennt vorgesehen ist.Of course you can the sliding door according to the invention with the magnetic according to the invention Drive system also be designed so that the only preferred magnetically mounted carrying device of the drive system according to the invention is provided separately.

Claims

Sliding door with a magnetic drive system for at least one door leaf ( 5 ), with a linear drive unit, the at least one arranged in the drive direction magnetic series ( 1 ; 1e . 1f ) whose magnetization in its longitudinal direction at certain intervals changes the sign, and at least one of a plurality in the longitudinal direction of the magnet row ( 1 . 1e . 1f ) spaced apart individual coils ( 7 ) has existing coil arrangement which, with appropriate control of the individual coils ( 7 ) an interaction with the at least one magnetic series ( 1 ; 1e . 1f ) causes the feed forces, wherein a total magnetization of at least one magnetic series ( 1 . 1e . 1f ) in the drive direction with respect to coil cores ( 12 ) of the coil arrangement has no abrupt change of sign.

Sliding door according to claim 1, characterized in that the magnetizations of the at least one magnet row ( 1 . 1e . 1f ) are irregular with respect to the coil arrangement or are set to give a continuous or approximately continuous transition from one sign to an adjacent inverted sign.

Sliding door according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetizations of the at least one magnet row ( 1 . 1e . 1f ) irregularly and the individual coils ( 7 ) are regularly spaced from each other.

Sliding door according to one of the preceding claims, characterized in that individual magnets of the magnet series ( 1 . 1e . 1f ) have a beveled shape with respect to the drive direction or are installed at an angle.

Sliding door according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetizations of parallel rows of magnets ( 1 . 1e . 1f ) and / or groups of juxtaposed individual magnets of a magnet array and / or individual magnets of a magnet array with respect to the distances of the individual coils ( 7 ) of the coil assembly are offset from each other.

Sliding door according to claim 5, characterized in that the magnetizations of two parallel rows of magnets ( 1 . 1e . 1f ) with respect to the individual coils ( 7 ) of the coil arrangement are mutually offset by 1/2, if I is a wavelength of a latching force occurring over the travel distance of a single magnet row.

Sliding door according to claim 5, characterized in that the magnetizations of two groups of individual magnets of a series of magnets with respect to the individual coils ( 7 ) of the coil assembly are offset from one another by ½ when I is a wavelength of a detent force occurring across the travel of a single group.

Sliding door according to one of claims 5 to 7, characterized in that individual magnets of a magnetic row, which are alternately polarized in the longitudinal direction of the magnetic row, or groups of at least two such individual magnets of a magnetic row with respect to the individual coils ( 7 ) of the coil assembly are slightly offset from each other, wherein a maximum offset of a single magnet or a group of individual magnets is I, if I is the wavelength of the detent force with not offset from each other individual magnets or groups of individual magnets.

Sliding door according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one magnet row ( 1 . 1e . 1f ) consists of one or more high-performance magnets, preferably rare-earth high-performance magnets, more preferably of the NeFeB or Sm ₂ Co type.

Sliding door according to one of the preceding claims, characterized in that the coil arrangement ( 7 ) stationary and the at least one magnetic series ( 1 . 1e . 1f ) are arranged spatially variable.

sliding door according to one of the preceding claims, characterized that the sliding door as curved sliding door or horizontal sliding wall is formed.