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Die
Erfindung betrifft ein Blechpaket eines Primärteils und oder das Blechpaket
eines Sekundärteils
eines elektrischen Linearmotors. Der elektrische Linearmotor, welcher
insbesondere als eine permanentmagneterregte Synchronmaschine ausgebildet ist,
weist das Primärteil
und das Sekundärteil
auf. Der elektrische Linearmotor ist vorteilhaft auch in einem generatorischen
Betriebszustand einsetzbar. Der Linearmotor ist beispielsweise derart
aufbaubar, dass das Primärteil
bestrombare Wicklungen aufweist und das Sekundärteil Permanentmagnete aufweist.
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Weist
ein elektrischer Linearmotor, wie beispielsweise ein Synchron-Linearmotor,
ein Mittel zur Führung
des magnetischen Flusses auf, so ist dieses Mittel insbesondere
für höhere Polwechselfrequenzen
geblecht auszuführen.
Durch die geblechte Ausführung
lassen sich Wirbelströme
reduzieren.
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Da
die Herstellung eines Blechpaketes konstruktiv aufwendig ist, ist
es die Aufgabe dieser Erfindung ein Blechpaket anzugeben, dessen
Aufbau bzw. Herstellung vereinfacht ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe gelingt bei Vorrichtungen mit jeweils den Merkmalen
der Ansprüche 1,
10 bzw. 13. Die Unteransprüche
2 bis 9, 11 und 12 sind vorteilhafte Weiterbildungen der beanspruchten Vorrichtungen.
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Ein
Blechpaket eines elektrischen Linearmotors weist Bleche auf. Das
Blechpaket weist des Weiteren ein Mittel zur Ausbildung einer reibschlüssigen und/oder
formschlüssigen
Verbindung einzelner Bleche auf, wobei das Mittel insbesondere eine
Spange ist und/oder Haltebügel
aufweist. Das Mittel ist insbesondere einteilig oder mehrteilig
ausgeführt.
Das Mittel, welches also beispielsweise Halteelemente aufweist und/oder
spangenförmig
ausgebildet ist, wobei das spangenförmig ausge bildete Mittel insbesondere Halteelemente
aufweist, dient dem Zusammenhalt der Bleche des Blechpaketes. Durch
die Verwendung einer reib- und/oder formschlüssigen Verbindung ist es möglich das
Blechpaket derart zu gestalten, dass dieses frei von zumindest einer
oder auch mehreren der folgenden Verbindungstypen für die Aneinanderreihung
der Bleche zur Ausbildung des Blechpaketes ist: Schraubverbindung,
materialschlüssige
Verbindung (z.B. Schweißverbindung)
bzw. Klebeverbindung.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des elektrischen Linearmotors
weist dieser:
- • ein Primärteil auf, welches bestrombare
Wicklungen und Permanentmagnete aufweist, und
- • ein
Sekundärteil
auf, welches frei von Permanentmagneten ist, wobei das Sekundärteil ein
Mittel zur Leitung eines magnetischen Flusses aufweist, wobei dieses
Mittel ein Blechpaket aufweist.
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Bei
einem herkömmlichen
Linearmotor weist das Sekundärteil
Permanentmagnete auf. Das Blechpaket weist einzelne aneinander gereihte
Bleche auf. Diese Bleche können
auch als Blechlamellen bezeichnet werden. Dadurch, dass zur Ausbildung
des Blechpakets reib- und/oder formschlüssigen Verbindungen verwendet
werden ist das Blechpaket besonders einfach, schnell und kostengünstig herstellbar.
Das zur Ausbildung der reib- und/oder formschlüssigen Verbindung
verwendete Mittel ist vorteilhaft auch zur Anbringung an einem Tragteil vorgesehen.
Das Tragteil ist beispielsweise ein Maschinenbett oder auch eine
Trägerplatte.
Die Trägerplatte
ist beispielsweise auf einem Maschinenbett oder auch auf einem Fundament
angebracht bzw. dort anbringbar. Die Anbringung erfolgt beispielsweise
mittels einer Schraubverbindung, einer Nietverbindung, einer Schweißverbindung,
etc.
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Da
das Mittel zur Ausbildung der reibschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung
einteilig aber auch mehrteilig ausgestaltbar ist, kann z.B. auch
das Tragteil ein Teil dieses Mittels sein.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Blechpaketes weist das spangenförmige Mittel
Halteelemente aufweist, wobei das spangenförmige Mittel an einer Stirnseite
des Blechpaketes zumindest zwei Halteelemente aufweist. Die Stirnseite
betrifft eine transversale Stirnseite, also eine Seite, welche parallel
zu einer axialen Längsrichtung
des Linearmotors verläuft,
wobei die transversale Stirnseite quer zur einer axialen Stirnseite
verläuft.
Die axiale Längsrichtung
gibt die Richtung der durch den Linearmotor ausführbaren Linearbewegung an.
An den transversalen Stirnseiten weist das Blechpaket Endbleche auf.
Das Halteelement ist beispielsweise als ein Haltestift, ein Haltebügel oder
auch als ein Haltehaken ausgebildet. Zwischen einem ersten Halteelement auf
einer ersten transversalen Stirnseite und einem zweiten Halteelement
auf einer zweiten transversalen Stirnseite sind die einzelnen Bleche
zur Ausbildung des Blechpaketes eingeklemmt.
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Vorteilhafter
Weise ist das Blechpaket derart weitergebildet, dass das spangenförmige Mittel
und die Bleche eine Art Feder-Nut-Verbindung
aufweisen. Weist das spangenförmige
Mittel eine Nut auf, so weisen Bleche eine Feder auf. Weist das
spangenförmige
Mittel eine Feder auf, so weisen Bleche eine Nut auf. Die Feder-Nut-Verbindung
ist ein Beispiel für
eine Verbindung mittels einer Positivform und einer Negativform,
welche eine formschlüssige Verbindung
darstellt. Durch diese Formgebung lassen sich die Bleche in Bezug
auf das Mittel zur Ausbildung der reibschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung
einfacher positionieren. Des Weiteren verbessert diese Formgebung
eine Kraftübertragung.
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Vorteilhafter
Weise weist das Blechpaket Endbleche an den transversalen Stirnseiten
auf, welche steifer ausgeführt
sind als die Bleche zwischen den Endblechen auf den beiden transversalen
Stirnseiten. Die steifere Ausführung
dient einer verbesserten Kraftverteilung, wobei die Kraft von dem
Mittel zur Ausbildung einer reibschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung
herrührt.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Blechpaketes ist
das spangenförmige
Mittel, also insbesondere eine Spange, auf einem Tragkörper fixiert.
Der Tragkörper
ist das Tragteil, welches beispielsweise eine ebene Platte ist oder
auch das Bett einer Werkzeugmaschine bzw. auch einer Produktionsmaschine.
Durch ein lineares Aneinanderreihen von Tragteilen kann ein Sekundärteil sehr
einfach verlängert
werden.
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Das
spangenförmige
Mittel und/oder das Halteelement ist insbesondere derart ausgestaltet, dass
dieses eine geometrische Form zur Ausbildung einer Federkraft aufweist.
Hierzu kann beispielsweise ein Bogenform oder auch eine Hakenform
verwendet werden. Auch eine Blattfedergeometrie ist möglich.
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Die
Bleche des Blechpaketes weisen in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
des Blechpaketes eine Prägungen
auf. Ein geprägtes
Blech weist als Prägung
zumindest eine Vertiefung und eine Erhöhung auf. Die Erhöhung bedingt
dabei die Vertiefung bzw. umgekehrt. Einzelne Bleche sind dabei derart
aneinander gereiht, dass die Erhöhung
eines ersten Bleches in die Vertiefung eines zweiten Bleches greift.
Die erleichtert die Positionierung der Bleche und erhöht die Stabilität des Blechpaketes
insbesondere während
der Montage.
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Das
Blechpaket wir vorteilhafter Weise mit zur Ausbildung eines Sekundärteils verwendet,
bzw. durch dieses selbst ausgebildet, wobei das Sekundärteil insbesondere
frei von Quellen zur Ausbildung eines Magnetfeldes ist. Derartige
Quellen sind beispielsweise Permanentmagnete oder auch von elektrischen
Strom durchflossene Spulen. Das Blechpaket ist auch mit zur Ausbildung
eines Primärteils
verwendbar.
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Blechpakete
in den obig beschriebenen Ausgestaltungen können also bei einem Sekundärteil oder
auch bei einem Primärteil
eines elektrischen Linearmotors verwendet werden. Das Blech paket weist
dann wie bereits obig beschrieben ein Mittel zur Ausbildung einer
reibschlüssigen
und/oder formschlüssigen
Verbindung einzelner Bleche aufweist, wobei das Mittel Halteelemente
aufweist und/oder insbesondere spangenförmig ausgebildet ist, wobei das
spangenförmig
ausgebildete Mittel insbesondere Halteelemente aufweist, wobei das
Mittel einteilig oder mehrteilig ausgeführt ist.
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Weist
das Primärteil
eines elektrischen Linearmotors, welcher insbesondere permanentmagneterregt
ist, ein erfindungsgemäßes Blechpaket
aufweist, so können
damit wie beim Sekundärteil
Fertigungszeiten reduziert werden. Dadurch dass das Blechpaket ein
Mittel zur Ausbildung einer reibschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung einzelner
Bleche aufweist, wobei das Mittel Halteelemente aufweist und/oder
insbesondere spangenförmig
ausgebildet ist, wobei das spangenförmig ausgebildete Mittel insbesondere
Halteelemente aufweist, wobei das Mittel einteilig oder mehrteilig
ausgeführt ist,
kann die Anzahl der Fertigungsschritte reduziert werden, da eine
Verschraubung oder auch ein Verschweißen der Einzelbleche des Blechpaketes
nicht mehr notwendig ist.
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Die
einzelnen Merkmale der Erfindung können miteinander kombiniert
werden, so dass sich aus einer Teilkombination von verschiedenen
Ausführungsbeispielen,
von welchen auch nachfolgend einige beschrieben werden, weitere
erfindungsgemäße Vorrichtungen
ergeben.
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Die
Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
auch gemäß den Merkmalen
der Unteransprüche
werden im folgenden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen
in der Zeichnung näher
erläutert,
ohne dass dadurch eine Beschränkung
der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele
erfolgt; es zeigt:
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1 ein
geblechtes Sekundärteil
mit angeschraubten Halteelementen,
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2 ein
geblechtes Sekundärteil
mit angeschweißten
Halteelementen,
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3 ein
geblechtes Sekundärteil
mit angeschweißten
spangenförmigen
Mitteln,
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4 ein
geblechtes Sekundärteil
mit Halteelementen mit einem U-Profil,
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5 ein
gebogenes Halteelement,
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6 einen
Querschnitt eines Bleches,
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7 einen
Querschnitt eines Sekundärteils,
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8 einen
zweiten Querschnitt eines Sekundärteils,
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9 einen
Querschnitt von geprägten
Blechen,
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10 einen
prinzipiellen Aufbau eines Linearmotors,
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11 eine
perspektivische Ansicht eines Sekundärteils eines Linearmotors,
und
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12 einen
Querschnitt durch ein Primärteil
eines Linearmotors.
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Die
Darstellung gemäß 1 zeigt
ein geblechtes Sekundärteil 5 in
perspektivischer Darstellung. Das Sekundärteil 5 weist ein
Blechpaket 7 auf, welches seinerseits Zähne 42 aufweist. Das
Blechpaket 7 ist aus einzelnen Blechen 15 zusammengesetzt,
wobei an den Stirnseiten 27 längs der Bewegungsrichtung eines
Linearmotors mit einem Sekundärteil 5 gemäß 1 Endbleche 16 vorhanden
sind. Die Bleche 15 sind gemeinsam mit den Endblechen 16 durch
ein Halteelement 20 gehalten. Die Halteelemente 20 sind
mittels Schrauben 40 auf einem Tragkörper 26 fixiert. Das
Halteelement 20 weist auf jeder der Stirnseiten 22 jeweils
zwei Haltearme 29 auf. Das Halteelement 20 ist
auch derart ausgestaltbar, dass dieses auf jeder Stirnseite 22 beispielsweise
nur einen Haltearm oder auch drei bzw. zwei zusätzliche Haltearme aufweist,
wobei dies in 1 nicht dargestellt ist. Das
Halteelement 20 weist eine Art Feder 25 auf. Auf
diese Feder 25 lässt
sich vorteilhafterweise ein Blech 15 setzen, welches im
Bereich der Feder eine Nut 23 aufweist. In einer vorteilhaften
Ausgestaltung des Halteelements 20 weist dieses im Bereich der
Positionierung der Endbleche 16 eine Aussparung 34 auf,
wobei durch die Aussparung 34 eine verbesserte Positionierung
der Endbleche 16 erzielbar ist.
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Die
Darstellung gemäß 2 zeigt, ähnlich wie 1 ein
geblechtes Sekundärteil 5 mit
Halteelementen 20 in Form von Haltebügeln. Gemäß der 2 sind jedoch
die Halteelemente 20 nicht angeschraubt, sondern mittels
einer Schweißverbindung mit
dem Tragkörper 26 verbunden.
Der Tragkörper 26 ist
insbesondere eine ebene Fläche
wie beispielsweise ein Maschinenbett. Die Darstellungen gemäß 1 und 2 zeigen
ein geblecht ausgeführtes Sekundärteil eines
Linearmotors, wobei dieses Sekundärteil keine Permanentmagnete
aufweist. Das Sekundärteil
ist also frei von allen Mitteln zur magnetischen Erregung.
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Die
Bleche des Blechpaketes des Sekundärteils werden beispielsweise
gestanzt, wobei die gestanzten Bleche Schlitze, d.h. Nuten, im Raster
der Polteilung an ihrer Rückseite
aufweisen. Die Rückseite
ist die Seite, welche den Zähnen 46 des
Blechpaketes 7 gegenüberliegt.
Die Schlitze dienen vorteilhaft der Aufnahme von quer zur Blechschichtung
liegenden als Halteelement 20 dienenden Haltebügeln oder
Haltestegen. Die Halteelemente 20 weisen auf ihrer, der
Blechpaketseite zugewandten Seite, Aussparungen 34 zum
seitlichen Fixieren der Bleche bzw. Endbleche auf. In einer weiteren
vorteilhaften Ausgestaltung sind die Bleche 15 des Blechpaketes 7 an
ihrer Rückseite,
also an der Seite, welche den Zähnen 46 gegenüber liegt,
verschweißt.
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Da
die Halteelemente in Form von Haltebügeln bzw. Haltestegen aus Stanz-
bzw. Biegeteilen herstellbar sind, können diese leicht sowohl an
die Befestigungsart wie auch an die Maschinengeometrie oder auch
an eine Anlagengeometrie angepasst werden. Das Sekundärteil 5 kann
auch an einen Maschinenkörper 26 angeschweißt bzw.
dort aufgeklebt oder auch angeschraubt werden, wobei der Maschinenkörper bzw.
der Tragkörper
eben oder auch z.B. U-förmig
ausgeformt sein kann, wobei eine U- förmige
Ausbildung des Tragkörpers 26 in 4 dargestellt
ist.
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Durch
einen immer gleichen Blechschnitt der Bleche des Blechpaketes des
Sekundärteils
lässt sich
die Fertigung des Blechpaketes des Sekundärteils einfach und kostengünstig realisieren.
Dies trifft natürlich
auch für
Blechpakete eines Primärteils
zu. Vorteilhaft ist insbesondere, dass durch diesen einfachen fertigungstechnischen
Aufbau gleich eine Anpassung an eine Spurbreite eines Linearmotors
und an eine bestimmte Einbausituation des Linearmotors durch die
unterschiedliche Ausprägung
der Halteelemente 20 realisierbar ist.
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Die
Darstellung gemäß 3 zeigt
als Halteelement 20 ein spangenförmiges Mittel 11,
welches auf den Tragkörper 26 angeschweißt ist.
Das Halteelement 20 weist an den Stirnseiten 22 Haltearme 29 auf,
welche zusammen mit einem Verbindungsstück 27 eine Spange
ausbilden. Dies stellt eine weitere Aufführungsform der Erfindung dar.
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Die
Darstellung gemäß 4 zeigt
als Halteelement 20 zwei spangenförmige Mittel 11, welche über einen
Haltebügel 21 miteinander
verbunden sind. Mittels des Haltebügels 21 lässt sich
das durch die Halteelemente 20 zusammengehaltene Blechpaket 7 einfach
an einem U-Profil 26 in der Funktion eines Tragkörpers festschweißen. In
der Darstellung nach 4 sind die hierfür notwendigen
Schweißverbindungen 36 angedeutet.
Derartige Schweißverbindungen
zur Befestigung der Halteelemente 20 sind auch in den 2 und 3 gezeigt.
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Das
Blechpaket 7 des Sekundärteils 5 dient der
Führung
eines magnetischen Flusses, wobei der magnetische Fluss entsprechend
der ausgebildeten Zähne 46 geführt ist,
wobei die Zähne
an den Luftspalt zum Primärteil
grenzen. Ein zu diesem Sekundärteil
ausgebildetes Primärteil,
welches in den 1 bis 4 nicht
dargestellt ist, weist Wicklungen und Permanentmagnete auf. Ein
derartiger Linearmotor ist als Permanentmagneterregter Synchron-Linearmotor
betreibbar.
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Die
Darstellung gemäß 5 zeigt
ein Halteelement 20. Das Halteelement 20 ist als
ein spangenförmiges
Mittel 11 ausgebildet, wobei zwei Haltearme 29 mittels
eines Verbindungsstücks 27 miteinander verbunden
sind. Das Verbindungsstück 27 ist
gekrümmt,
so dass durch die Positionierung von nicht dargestellten Blechen
zwischen den Haltearmen 29 der Krümmung entgegengewirkt werden
kann und sich somit eine Haltespannung für die Bleche ergibt. Die Krümmung ist
durch die gestrichelt dargestellte Gerade 42 ersichtlich.
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Die
Darstellung gemäß 6 zeigt
den Blechschnitt eines Bleches 15. Das Blech 15 weist Zähne 46 auf,
welche an einen Luftspalt angrenzen. Gegenüber den Zähnen ist innerhalb des Linearmotors
bzw. der elektrischen Maschine das nicht dargestellte Primärteil positioniert.
Der Blechschnitt weist weiterhin die Nuten 23 auf, wobei
die Nuten 23 zur Aufnahme von Federn, welche durch die
nicht dargestellten Halteelemente ausgebildet sind, dienen.
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Die
Darstellung gemäß 7 zeigt
einen Querschnitt des Sekundärteils 5,
welcher quer zu einer Bewegungsrichtung eines Linearmotors gerichtet ist.
Das Halteelement 20 weist Haltearme 29 auf, wobei
die Haltearme 29 Nasen 44 aufweisen. Durch die Nasen 44 werden
die Endbleche 16 kontaktiert und die aneinander gereihten
Bleche 15, 16 zusammengedrückt.
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Die
Darstellung gemäß 8 zeigt
im Querschnitt ein weiteres Beispiel für ein Sekundärteil 5, wobei
gemäß 8 das
Halteelement 20 mittels einer Kombination von Haltestützen 31 und
einem Tragkörper 26 realisiert
ist. Der Tragkörper 26 weist beispielsweise
Gewindebohrungen 53 auf, in welche Haltestützen 31,
welche ein Außengewinde
aufweisen, eindrehbar sind. Zwischen den Haltestützen 31 sind die Bleche 15 als
Blechpaket 7 positioniert. Mittels Schrauben 40 ist
der Tragkörper 26 beispielsweise
auf ein Maschinenbett angebracht.
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Die
Darstellung gemäß 9 zeigt
ausschnittsweise zwei Bleche 18 und 19, wobei
die Bleche eine Vertiefung 13 und eine Erhöhung 32 aufweisen.
Diese Erhöhung
bzw. Vertiefung ist insbesondere durch ein Prägeverfahren herstellbar. Die
Bleche 18 und 19 sind zueinander derart positioniert,
dass die Erhöhung 33 des
einen Blechs 18 in die Vertiefung 30 des anschließenden Blechs 19 greift.
Derart lassen sich die Bleche zueinander besser positionieren.
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Die
Darstellung gemäß 10 zeigt
schematisch einen Linearmotor 1. Der Linearmotor 1 weist
ein Primärteil 3 und
ein Sekundärteil 5 auf.
Das Sekundärteil 5 weist
aneinander gereihte Sekundärteilelemente 6 auf.
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Die
Darstellung gemäß 11 zeigt
ein Beispiel für
ein Sekundärteilelement 6,
welches Permanentmagnete aufweist. Dieses Sekundärteilelement 6 dient
zur Ausbildung eines Sekundärteils
für einen Linearmotor,
welcher ein Sekundärteil
aufweist, welches nicht geblecht auszuführen ist, wobei das Primärteil mit
seinen Wicklungen, welche im Querschnitt in 12 schematisch
dargestellt sind, ein Blechpaket 8 aufweist, welches zwischen
Zähnen 46 Wicklungen 52 aufweist.
Dies verdeutlicht, dass auch ein Primärteil welches ein Blechpaket
aufweist, derart ausgestaltbar ist, dass die Bleche dieses Blechpakets
mit Halteelementen ausgeführt
sind. Die Darstellung gemäß 12 zeigt
auch, dass die Bleche 15 des Blechpaketes beispielsweise
mittels einer Schweißnaht 56 miteinander
verbunden werden können.