DE102006014615B4

DE102006014615B4 - Multifunktionelles Linearmotorgehäuse

Info

Publication number: DE102006014615B4
Application number: DE102006014615A
Authority: DE
Inventors: Thomas 85247 Hoppe; Gerhard 82319 Matscheko
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2026-03-30
Also published as: WO2007113061A1; DE102006014615A1

Abstract

Linearmotorgehäuse, das – ein quaderförmiges Aluminiumstrangpressteil (1) besitzt, welches innen hohl und an einer ersten Seite zur Aufnahme eines Primärteils (2) des Linearmotors offen ist, so dass ein Raum für das Primärteil (2) gebildet ist, an einer der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite im Strangpressrichtung mindestens eine Nut (6) zur Befestigung an einem Maschinenteil aufweist, und – mindestens eine in Strangpressrichtung verlaufende Kühlbohrung (5) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Frontplatte (17) oder ein Lüfter (18) an einer der Stirnseiten des Aluminiumstrangpressteils (1) mit einer Buchse (20), die an ihren Außenseite flanschartig ausgestaltet ist und in ein Gewinde der Kühlmittelbohrung (5) geschraubt ist, befestigt ist, an welche Buchse (20) nach außen hin ein Kühlmittelschlauch (19) angeschlossen ist, so dass durch die Buchse (20) in die Kühlbohrung Kühlmittel (5) einleitbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Linearmotorgehäuse, in das ein Primärteil eines Linearmotors aufgenommen werden kann.
Das Primärteil eines Linearmotors ist üblicherweise mit einem Gehäuse umgeben, um die elektrischen und magnetischen Komponenten zu schützen. Außerdem sind an dem Primärteil vielfach Vorrichtungen vorgesehen, um es an einem Maschinenteil befestigen zu können. Die Art der Befestigung variiert mit dem Einsatz des Linearmotors auf vielfache Weise.
Des Weiteren unterscheiden sich Linearmotoren hinsichtlich ihrer Kühlung. Jede Art der Kühlung erfordert ihre spezielle Kühlkonstruktion. So werden beispielsweise je nach Nutzerwunsch Linearmotoren mit Flüssigkeitskühlung oder Luftkühlung ausgeliefert. Bei flüssigkeitsgekühlten Motoren wird wiederum zwischen wassergekühlten und ölgekühlten unterschieden, während bei luftgekühlten zwischen eigenbelüfteten, fremdbelüfteten, druckluftbelüfteten etc. unterschieden wird. Darüber hinaus werden auch „ungekühlte” Linearmotoren hergestellt, bei denen die Kühlung passiv über Strahlung oder Konvektion erfolgt.
Je nach Nutzerwunsch sind dementsprechend geeignete Motoren bereitzustellen. Aufgrund der Vielfalt allein an Kühlmöglichkeiten werden daher entsprechend hohe Anzahlen an Gehäusen bereit gehalten. Auf diese Weise kommt es zu einer sehr hohen Produktvielfalt. Der Aufwand in der Konstruktion ist verhältnismäßig hoch, wenn von Anfang an beispielsweise sämtliche Kühlvarianten berücksichtigt werden sollen. Dadurch steigt in der Regel auch die Anzahl der Fertigungsteile und damit die Fertigungskosten auch bezüglich der Lagerhaltung.
Aus der Druckschrift DE 103 20 553 A1 ist ein Linearmotor mit einem bewegbaren Hohlkörper bekannt, der Ausnehmungen und Bohrungen aufweist. Der Hohlkörper besteht aus einem Aluminium-Stranggussteil. An dem Hohlkörper sind Nuten in Verfahrrichtung sowie Kühlbohrungen vorgesehen.
Weiterhin beschreibt die Druckschrift DE 196 04 642 A1 einen Linearmotor, bei dem das Primärteil von einer Kühlplatte und von einem an der Kühlplatte befestigten Kapselungsgehäuse vollständig umschlossen ist. Das Kapselungsgehäuse besteht aus jeweils zwei zu der Kühlplatte senkrechten Seiten- und Stirnwänden und einer eine Nutenfläche abdeckenden Bodenfläche. Außerdem kann die Kühlplatte aus einer massiven Aluminiumplatte bestehen. Das Primärteil besitzt einen mit Kühlmittel durchströmten integrierten Kühlkreislauf.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Gehäuse für einen Linearmotor vorzuschlagen, das mehreren Nutzerwünschen entgegenkommt als bisher.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Linearmotorgehäuse gemäß Patentanspruch 1. Vorzugsweise sind in Nuten für die Befestigung des Linearmotors Bohrungen und/oder Langlöcher angeordnet, die von außen in den Raum für das Primärteil reichen.
Vorzugsweise weist das Linearmotorgehäuse an einer dritten Seite und/oder gegenüberliegenden vierten Seite in Strangpressrichtung verlaufende Kühllamellen auf.
Durch das erfindungsgemäß multifunktionelle Linearmotorgehäuse ergeben sich enorme Kostenvorteile bei der Herstellung.
Darüber hinaus sinkt die Produktvielfalt und der Nutzer kann gegebenenfalls auch ein besseres Kühlsystem nachrüsten.
An der zweiten Seite, d. h. an der diesem Maschinenteil zugewandten Seite, kann das Gehäuse mehrere Nuten unterschiedlichen Querschnitts aufweisen. Auch hierdurch werden dem Nutzer unterschiedliche Möglichkeiten zur Befestigung des Primärteils an dem Maschinenteil geboten.
Bei einer speziellen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine Nut zur Befestigung an einem Maschinenteil eine T-Nut ist. Mit einer derartigen Nut können T-Nutensteine für die Befestigung an dem Maschinenteil an einer beliebigen Stelle in Längsrichtung positioniert werden.
Des Weiteren ist das erfindungsgemäße Linearmotorgehäuse mit einer Frontplatte an einender Stirnseiten des Aluminiumstrangpressteils ausgestattet, welche in ein Gewinde der mindestens einen Kühlbohrung des Gehäuses geschraubt ist. Mit dieser Art von Befestigung kommt der Kühlbohrung auch eine Mehrfachfunktionalität zu.
Wenn das Linearmotorgehäuse mehrere Kühlbohrungen aufweist, wird das Kühlmittel vorzugsweise in einer daran angeschlossenen externen Verrohrung umgelenkt.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Linearmotorgehäuse;
2 einen Längsschnitt durch das Linearmotorgehäuse von 1;
3 eine perspektivische Ansicht der Gehäuse der 1 und 2 mit Ventilator;
4 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse mit Frontplatte und Ventilator und
5 einen Längsschnitt durch einen Teil des Gehäuses und der Frontplatte im Bereich einer Kühlmittelbohrung.
Den nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispielen stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
Das Ausführungsbeispiel von 1 zeigt bezogen auf die Verfahrrichtung eines Linearmotors eine Querschnittsansicht eines Aluminium-Strangpressgehäuses 1. Dieses Gehäuse 1 ist im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet und dient zur Aufnahme des aus Elektromagneten bestehenden Primärteils 2. Der Innenraum des Gehäuses 1 kann unten gegebenenfalls durch eine Bodenplatte 3 verschlossen werden. Der Raum 4 zwischen dem Primärteil 2 und dem Gehäuse 1 ist hier nicht vergossen. Vielmehr ist die Wicklung bzw. das Motorpaket mit der Wicklung nur getränkt oder nach dem Verfahren gemäß der Druckschrift DE 101 42 642 A1 bzw. DE 101 48 078 A1 mit sogenannten Luftleitblechen über ein sogenanntes Ausschmelzverfahren vergossen.
Verteilt über den gesamten Querschnitt des Aluminiumstrangpressgehäuses 1 sind Kühlmittelbohrungen 5 vorgesehen. Diese können unterschiedliche Querschnitte besitzen. Auch kann ihre Anzahl nach Bedarf variiert werden.
An der geschlossenen Seite des U-förmigen Gehäuses 1 sind T-Nuten 6 in Längsrichtung, d. h. in Strangpressrichtung, angeordnet. Die Anzahl dieser T-Nuten 6 kann nach Bedarf gewählt werden, sollte jedoch symmetrisch zur Mitte des Gehäuses sein. Des Weiteren sind an dieser Seite auch Bohrungen bzw. Nuten 7 vorgesehen, in die Schrauben 8 zur Befestigung des Primärteils 2 eingebracht sind. An der linken und rechten Au ßenseite des Aluminiumstrangpressgehäuses 1 sind Kühllamellen 9 angeordnet. Diese verlaufen in Längsrichtung des Gehäuses. Alternativ können hier auch andere Kühlstrukturen angeordnet sein.
2 zeigt einen Schnitt A-A durch das Primärteil mit Gehäuse von 1. Hier ist zu erkennen, dass in den Köpfen 10 entsprechende T-Nuten 11 vorgesehen sind, in denen Muttern 12 Halt finden, welche mit den Schrauben 8 verschraubt sind.
3 zeigt das Gehäuse 1 mit dem Primärteil 2 aus den 1 und 2 in perspektivischer Ansicht. Der Übersicht halber wurde hier auf die Darstellung der Nuten bzw. Bohrungen 7 sowie der Schrauben 8 zur Befestigung des Primärteils 2 an dem Gehäuse 1 verzichtet.
In dieser Graphik ist ebenfalls ein Sekundärteil 13 mit Polzähnen 14 zu erkennen. Darüber hinaus deutet ein Ventilator 15 darauf hin, dass Kühlluft 16 sowohl zwischen das Primärteil 2 und das Sekundärteil 13 als auch in die Kühlmittelbohrungen 5 von der Stirnseite her eingeblasen werden kann.
Die Kühlung des Linearmotorgehäuses ist in 4 im Detail dargestellt. Das Bild zeigt einen Längsschnitt durch das Gehäuse 1 an seiner Stirnseite. Die in dem Strangpressprofil bzw. Gehäuse 1 enthaltenen Löcher bzw. Kühlmittelbohrungen 5 für ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmedium (z. B. Wasser) dienen zugleich als Befestigungsbohrungen für einen Lüfter oder eine Frontplatte 17. Im vorliegenden Fall ist in die Frontplatte 17 ein Lüfter 18 integriert, der Kühlluft 16 ins Innere des Gehäuses 1 bläst. Gleichzeitig dient die Frontplatte 17 hier zum Anschließen eines Kühlschlauchs bzw. Kühlrohrs 19 mit Hilfe einer Buchse 20. Diese Befestigung ist in 5 im Detail dargestellt.
Die Frontplatte 17 soll auch verhindern, dass Schmutz in den Motor gelangt und damit zu einem Ausfall führt. Des Weiteren kann die Frontplatte 17 unmittelbar zur Umlenkung des Kühlmittels dienen. Die Umlenkung kann aber auch durch eine externe Verrohrung stattfinden.
Die in 5 im Detail dargestellte Buchse 20 dient nicht nur zum Anschließen eines nicht dargestellten Rohrs 19 an die Kühlmittelbohrung 5 des Gehäuses 1, sondern auch zur Befestigung des Lüfters bzw. der Frontplatte 17 an dem Gehäuse 1. Hierzu besitzt die Frontplatte 17 eine Bohrung 21 mit entsprechend großem Durchmesser. Die Buchse 20 ist an ihrer Außenseite flanschartig ausgestaltet und besitzt an dem dem Gehäuse 1 zugewandten Ende ein konisches Gewinde 22. Damit kann in üblicher Weise eine Abdichtung zu einem Innengewinde 23 der Kühlbohrung 5 hergestellt werden. Mit Hilfe dieser speziellen Buchse 20 können somit spezielle Bohrungen vermieden werden, um die Frontplatte 17 an dem Gehäuse 1 zu befestigen.
Das oben vorgestellte Kombi-Gehäuse 1 bietet dem Nutzer zahlreiche Optionen, die Kühlung des Linearmotors zu gestalten. Hierdurch wird ermöglicht, die Herstellungskosten, die Lagerkosten und die Produktvielfalt zu verringern. Im konkreten Fall erwirbt der Nutzer einen Motor der „ungekülten” Variante. Nach seinen Wünschen kann er dann eine der Kühloptionen auswählen und beispielsweise an der Frontseite einen Lüfter montieren oder eine Wasserkühlung in Betrieb nehmen. Neben diesen optionalen Kühlmöglichkeiten ist, wie oben ebenfalls bereits angedeutet wurde, auch ein variables „Motor-Anschraub-Bohrbild” in Längsrichtung des Aluminiumstrangpressprofils vorgesehen. Demnach kann der Nutzer das Gehäuse in nahezu beliebiger Weise an den Maschinenteilen anbringen.

Claims

Linearmotorgehäuse, das – ein quaderförmiges Aluminiumstrangpressteil (1) besitzt, welches innen hohl und an einer ersten Seite zur Aufnahme eines Primärteils (2) des Linearmotors offen ist, so dass ein Raum für das Primärteil (2) gebildet ist, an einer der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite im Strangpressrichtung mindestens eine Nut (6) zur Befestigung an einem Maschinenteil aufweist, und – mindestens eine in Strangpressrichtung verlaufende Kühlbohrung (5) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Frontplatte (17) oder ein Lüfter (18) an einer der Stirnseiten des Aluminiumstrangpressteils (1) mit einer Buchse (20), die an ihren Außenseite flanschartig ausgestaltet ist und in ein Gewinde der Kühlmittelbohrung (5) geschraubt ist, befestigt ist, an welche Buchse (20) nach außen hin ein Kühlmittelschlauch (19) angeschlossen ist, so dass durch die Buchse (20) in die Kühlbohrung Kühlmittel (5) einleitbar ist.
Linearmotorgehäuse nach Anspruch 1, wobei in den Nuten (6) Bohrungen und/oder Langlöcher angeordnet sind, die von außen in den Raum für das Primärteil (2) reichen.
Linearmotorgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, wobei an der zweiten Seite mehrere Nuten (6) unterschiedlichen Querschnitts ausgebildet sind.
Linearmotorgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Nut (6) eine T-Nut ist.
Linearmotorgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das mehrere Kühlbohrungen (5) aufweist, wobei das Kühlmittel in einer daran angeschlossenen externen Verrohrung umgelenkt wird.
Linearmotorgehäuse nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei das Linearmotorgehäuse an einer dritten Seite und/oder einer gegenüberliegende vierten Seite in Strangpressrichtung verlaufende Kühllamellen (5) aufweist.