DE102009018866A1 - Linear drive arrangement, has yoke with two U-shaped yoke parts directed to each other, and another yoke part provided between yoke parts, where yoke and carriage with guidance are provided on support plate in direction of motion of coil - Google Patents

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    • H02K41/0356Lorentz force motors, e.g. voice coil motors moving along a straight path

Abstract

The arrangement has a moved coil (5) connected with a carriage supported in guidance accommodating an element e.g. mirror. A stationary magnetic circuit has a multipart yoke and magnets (10), where the coil encompasses a part of the yoke. The yoke is divided in plane of direction of motion of the coil, and includes two U-shaped yoke parts (1, 2) directed to each other. A third yoke part is provided between the parts. The carriage guide is formed as a double rail-ball/role guide. The yoke and the carriage with guidance are provided on a support plate (4) in a direction of motion of the coil.

Description

Die Erfindung betrifft eine Linearantriebsanordnung mit feststehendem Magnetkreis und stromdurchflossener, bewegter Spule, welche mit einem in einer Führung gelagerten Schlitten zur Aufnahme eines zu positionierenden Elements in Verbindung steht, wobei der Magnetkreis ein mehrteiliges Joch sowie Permanentmagneten aufweist und die Spule einen Teil des Joches umgreift, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a linear drive arrangement with fixed Magnetic circuit and current-carrying, moving coil, which with a carriage mounted in a guide for receiving an element to be positioned is in communication, wherein the Magnetic circuit having a multi-part yoke and permanent magnets and the coil surrounds a part of the yoke, according to the preamble of Patent claim 1.

Aus der DE 10 2006 052 364 A1 ist ein Präzisionslinearantrieb mit feststehendem Magnetkreis und bewegter Spule vorbekannt. Die Spule dient dem Bewegen eines zu positionierenden Bauelements. Gemäß der dortigen Lösung ist zunächst eine Hauptführung und darüber hinaus eine Nebenführung vorhanden, um gemäß der gewählten Koordinatenrichtung ein sicheres, spielfreies Bewegen zu ermöglichen. Die Hauptführung umfasst ein bewegliches Hauptführungselement, das eine Grundfläche mit einer Aufnahme für Wälzkörper aufweist. Das Joch gemäß der Anordnung nach DE 10 2006 052 364 A1 besteht aus zwei E-förmigen Teilen. Die Trennfuge des Magnetkreises verläuft senkrecht zur Bewegungsrichtung der Spule. Das Befestigen der notwendigen Permanentmagneten kann bei dieser Ausführungsform erst nach Montage der E-förmigen Jochteile an einem Tragkörper vorgenommen werden. Darüber hinaus ist ein nachträgliches Einstellen eines Spaltmaßes für die erforderliche freie Bewegbarkeit der Spule nicht oder nur erschwert möglich. Die Führungselemente in Form einer Haupt- und Nebenführung sind einerseits bauraumintensiv sowie andererseits mit höheren Herstellungskosten verbunden.From the DE 10 2006 052 364 A1 is a precision linear drive with fixed magnetic circuit and moving coil previously known. The coil is used to move a component to be positioned. According to the local solution, there is firstly a main guide and, in addition, a secondary guide in order to enable a safe, backlash-free movement in accordance with the selected coordinate direction. The main guide comprises a movable main guide element having a base with a receptacle for rolling elements. The yoke according to the arrangement DE 10 2006 052 364 A1 consists of two E-shaped parts. The parting line of the magnetic circuit is perpendicular to the direction of movement of the coil. The attachment of the necessary permanent magnets can be made in this embodiment, only after mounting the E-shaped yoke parts on a support body. In addition, a subsequent adjustment of a gap for the required free mobility of the coil is not possible or only with difficulty. The guide elements in the form of a main and secondary guide are on the one hand space-consuming and on the other hand associated with higher production costs.

Aus der US 2006/0120819 A1 ist ein Dreiachsen-Mikropositionierantrieb vorbekannt, der verschiedene Linearantriebe aufweist. Gemäß einer dortigen Ausführungsform ist ein Joch fünfteilig ausgebildet, wobei ein mittleres Jochteil gleichzeitig eine Schiene für eine stromdurchflossene, bewegte Spule bildet. Dem mittleren Jochteil sind seitlich benachbart Stege zugeordnet, die ein oberes und unteres Joch aufnehmen, wobei oberes und unteres Joch mit Permanentmagnetstreifen in Verbindung stehen.From the US 2006/0120819 A1 a three-axis micropositioning drive is previously known which has various linear drives. According to a local embodiment, a yoke is formed in five parts, wherein a central yoke part simultaneously forms a rail for a current-carrying, moving coil. The middle yoke part laterally adjacent webs are associated, which receive an upper and lower yoke, said upper and lower yoke are associated with permanent magnet strip.

Aus der DE 41 34 100 A1 ist ein Linearmotorantrieb mit einer Schiene vorbekannt, wobei die Schiene der Aufnahme eines Schlittens dient. Schiene und Schlitten stehen über eine Mehrzahl von Wälzlagerelementen in Verbindung, um eine sichere längsverschiebliche Führung zu gewährleisten. Schiene und Schlitten weisen im Querschnitt ein U-Profil auf und sind mit ihren U-förmigen Schenkeln zueinander gerichtet derart, dass die Schiene in ihrem Schenkelzwischenraum den eigentlichen Schlitten nahezu bündig aufnimmt.From the DE 41 34 100 A1 is a linear motor drive with a rail previously known, wherein the rail is used to receive a carriage. Rail and carriage are connected via a plurality of rolling bearing elements in connection to ensure a secure longitudinally displaceable guide. Rail and carriage have a U-profile in cross-section and are directed with their U-shaped legs to each other such that the rail receives the actual carriage in its leg gap almost flush.

Zum Stand der Technik sei noch auf die DE 196 01 018 A1 verwiesen, die einen linearverstellbaren Präzisionstisch offenbart, der zur Verstellung einer Deckplatte relativ zu einer Basisplatte für die Bewegung in zumindest einer Koordinatenachse einen Linearantrieb umfasst. Der Linearantrieb wiederum weist einen Magneten und eine Spule auf. Der Magnet oder die Spule des Linearantriebs sind hierbei so angeordnet, dass der Linearantrieb eine resultierende Kraft zentral auf die zu bewegende Platte ausübt.The state of the art is still on the DE 196 01 018 A1 referenced, which discloses a linearly adjustable precision table, which comprises a linear drive for adjusting a cover plate relative to a base plate for movement in at least one coordinate axis. The linear drive in turn has a magnet and a coil. The magnet or the coil of the linear drive are in this case arranged so that the linear drive exerts a resultant force centrally on the plate to be moved.

Bei Linearantrieben nach dem bekannten Tauchspulenantrieb wird das physikalische Prinzip der Lorentzkraft genutzt. Üblicherweise weisen derartige Linearantriebe rechteckförmige Spulen auf, die um einen quaderförmigen Eisenkern gewickelt innerhalb von zwei quaderförmigen Hochleistungsmagneten angeordnet sind. Diese Hochleistungsmagneten befinden sich üblicherweise an äußeren Eisen-Jochteilen. Innerer Kern sowie das äußere Eisenteil bilden das Joch für den so ausgestalteten Linearmotor.at Linear drives according to the known plunger drive is the physical Principle of the Lorentz force used. Usually wise Such linear drives on rectangular coils, the order a cuboid iron core wrapped within two cuboid high-performance magnets are arranged. These high-performance magnets are usually located on outer iron yoke parts. Inner core as well the outer iron part form the yoke for the thus designed linear motor.

Das Magnetfeld der eingesetzten Hochleistungs-Permanentmagneten ist radial auf das Spulenpaket bzw. die Spulenanordnung gerichtet, wobei bei Stromzuführung die axial gerichtete Lorentzkraft auf die Spule wirkt. Die Spule wird dann aus dem magnetische Wirkraum der am Joch gestellfest angebrachten Magneten bewegt. Eine Bewegungsumkehr kann durch Bestromungsumpolung erreicht werden. Spulenstrom und die geradlinig wirkende Kraft des Antriebs verhalten sich proportional zueinander, so dass die Stärke der Antriebskraft üblicherweise sehr feinfühlig über den Betriebsstrom der Spule geregelt werden kann. Für das Erreichen einer entsprechenden Feinpositionierung werden inkrementelle Wegmesssysteme eingesetzt, die üblicherweise mit der Regelung des Linearmotors in Verbindung stehen.The Magnetic field of the high-performance permanent magnets used is directed radially to the coil package or the coil assembly, wherein with power supply, the axially directed Lorentz force on the Coil works. The coil is then removed from the magnetic space of the moved magnet fixed to the frame fixed to the frame. A reversal of movement can be achieved by energization reversal. Coil current and the linear force of the drive behaves proportionally to each other, so that the strength of the driving force usually very sensitive about the operating current of the coil can be regulated. For achieving a corresponding fine positioning Incremental path measuring systems are used, which are usually associated with the regulation of the linear motor.

Ausgehend vom oben geschilderten Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine weiterentwickelte Linearantriebsanordnung mit feststehendem Magnetkreis und stromdurchflossener, bewegter Spule anzugeben, welche nur einen geringen Bauraum einnimmt und die genügend Raumvolumen für die Aufnahme zu bewegender Elemente, z. B. eines Spiegels einer Interferometereinheit zur Verfügung stellt. Weiterhin soll die zu schaffende Linearantriebsanordnung sehr einfach montierbar und mit geringen Kosten herstellbar sein.outgoing from the above-described prior art, the object of Invention therein, an advanced linear actuator assembly with fixed magnetic circuit and current-carrying, moving Specify coil, which occupies only a small space and the enough room volume for the recording to be moved Elements, e.g. B. a mirror of an interferometer available provides. Furthermore, the to be created linear drive assembly be very easy to install and be produced at low cost.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.The Solution of the object of the invention is achieved by the feature combination according to claim 1, wherein the dependent claims at least expedient Represent refinements and developments.

Es wird demnach von einer Linearantriebsanordnung mit feststehendem Magnetkreis und stromdurchflossener, bewegter Spule ausgegangen, welche mit einem in einer Führung gelagerten Schlitten zur Aufnahme eines zu positionierenden Elements in Verbindung steht. Der Magnetkreis weist ein mehrteiliges Joch sowie Permanentmagneten auf, wobei die Spule einen Teil des Joches, der quasi den Spulenkern bildet, umgreift.It is therefore assumed that a linear drive assembly with fixed magnetic circuit and current-carrying, moving coil, wel surface is in communication with a carriage mounted in a guide for receiving an element to be positioned. The magnetic circuit has a multi-part yoke and permanent magnets, wherein the coil surrounds a part of the yoke, which virtually forms the coil core.

Erfindungsgemäß ist das Joch in der Ebene der Bewegungsrichtung der Spule geteilt ausgeführt. Das Joch weist zunächst zwei U-förmige, zueinander weisende erste Jochteile sowie ein drittes, zwischen den ersten Jochteilen befindliches weiteres Jochteil auf, wobei das dritte Jochteil die Spule aufnimmt.According to the invention the yoke is divided in the plane of the direction of movement of the coil. The Yoke initially has two U-shaped, facing each other first yoke parts and a third, between the first yoke parts located on another yoke part, wherein the third yoke part the Coil absorbs.

Der Schlitten steht über ein Koppelteil mit der Spule in Wirkverbindung und es ist die Schlittenführung als doppelte Schienenkugel-Wälzführung ausgebildet.Of the Carriage is connected via a coupling part with the coil in operative connection and it is the carriage guide as a double rail ball rolling guide educated.

Joch und Schlitten mit Führung sind auf einer Gestellplatte in Bewegungsrichtung der Spule nebeneinander liegend angeordnet.yoke and sledges with guide are on a rack plate arranged side by side in the direction of movement of the coil.

Ausgestaltend ist auf der Oberseite des der Gestellplatte gegenüberliegenden U-förmigen Jochteils ein elektrischer Verdrahtungsträger, z. B. eine Leiterplatte, angeordnet, welcher bzw. welche in Richtung des Schlittens mindestens teilweise bezogen auf die Jochabmessungen übersteht, um ein flexibles, in offener Schleife verlegtes Flachbandkabelende aufzunehmen. Das weitere Ende des Flachbandkabels steht dann mit der Spule in elektrischer Verbindung, um die notwendige Bestromung durchzuführen.Ausgestaltend is on the top of the rack plate opposite U-shaped yoke part an electrical wiring carrier, z. As a circuit board, arranged, which or which in the direction the carriage survives at least partially relative to the yoke dimensions, a flexible, laid in open loop ribbon cable end take. The other end of the ribbon cable is then with the coil in electrical connection to the necessary energization perform.

Die Jochteile stehen kraftschlüssig miteinander in Verbindung, wobei zur Abstandseinstellung zwischen den U-Schenkeln der ersten Jochteile und der Oberfläche des dritten Jochteils Zwischenlagen, z. B. in Form von Folienstreifen, anordenbar sind.The Yoke parts are positively connected with each other, wherein the distance setting between the U-legs of the first Yoke parts and the surface of the third yoke part liners, z. B. in the form of film strips, can be arranged.

Das mittige, dritte Jochteil weist über seine Länge einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt auf, der der lichten offenen Querschnittsfläche der Spule angepasst ist.The central, third yoke part points over its length a rectangular or square cross section, the clear open cross-sectional area of the coil is adjusted.

Das Koppelteil ist weiterhin ausgestaltend mit einer Führungsplatte verbunden. Die Führungsplatte wiederum ist am Schlitten fixiert.The Coupling is still ausgestaltend with a guide plate connected. The guide plate is on the slide fixed.

Die Führungsplatte kann an einer ihrer in Bewegungsrichtung verlaufenden Flächenseiten einen inkrementalen Maßstab für ein elektronisches Wegmesssystem aufweisen, das mit einem an der Gestellplatte befindlichen Sensor zusammenwirkt.The Guide plate can be at one of its in the direction of movement extending surface sides an incremental scale for an electronic path measuring system, with a sensor located on the frame plate cooperates.

Die erläuterten Jochteile bilden eine Sandwich-Anordnung im Ergebnis ihres montierten Zustands.The illustrated yoke parts form a sandwich arrangement in Result of their assembled state.

Die ersten U-förmigen Jochteile können an ihren Jochenden Fortsätze oder Auskragungen mit Ausnehmungen oder Bohrungen zum kraftschlüssigen Verbinden, insbesondere Verschrauben aufweisen.The first U-shaped yoke parts can be at their yoke ends Projections or projections with recesses or holes for non-positive connection, in particular screwing exhibit.

Die Ebene der doppelten Schienenführung verläuft im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Anordnung der gestapelten Jochteile. In den hierdurch aufgespannten Schenkeln, d. h. einem ersten Schenkel aus der Jochteil-Sandwich-Anordnung und einem zweiten Schenkel aus Schlittenführung und Führungsplatte ergibt sich ein freies Raumvolumen, das zur Aufnahme der zu bewegenden Elemente, z. B. eines Spiegels oder eines Prismas einer Interferometeranordnung genutzt werden kann.The Level of the double rail guide runs in Substantially perpendicular to the plane of the arrangement of the stacked yoke parts. In the thighs spread thereby, d. H. a first leg from the yoke part sandwich arrangement and a second leg Slide guide and guide plate results a free space volume, which is used to hold the elements to be moved, z. B. a mirror or a prism of an interferometer can be used.

An der Innenseite der Verbindungsschenkel der ersten U-förmigen Jochteile sind die jeweiligen Permanentmagneten fixiert, wobei dieses Fixieren bevorzugt stoffschlüssig, d. h. durch Kleben erfolgt.At the inside of the connecting leg of the first U-shaped Yoke parts are the respective permanent magnets fixed, this Fixing preferably cohesively, d. H. done by gluing.

Im Vergleich zum Stand der Technik ist bei der vorgestellten erfindungsgemäßen Lösung die Spule direkt mit einer einzigen Führung, insbesondere einer Wälzführung verbunden. Das Joch selbst ist dreiteilig mit waagerechten Fügenebenen versehen, so dass eine einfache Fertigung und leichtere Montage möglich ist.in the Comparison with the prior art is in the presented inventive Solve the coil directly with a single guide, in particular connected to a rolling guide. The Yoke itself is in three parts with horizontal joining levels provided, allowing easy production and easier installation is possible.

Zur Bestromung der Spule ist ein flexibles Bandkabel vorhanden, das zwangsgeführt mit einer Steckverbindung auf einem Verdrahtungsträger in Verbindung steht, wobei auf dem Verdrahtungsträger mindestens Teile der Stromversorgungs- und Reglerschaltungsanordnung aufgenommen sein können.to Energizing the coil is a flexible ribbon cable present forcibly guided with a plug connection on a wiring carrier is connected, wherein on the wiring support at least Portions of the power supply and regulator circuitry included could be.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutert werden.The Invention will be described below with reference to an embodiment and explained in more detail with the aid of a figure become.

Die Figur zeigt hierbei eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Linearantriebsanordnung, die Linearantriebsanordnung in Längsseitenansicht sowie eine ergänzende Ansicht der Antriebsanordnung von der Stirnseite aus betrachtet.The FIG. 1 shows a perspective view of the invention Linear drive assembly, the linear drive assembly in longitudinal side view and a supplementary view of the drive assembly of viewed from the front side.

Auf einer Gestellplatte 4 befindet sich zunächst die Sandwich-Anordnung aus den verschiedenen Jochteilen.On a rack plate 4 First, there is the sandwich arrangement of the various yoke parts.

Die Jochteile umfassen zwei U-förmige, zueinander weisende erste Jochteile 1 und 2. Das Jochteil 1 wird als unteres U-Jochteil und das Jochteil 2 als oberes U-Jochteil bezeichnet.The yoke parts comprise two U-shaped, mutually facing first yoke parts 1 and 2 , The yoke part 1 is called the lower U-yoke part and the yoke part 2 referred to as the upper U-yoke part.

Zwischen dem unteren U-Jochteil 1 und dem oberen U-Jochteil 2 ist ein quaderförmiger Jochkern 3 als drittes Jochteil befindlich.Between the lower U-yoke part 1 and the upper U-yoke part 2 is a cuboid yoke core 3 as the third yoke part.

Das dritte Jochteil, d. h. der quaderförmige Jochkern 3 dient der Aufnahme der im Wesentlichen quadratischen bzw. rechteckigen Spule 5.The third yoke part, ie the cuboid yoke core 3 serves to accommodate the substantially square or rectangular coil 5 ,

Hochleistungsmagneten 10 befinden sich an der jeweiligen Innenseite des U-Verbindungsschenkels am unteren Jochteil 1 und oberen Jochteil 2. Abstandsstücke 9 dienen der exakten Positionierung der Hochleistungsmagneten 10 bei deren Verbindung, insbesondere durch Verkleben mit dem jeweiligen Jochteil 1 bzw. 2.High-performance magnets 10 are located on the respective inner side of the U-connecting leg at the lower yoke part 1 and upper yoke part 2 , spacers 9 serve the exact positioning of the high-performance magnets 10 in the connection, in particular by gluing with the respective yoke part 1 respectively. 2 ,

Auf der Gestellplatte 4, der Sandwich-Anordnung aus den Jochteilen 1, 2 und 3 benachbart, ist ein unteres U-förmiges, flach ausgeführtes Profil 8b befindlich, in dem ein inneres Profil 8a angeordnet ist. Zwischen den Profilen 8a und 8b sind in der Figur nicht dargestellte Kugeln eingebracht, um eine Kugelwälzführung zu schaffen.On the rack plate 4 , the sandwich arrangement of the yoke parts 1 . 2 and 3 adjacent, is a lower U-shaped, flat running profile 8b in which an inner profile 8a is arranged. Between the profiles 8a and 8b are not shown in the figure balls introduced to create a ball roller guide.

Das Profil 8a ist also in der Profilausnehmung des Profils 8b längsverschieblich.The profile 8a So it is in the profile recess of the profile 8b longitudinal displacement.

Es bildet demnach das Profil 8a einen Schlitten.It therefore forms the profile 8a a sled.

Der Schlitten nimmt eine Führungsplatte 7 auf. An der Führungsplatte 7 ist ein Koppelteil 6 angeordnet, das mit seinem freien Ende mit der Spule 5 in Verbindung steht und diese tragend aufnimmt.The carriage takes a guide plate 7 on. At the guide plate 7 is a coupling part 6 arranged, with its free end with the coil 5 communicates and absorbs these.

An der Längsseite der Führungsplatte 7 kann ein inkrementaler Maßstab 12 angebracht sein, der mit einer Sensoranordnung 11 in Verbindung steht, um ein Wegmesssystem zu bilden.On the long side of the guide plate 7 can be an incremental scale 12 be attached, with a sensor arrangement 11 communicates to form a position measuring system.

Oberhalb des oberen Jochteils 2, d. h. auf seiner Oberseite, ist ein Verdrahtungsträger 13, z. B. in Form einer Regler- und Stromversorgungsplatine angeordnet.Above the upper yoke part 2 , ie on its top, is a wiring carrier 13 , z. B. arranged in the form of a regulator and power supply board.

Dieser Verdrahtungsträger 13 steht in Richtung des Schlittens seitlich über und nimmt einen Steckverbinder auf, der dem Anschluss eines flexiblen Bandkabels 14 dient. Über das flexible Bandkabel 14 wird der Spule 5 der notwendige Betriebsstrom zugeführt.This wiring carrier 13 protrudes laterally in the direction of the carriage and receives a connector, which is the connection of a flexible ribbon cable 14 serves. About the flexible ribbon cable 14 becomes the coil 5 supplied the necessary operating current.

Das Bandkabel ist, wie in der Figur gezeigt, als offene U-förmige Schlaufe verlegt. Eine Behinderung der Bewegung des Schlittens einschließlich Spule findet durch das Bandkabel nicht statt.The Ribbon cable is, as shown in the figure, as an open U-shaped Loop laid. An obstruction to the movement of the slide including the coil does not take place by the ribbon cable.

Die Jochteile 1 und 2 weisen bei der in der Figur gezeigten Ausführungsform Fortsätze 15 auf, die Ausnehmungen 16 besitzen. Die Ausnehmungen 16 können Schrauben 18 zum kraftschlüssigen Verbinden der einzelnen Jochteile aufnehmen.The yoke parts 1 and 2 have extensions in the embodiment shown in the figure 15 on, the recesses 16 have. The recesses 16 can screws 18 for frictional connection of the individual yoke parts record.

Wie aus den Darstellungen ersichtlich, verläuft die Ebene der doppelten Kugelwälzführung im Wesentlichen senkrecht zur Anordnung der gestapelten Jochteile 1 bis 3. Hierdurch ergibt sich ein sehr großes freies Volumen 17 zur Aufnahme von zu bewegenden Elementen auf der Führungsplatte 7 bzw. auf dem derart gebildeten Schlitten.As can be seen from the illustrations, the plane of the double ball roller guide is substantially perpendicular to the arrangement of the stacked yoke parts 1 to 3 , This results in a very large free volume 17 for receiving moving elements on the guide plate 7 or on the carriage thus formed.

In den Darstellungen gemäß den Figuren umfasst der Linearantrieb demnach eine rechteckige Spule 5, die um einen quaderförmigen Eisen-Jochkern 3 gewickelt ist und welche sich innerhalb von zwei quaderförmigen Hochleistungsmagneten 10 befindet. Diese Hochleistungsmagneten sind wie erläutert an den äußeren Eisen-Jochteilen 1 und 2 angebracht. Der innere Kern 3 und die äußeren, U-förmigen Joch-Eisenteile 1 und 2 bilden das erläuterte sandwichförmig angeordnete Joch für den Linearmotor.In the illustrations according to the figures, the linear drive accordingly comprises a rectangular coil 5 , which surround a cuboid iron yoke core 3 is wound and which is within two cuboid high-performance magnets 10 located. These high performance magnets are as explained on the outer iron yoke parts 1 and 2 appropriate. The inner core 3 and the outer U-shaped yoke pieces of iron 1 and 2 form the illustrated sandwiched yoke for the linear motor.

Das Magnetfeld der Hochleistungsmagneten 10 ist radial auf die Spule gerichtet, wobei bei der Stromzuführung mit Hilfe des Flachbandkabels 14 die axial gerichtete Lorentzkraft auf die Spule wirkt. Die Spule wird dadurch aus dem Raum der gestellfesten Magneten bewegt. Eine Bewegungsumkehr ist durch Bestromungsumpolung in leichter Weise möglich.The magnetic field of the high-performance magnets 10 is directed radially to the coil, being at the power supply by means of the ribbon cable 14 the axially directed Lorentz force acts on the coil. The coil is thereby moved out of the space of the frame-fixed magnet. A reversal of motion is possible by Strompolungsuplolung easily.

Die Genauigkeit der Feinpositionierung hängt von der Qualität des eingesetzten inkrementalen Wegmesssystems mit dem Maßstab 12 am Schlitten und gestellfest gegenüber angeordnetem Sensor 11 ab. Durch die Kopplung der Spule mit der Führungsplatte in einer Kugelwälzführung 8a und 8b ergibt sich ein hochpräzises, dynamisches und reibungsarmes Positionieren des Führungsschlittens.The accuracy of fine positioning depends on the quality of the incremental position measuring system used with the scale 12 on the carriage and fixed to the frame arranged opposite sensor 11 from. By coupling the coil with the guide plate in a ball roller guide 8a and 8b results in a high-precision, dynamic and low-friction positioning of the guide carriage.

Dadurch, dass an der Führungsplatte 7 auf der Kugelwälzführung 8a und 8b zur Erfassung von Wegmessinformationen sich vorzugsweise seitlich der erwähnte inkrementale Maßstab 12 mit gegenüberliegendem Sensor 11 befindet, besteht die Möglichkeit, das elektronische Wegmesssystem kundenspezifisch auszubilden. Hierbei ist lediglich eine softwareseitige Anpassung an den betreffenden Regler notwendig. An der Unterseite des Verdrahtungsträgers 13 ist eine Fixierung für das Stromversorgungs-Bandkabel 14 befindlich (nicht gezeigt), so dass ein definiertes Abrollen des Bandkabels 14 im Verfahrbetrieb der Spule 5 erfolgen kann.Because of that on the guide plate 7 on the ball roller guide 8a and 8b to acquire Wegmessinformationen preferably laterally of the mentioned incremental scale 12 with opposite sensor 11 There is the possibility to customize the electronic position measuring system. Here, only a software adaptation to the controller concerned is necessary. At the bottom of the wiring harness 13 is a fixation for the power ribbon cable 14 located (not shown), allowing a defined unwinding of the ribbon cable 14 during travel of the coil 5 can be done.

11
unteres U-förmiges Jochteillower U-shaped yoke part
22
oberes U-förmiges Jochteilupper U-shaped yoke part
33
quaderförmiger Jochkern/drittes Jochteilcuboid Yoke core / third yoke part
44
Gestellplatteframe plate
55
SpuleKitchen sink
66
Koppelteilcoupling part
77
Führungsplatteguide plate
8a und 8b8a and 8b
U-förmige Schienen zur Ausbildung der KugelwälzführungU-shaped Rails for the formation of the ball roller guide
99
Abstandsstückspacer
1010
HochleistungsmagnetHigh-performance magnet
1111
Sensorsensor
1212
inkrementaler Maßstabincremental scale
1313
VerdrahtungsträgeranordnungWiring support assembly
1414
Stromversorgungs-BandkabelPower cable
1515
Fortsatzextension
1616
Ausnehmungrecess
1717
Volumen/freier BauraumVolume / free space
1818
Verbindungselement/SchraubeConnecting member / screw

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • - US 2006/0120819 A1 [0003] US 2006/0120819 A1 [0003]
  • - DE 4134100 A1 [0004] - DE 4134100 A1 [0004]
  • - DE 19601018 A1 [0005] - DE 19601018 A1 [0005]

Claims (9)

Linearantriebsanordnung mit feststehendem Magnetkreis und stromdurchflossener, bewegter Spule, welche mit einem in einer Führung gelagerten Schlitten zur Aufnahme eines zu positionierenden Elements in Verbindung steht, wobei der Magnetkreis ein mehrteiliges Joch sowie Permanentmagneten aufweist und die Spule einen Teil des Joches umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass das Joch in der Ebene der Bewegungsrichtung der Spule geteilt ist und zwei U-förmige, zueinander weisende erste Jochteile sowie ein drittes, zwischen den ersten Jochteilen befindliches weiteres Jochteil, welches die Spule aufnimmt, umfasst, der Schlitten über ein Koppelteil mit der Spule in Verbindung steht und die Schlittenführung als doppelte Schienen-Kugelwälzführung ausgebildet ist sowie weiterhin Joch und Schlitten mit Führung auf einer Gestellplatte in Bewegungsrichtung der Spule nebeneinander liegend befindlich sind.Linear drive assembly with fixed magnetic circuit and current-carrying, moving coil, which is in communication with a slide mounted in a guide for receiving a member to be positioned, wherein the magnetic circuit having a multi-part yoke and permanent magnets and the coil surrounds a part of the yoke, characterized in that the yoke is divided in the plane of the direction of movement of the coil and two U-shaped, facing each other first yoke parts and a third, located between the first yoke parts further yoke part which accommodates the coil comprises, the carriage via a coupling part with the coil in connection is and the carriage guide is designed as a double rail ball roller guide and continue to yoke and slide with guide on a frame plate in the direction of movement of the coil are located side by side. Linearantriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberseite des der Gestellplatte gegenüberliegenden U-förmigen Jochteils ein elektrischer Verdrahtungsträger angeordnet ist, welcher in Richtung des Schlittens mindestens teilweise bezogen auf die Jochabmessungen übersteht, um ein flexibles, in offener Schleife verlegtes Flachbandkabelende aufzunehmen, welches mit der Spule in elektrischer Verbindung befindlich ist.Linear drive arrangement according to claim 1, characterized characterized in that on the top of the frame plate opposite U-shaped yoke part of an electrical wiring board is arranged, which in the direction of the carriage at least partially relative to the dimensions of the yoke, to provide a flexible, to record in open loop laid ribbon cable end, which is in electrical connection with the coil. Linearantriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochteile kraftschlüssig miteinander in Verbindung stehen, wobei zur Abstandseinstellung zwischen den U-Schenkeln der ersten Jochteile und der Oberfläche des dritten Jochteils Zwischenlagen anordenbar sind.Linear drive arrangement according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the yoke parts frictionally with each other be connected, wherein the distance between the U-thighs of the first yoke parts and the surface of the third yoke part liners can be arranged. Linearantriebsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mittige, dritte Jochteil über seine Länge einen rechteckigen oder quaderförmigen Querschnitt aufweist.Linear drive arrangement according to one of the preceding Claims, characterized in that the central, third Yoke part over its length a rectangular or having cuboid cross-section. Linearantriebsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelteil mit einer Führungsplatte verbunden und die Führungsplatte am Schlitten fixiert ist sowie weiterhin die Führungsplatte an ihrer in Bewegungsrichtung verlaufenden Flächenseite einen inkrementalen Maßstab für ein elektronisches Wegmesssystem aufweist.Linear drive arrangement according to one of the preceding Claims, characterized in that the coupling part connected to a guide plate and the guide plate fixed on the carriage and continue the guide plate at its surface in the direction of movement an incremental scale for an electronic Distance measuring system has. Linearantriebsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochteile eine Sandwich-Anordnung bilden.Linear drive arrangement according to one of the preceding Claims, characterized in that the yoke parts a Form sandwich arrangement. Linearantriebsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten U-förmigen Jochteile an ihren Jochenden Fortsätze mit Ausnehmungen oder Bohrungen zum kraftschlüssigen Verbinden, insbesondere Verschrauben aufweisen.Linear drive arrangement according to claim 6, characterized in that the first U-shaped yoke parts their yokes extensions with recesses or holes for non-positive connection, in particular screwing exhibit. Linearantriebsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene der doppelten Schienenführung im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Anordnung der gestapelten Jochteile verläuft.Linear drive arrangement according to one of the preceding Claims, characterized in that the plane of the double Rail guide substantially perpendicular to the plane of the Arrangement of the stacked yoke parts runs. Linearantriebsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite der Verbindungsschenkel der ersten U-förmigen Jochteile jeweils Permanentmagneten, bevorzugt stoffschlüssig, fixiert sind.Linear drive arrangement according to one of the preceding Claims, characterized in that on the inside the connecting leg of the first U-shaped yoke parts each permanent magnet, preferably cohesively fixed are.
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