DE102012025324A1

DE102012025324A1 - Linear direct drive stator for electro-dynamic propulsion system, has magnetic coils whose major axis is set transverse to long edge of support plate along movement axis of support surface of support plate

Info

Publication number: DE102012025324A1
Application number: DE201210025324
Authority: DE
Inventors: Ralf Hartramph; Stephan Kohnle
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2012-12-22
Filing date: 2012-12-22
Publication date: 2014-06-26

Abstract

The stator (2) has a magnetizable support plate (4) having a support surface (6) for the arrangement of magnetic coils (12) adjacent to each other. A major axis (18) of the magnetic coils is set transverse to a long edge of the support plate (4) along a movement axis (5) of the support surface. The winding ends of the magnet coils are connected with printed circuits (19,20). The strip conductors are provided for selective electrical supply of magnetic coils. An independent claim is included for electro-dynamic propulsion system.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stator für einen Lineardirektantrieb, der zusammen mit wenigstens einem Transportmittel, das für eine lineare Relativbewegung gegenüber dem Stator ausgebildet ist, ein elektrodynamisches Antriebssystem bildet, wobei eine Antriebskraft auf das Transportmittel mit Hilfe einer magnetischen Wechselwirkung zwischen Stator und Transportmittel hervorgerufen wird.The invention relates to a stator for a linear direct drive, which forms, together with at least one transport means, which is designed for a linear relative movement relative to the stator, an electrodynamic drive system, wherein a driving force on the transport means by means of a magnetic interaction between the stator and means of transport is caused.

Aus der DE 10 2010 047 296 A1 ist ein Statorsegment bekannt, das einen Grundkörper und wenigstens einen am Grundkörper festgelegten Dipolstrang umfasst, wobei der Grundkörper quer zu einer Bewegungsachse ausgerichtete, magnetisch leitfähige Zähne aufweist, die jeweils derart zu Zahngruppen zusammengefasst sind, dass die Zähne innerhalb einer jeweiligen Zahngruppe längs der Bewegungsachse äquidistant angeordnet sind. Ferner umfasst das Statorsegment dem Dipolstrang zugeordnete erste Magnetmittel für die Bereitstellung eines ersten, konstanten Magnetfelds an jeweils zugeordneten Zahngruppen und dem Dipolstrang zugeordnete zweite Magnetmittel für die Bereitstellung eines zweiten, einstellbaren Magnetfelds an die jeweils zugeordneten Zahngruppen, wobei beidseitig am Grundkörper längs der Bewegungsachse erstreckte, jeweils separat ausgebildete Seitenwangen, die Führungsmittel zur Längsführung eines Läufers aufweisen, festgelegt sind.From the DE 10 2010 047 296 A1 a stator segment is known which comprises a base body and at least one dipole strand fixed to the base body, wherein the base body has transversely aligned to a movement axis, magnetically conductive teeth which are each grouped into groups such that the teeth within a respective group of teeth along the axis of movement equidistant are arranged. Furthermore, the stator segment comprises first magnet means assigned to the dipole strand for providing a first, constant magnetic field to respectively assigned tooth groups and second magnet means assigned to the dipole strand for providing a second, adjustable magnetic field to the respectively assigned tooth groups, wherein the main body extends along both sides of the movement axis, each separately formed side cheeks, the guide means for longitudinal guidance of a rotor, are fixed.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Stator und ein damit ausgerüstetes elektrodynamisches Antriebssystem bereitzustellen, die einen einfachen Aufbau aufweisen.The object of the invention is to provide a stator and an electrodynamic drive system equipped therewith, which have a simple construction.

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung für einen Stator der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, das der Stator eine magnetisierbare Trägerplatte, die eine Auflagefläche zur Anordnung von Magnetspulen aufweist, sowie Magnetspulen umfasst, die als Anordnung einer Vielzahl von Windungen eines elektrischen Leiters ausgebildet sind, wobei die Windungen jeweils Windungsebenen bestimmen, die zumindest im Wesentlichen parallel zur Auflagefläche ausgerichtet sind, und wobei die Magnetspulen zueinander benachbart und mit einer Hauptachse quer zu einer längsten Kante der Trägerplatte, die eine Bewegungsachse bestimmt, auf der Auflagefläche angeordnet sind und wobei Windungsenden der Magnetspulen mit wenigstens einer gedruckten Schaltung, insbesondere einer Leiterplatte verbunden sind, die Leiterbahnen für eine selektive elektrische Versorgung mehrerer Magnetspulen aufweist.This object is achieved according to a first aspect of the invention for a stator of the type mentioned with the features of claim 1. It is provided that the stator comprises a magnetizable carrier plate which has a support surface for the arrangement of magnetic coils and magnetic coils which are formed as an arrangement of a plurality of turns of an electrical conductor, wherein the turns each determine Windungsebenen, at least substantially parallel to Support surface are aligned, and wherein the magnetic coils adjacent to each other and are arranged with a major axis transverse to a longest edge of the support plate, which determines a movement axis on the support surface and wherein winding ends of the magnetic coils are connected to at least one printed circuit, in particular a printed circuit board Conductor tracks for a selective electrical supply of a plurality of magnetic coils.

Der Stator ist dabei für ein elektrodynamisches Antriebskonzept ausgelegt, bei dem eine Wechselwirkung von dynamischen Magnetfeldern der Magnetspulen mit statischen Magnetfeldern einer am Transportmittel angeordneten Permanentmagnetanordnung vorgesehen ist. Aufgrund dieses elektrodynamischen Antriebskonzepts kann ein erheblich größerer und weniger streng zu tolerierender Luftspalt zwischen den Magnetspulen und der Permanentmagnetanordnung zugelassen werden, als dies beim eingangs genannten Stand der Technik der Fall ist. Ferner kann bei diesem Antriebskonzept auf Flußleitmittel und/oder Permanentmagnete im Inneren der Magnetspulen verzichtet werden, so dass diese auf die an der Trägerplatte ausgebildete Auflagefläche aufgelegt werden können, ohne hierbei die Windungen der Magnetspulen in aufwendiger Fertigungstechnik in Nuten einlegen zu müssen. Vorzugsweise werden die Magnetspulen in einem zeitlich vorgelagerten Wickelprozess, insbesondere aus einem lackierten Kupferdraht, hergestellt und nach dem Wickelprozess einer Stabilisierungsbehandlung unterzogen, durch die sichergestellt werden soll, dass die Windungen ihre vorgegebene Position nicht mehr verlassen. Eine solche Stabilisierungswirkung kann beispielsweise durch Verbacken der Kupferlackdrähte und/oder durch Einbringen einer Lack- oder Klebeschicht zwischen die Windungen erreicht werden. Die zur elektrischen Kontaktierung der Magnetspulen dienenden Windungsenden werden mit wenigstens einer gedruckten Schaltung, insbesondere einer formstabilen Leiterplatte, für eine selektive elektrische Versorgung mehrerer Magnetspulen verbunden. Hierbei kann vorgesehen werden, dass einzelne Magnetspulen oder Gruppen von Magnetspulen bereits vor der Montage auf die Trägerplatte elektrisch mit der gedruckten Schaltung verbunden werden. Alternativ kann vorgesehen werden, dass die Magnetspulen zunächst auf die Trägerplatte aufgelegt werden und anschließend die Windungsenden elektrisch mit der gedruckten Schaltung verbunden werden. In jedem Fall ist eine selektive Versorgung der einzelnen Magnetspulen mit elektrischer Energie vorgesehen, die beispielsweise von einer Steuereinrichtung bereitgestellt wird, um ein wanderndes Magnetfeld für das jeweils anzutreibende Transportmittel bereitstellen zu können. Auf der gedruckten Schaltung, die beispielsweise als Flexleiter aus einem Polyimidmaterial oder als formstabile Einschicht- oder Mehrschicht-Leiterplatte aus Materialien wie FR4 hergestellt ist, können lediglich Leiterbahnen vorgesehen sein, die eine räumlich kompakte und einfach zu montierende elektrische Versorgung einer oder mehrerer Magnetspulen gewährleisten. Alternativ kann vorgesehen sein, dass auf der gedruckten Schaltung elektrische und/oder elektromechanische und/oder elektronische Bauelemente angeordnet sind, die eine Beeinflussung und/oder Überwachung der an die Magnetspulen bereitzustellenden elektrischen Energie ermöglichen.The stator is designed for an electrodynamic drive concept in which an interaction of dynamic magnetic fields of the magnetic coils is provided with static magnetic fields of a arranged on the transport means permanent magnet assembly. Because of this electrodynamic drive concept, a considerably larger and less strict air gap to be tolerated between the magnet coils and the permanent magnet arrangement can be permitted than is the case with the prior art mentioned at the outset. Furthermore, can be dispensed with in this drive concept on Flußleitmittel and / or permanent magnets inside the magnetic coils, so that they can be placed on the support plate formed on the support surface, without having to insert the turns of the magnetic coils in elaborate production technology in grooves. Preferably, the magnetic coils are in a temporally upstream winding process, in particular made of a painted copper wire, and subjected to the winding process of a stabilization treatment, is to be ensured by the fact that the turns do not leave their predetermined position. Such a stabilizing effect can be achieved, for example, by caking the copper enameled wires and / or by introducing a lacquer or adhesive layer between the turns. The winding ends serving for the electrical contacting of the magnetic coils are connected to at least one printed circuit, in particular a dimensionally stable printed circuit board, for a selective electrical supply of a plurality of magnetic coils. It can be provided here that individual magnet coils or groups of magnet coils are already electrically connected to the printed circuit before mounting on the carrier plate. Alternatively it can be provided that the magnetic coils are first placed on the carrier plate and then the turn ends are electrically connected to the printed circuit. In each case, a selective supply of the individual magnetic coils with electrical energy is provided, which is provided, for example, by a control device in order to be able to provide a traveling magnetic field for the respective means of transport to be driven. On the printed circuit, which is produced, for example, as a flexible conductor made of a polyimide material or as a dimensionally stable single-layer or multilayer printed circuit board made of materials such as FR4, only conductor tracks can be provided which ensure a spatially compact and easy-to-install electrical supply of one or more magnetic coils. Alternatively it can be provided that electrical and / or electromechanical and / or electronic components are arranged on the printed circuit, which allow influencing and / or monitoring of the electrical energy to be supplied to the magnetic coils.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Zweckmäßig ist es, wenn die wenigstens eine gedruckte Schaltung parallel zur längsten Kante der Trägerplatte ausgerichtet ist und/oder wenn eine Leiterbahnebene der gedruckten Schaltung parallel zur Auflagefläche der Trägerplatte ausgerichtet ist. Bei einer Ausrichtung der gedruckten Schaltung parallel zu einer längsten Kante der Trägerplatte wird eine kompakte Gestaltung des Stators sichergestellt. Die längste Kante der Trägerplatte ist parallel zur Bewegungsachse für das längs des Stators zu bewege Transportmittel ausgerichtet, so dass bei einer Ausrichtung der gedruckten Schaltung parallel zu dieser Kante in einfacher Weise mehrere oder gegebenenfalls alle Windungsenden der Magnetspulen des Stators elektrisch kontaktiert werden können. Für einen vorteilhaften Verlauf der Windungsenden ausgehend von den Windungen der Magnetspulen ist die Leiterbahnebene der gedruckten Schaltung vorzugsweise parallel zur Auflagefläche der Trägerplatte ausgerichtet. Hierdurch kann die gedruckte Schaltung beispielsweise unterhalb der Magnetspulen angeordnet werden, so dass eine Breite des Stators quer zur Bewegungsachse zumindest im Wesentlichen nur von der Ausdehnung der Magnetspulen beeinflusst wird, während die gedruckte Schaltung bzw. die gedruckten Schaltungen hierauf keinen oder nur einen geringen Einfluss haben.It is expedient if the at least one printed circuit is aligned parallel to the longest edge of the carrier plate and / or if a conductor track plane of the printed circuit is aligned parallel to the bearing surface of the carrier plate. With an alignment of the printed circuit parallel to a longest edge of the carrier plate, a compact design of the stator is ensured. The longest edge of the carrier plate is aligned parallel to the axis of movement for the transport means to be moved along the stator so that when the printed circuit is aligned parallel to this edge, several or possibly all of the coil ends of the magnet coils of the stator can be electrically contacted. For an advantageous course of the winding ends, starting from the turns of the magnet coils, the printed conductor plane of the printed circuit is preferably aligned parallel to the bearing surface of the carrier plate. As a result, the printed circuit can be arranged, for example, below the magnet coils, so that a width of the stator transversely to the axis of motion is at least substantially influenced only by the extent of the magnet coils, while the printed circuit or the printed circuits have little or no influence thereon ,

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Windungen der Magnetspulen eine langgestreckte, nutförmige Ausnehmung umschließen, wobei zwei geradlinig ausgebildete, längste Magnetspulenabschnitte parallel zueinander und parallel zur Hauptachse der Magnetspule ausgerichtet sind. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Magnetspulen trotz geringer Breite ein vorteilhaftes Magnetfeld ausbilden können. Vorzugsweise sind die Magnetspulen derart an der Trägerplatte angeordnet, dass die Hauptachsen der Magnetspulen parallel zueinander und quer zur Bewegungsachse ausgerichtet sind. Damit kann längs der Bewegungsachse eine kompakte Anordnung einer Vielzahl von Magnetspulen erreicht werden.In a development of the invention, it is provided that the turns of the magnetic coils enclose an elongated, groove-shaped recess, with two rectilinear, longest magnet coil sections being aligned parallel to one another and parallel to the main axis of the magnet coil. This ensures that the magnet coils can form an advantageous magnetic field despite their narrow width. Preferably, the magnetic coils are arranged on the carrier plate such that the main axes of the magnetic coils are aligned parallel to each other and transversely to the axis of movement. Thus, along the axis of movement, a compact arrangement of a plurality of magnetic coils can be achieved.

Vorteilhaft ist es, wenn eine Erstreckung der Trägerplatte, insbesondere der Auflagefläche der Trägerplatte, quer zur Bewegungsachse im Wesentlichen der Erstreckung der zwei geradlinig ausgebildeten, längsten Magnetspulenabschnitte quer zur Bewegungsachse entspricht und/oder dass die nutförmigen Ausnehmungen der Magnetspulen von jeweils wenigstens zwei mit der Trägerplatte verbundenen Zentrierelementen durchsetzt sind. Die Trägerplatte dient als magnetischer Rückschluss für die Magnetspulen und ist daher aus einem magnetisierbaren Material hergestellt. Um eine materialsparende und kompakte Gestaltung des Stators zu erreichen, erstreckt sich die Trägerplatte, insbesondere die Auflagefläche der Trägerplatte, quer zur Bewegungsachse nur so weit, wie es für eine effiziente Nutzung der von den Magnetspulen bereitgestellten Magnetfeldern sinnvoll ist. Hierzu ist vorgesehen, dass lediglich für die zueinander parallelen Magenspulenabschnitte ein magnetischer Rückschluss bereitgestellt wird, während die übrigen Bereiche der Magnetspulen, die verglichen mit parallelen Magenspulenabschnitten nur einen erheblich kleineren Anteil der Magnetkräfte bereitstellen, ohne magnetischen Rückschluss betrieben werden. Um eine zuverlässige Ausrichtung und eine einfache Montage der Magnetspulen zu erreichen, sind Zentrierelemente vorgesehen, die in die nutartigen Ausnehmungen in den Magnetspulen eingreifen und die an der Trägerplatte festgelegt sind. Vorzugsweise sind die Zentrierelemente aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial, hergestellt. Für die Zentrierwirkung der Magnetspule ist es bedeutsam, dass die Zentrierelemente an zumindest zwei voneinander beabstandeten Kontaktbereichen in Berührkontakt mit der Magnetspule stehen und somit für deren Ausrichtung auf der Trägerplatte sorgen können.It is advantageous if an extension of the carrier plate, in particular the bearing surface of the carrier plate, transversely to the axis of movement substantially corresponds to the extension of the two rectilinear, longest magnetic coil sections transverse to the axis of movement and / or that the groove-shaped recesses of the magnetic coils of at least two with the carrier plate interconnected centering elements are interspersed. The carrier plate serves as a magnetic conclusion for the magnetic coils and is therefore made of a magnetizable material. In order to achieve a material-saving and compact design of the stator, the support plate, in particular the support surface of the support plate, extends transversely to the axis of movement only as far as is useful for efficient use of the magnetic fields provided by the magnetic coils. For this purpose, it is provided that only for the mutually parallel gastric coil sections, a magnetic return is provided, while the remaining areas of the magnetic coils, which provide only a significantly smaller proportion of the magnetic forces compared with parallel gas coil sections are operated without magnetic inference. In order to achieve a reliable alignment and a simple mounting of the magnetic coils, centering elements are provided which engage in the groove-like recesses in the magnetic coils and which are fixed to the carrier plate. Preferably, the centering elements are made of an electrically insulating material, in particular a plastic material. For the centering effect of the magnetic coil, it is important that the centering elements are in contact contact with the magnetic coil at at least two spaced-apart contact areas and thus can ensure their alignment on the carrier plate.

Bevorzugt ist zwischen der Trägerplatte und den Magnetspulen eine Isolierschicht, insbesondere eine Isolierfolie, angeordnet. Die Aufgabe der Isolierschicht besteht darin, eine elektrische Isolation zwischen den Magnetspulen und der Trägerplatte zu gewährleisten. Diese elektrische Isolation entspricht den für einen Betrieb des Stators mit üblichen elektrischen Spannungen anzuwendenden gesetzlichen Vorschriften. Vorzugsweise ist die Isolierschicht als Isolierfolie, vorzugsweise als vorgeschnittene Isolierfolie, insbesondere als einseitig selbstklebend beschichtete Isolierfolie, ausgebildet, wodurch eine einfache Aufbringung der Isolierfolie auf die Trägerplatte beim Montageprozess des Stators gewährleistet ist.Preferably, an insulating layer, in particular an insulating film, is arranged between the carrier plate and the magnet coils. The object of the insulating layer is to ensure electrical insulation between the magnetic coils and the carrier plate. This electrical insulation corresponds to the legal regulations applicable for operation of the stator with normal electrical voltages. Preferably, the insulating layer is formed as an insulating film, preferably as a pre-cut insulating film, in particular as one-sided self-adhesive coated insulating film, whereby a simple application of the insulating film is ensured on the support plate in the assembly process of the stator.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in der Isolierschicht und in der Trägerplatte Ausnehmungen zur Aufnahme der Zentrierelemente ausgebildet. Diese Ausnehmungen können beispielsweise bereits bei der Fertigung der Trägerplatte in einem spanabhebenden Verfahren, beispielsweise während eines Fräsvorgangs und/oder bei dem Zuschnitt der Isolierfolie, beispielsweise durch Stanzen oder Laserschneiden, in einfacher Weise mit großer Genauigkeit eingebracht werden. Anschließend werden die Zentrierelemente in die Ausnehmungen gesteckt, wobei vorzugsweise eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen Trägerplatte und Zentrierelement angestrebt wird. Beispielsweise sind die Ausnehmung und das in der Ausnehmung aufzunehmende Zentrierelement für eine Presspassung gestaltet und/oder die Ausnehmung in der Trägerplatte weist einen Hinterschnitt auf, in den eine Rastnase am Zentrierelement eingreift.In a further embodiment of the invention, recesses for receiving the centering elements are formed in the insulating layer and in the carrier plate. These recesses can, for example, already be introduced in a simple manner with great accuracy during the production of the carrier plate in a machining process, for example during a milling process and / or during the cutting of the insulating film, for example by punching or laser cutting. Subsequently, the centering elements are inserted into the recesses, wherein preferably a non-positive and / or positive connection between the carrier plate and centering is sought. For example, the recess and the centering element to be received in the recess are designed for a press fit and / or the recess in the carrier plate has an undercut on, in which engages a detent on the centering.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zentrierelemente aus einem elektrischen isolierenden Material hergestellt sind und einen umlaufenden Bund zur Überdeckung eines an die Ausnehmung angrenzenden, umlaufenden Randbereichs der Isolierschicht aufweisen. Mittels des umlaufenden Bundes wird eine Verlängerung der Isolationsstrecke zwischen den Windungen der Magnetspule, die abschnittsweise an den Zentrierelementen anliegen, und der Trägerplatte erreicht. Dabei ist der umlaufende Bund derart auf die Ausnehmung in der Isolierschicht angepasst, dass stets eine vorgebbare Mindestüberdeckung gewährleistet ist, auch wenn beispielsweise die als Isolierfolie ausgebildete Isolierschicht nicht exakt auf die Trägerplatte aufgebracht wird. Ferner dient der umlaufende Bund in Kombination mit der Isolierschicht dazu, eine formschlüssige Festlegung der Zentrierelemente unabhängig von der Ausgestaltung der Ausnehmung in der Trägerplatte zu gewährleisten. Hierzu überdeckt die Isolationsfolie den Bund des jeweiligen Zentrierelements.In an advantageous development of the invention, it is provided that the centering elements are made of an electrically insulating material and have a circumferential collar for covering a, adjacent to the recess, peripheral edge region of the insulating layer. By means of the circulating collar, an extension of the insulation distance between the turns of the magnetic coil, which rest in sections on the centering elements, and the carrier plate is achieved. In this case, the circumferential collar is adapted to the recess in the insulating layer, that always a predetermined minimum coverage is ensured, even if, for example, designed as an insulating insulating layer is not applied exactly to the carrier plate. Furthermore, the circumferential collar in combination with the insulating layer serves to ensure a positive fixing of the centering elements, regardless of the configuration of the recess in the carrier plate. For this purpose, the insulation film covers the collar of the respective centering element.

Vorzugsweise werden die Magnetspulen und die gedruckten Schaltungen in einem Raumvolumen aufgenommen, das im Wesentlichen von der Trägerplatte sowie von einer nichtmagnetisierbaren, insbesondere U-förmig ausgebildeten, Abdeckung begrenzt wird. Die Abdeckung dient dem mechanischen Schutz der Magnetspulen und kann beispielsweise aus Aluminium oder Edelstahl oder Kunststoff oder einem Verbund dieser Materialien hergestellt werden. Eine U-förmig ausgebildete Abdeckung kann kostengünstig hergestellt werden und überdeckt die Magnetspulen und die daran angeordneten gedruckten Schaltungen.Preferably, the magnetic coils and the printed circuits are accommodated in a volume of space that is essentially bounded by the carrier plate and by a non-magnetizable, in particular U-shaped, cover. The cover is used for the mechanical protection of the magnetic coils and can be made for example of aluminum or stainless steel or plastic or a composite of these materials. A U-shaped cover can be made inexpensively and covers the magnetic coils and the printed circuits arranged thereon.

Bevorzugt ist das Raumvolumen von den Magnetspulen und den gedruckte Schaltungen sowie von einer Vergussmasse zumindest nahezu vollständig ausgefüllt. Bei der Vergussmasse handelt es sich beispielsweise um ein aushärtbares Kunststoffgießharz, das in flüssiger Form in das Raumvolumen zwischen Trägerplatte und Abdeckung eingebracht wird und zumindest nahezu alle Hohlräume ausfüllt und danach aushärtet. Dadurch wird die elektrische Sicherheit des Stators weiter erhöht, insbesondere wenn die Vergussmasse zusätzlich zu den vorgesehenen Isolationsmaßnahmen, durch die bereits die elektrischen Sicherheitsanforderungen erfüllt werden, eingesetzt wird.Preferably, the volume of space of the magnetic coils and the printed circuits and of a potting compound is at least almost completely filled. The potting compound is, for example, a hardenable plastic casting resin which is introduced in liquid form into the volume of space between the carrier plate and the cover and fills at least almost all the cavities and then hardens. As a result, the electrical safety of the stator is further increased, in particular if the potting compound is used in addition to the intended insulation measures by which the electrical safety requirements are already met.

Vorteilhaft ist es, wenn an einander entgegengesetzten Schmalseiten der Trägerplatte entlang der längsten Kante der Trägerplatte jeweils langgestreckte Führungsmittel angebracht sind, die jeweils wenigstens eine längs der Schmalseite der Trägerplatte erstreckte, insbesondere parallel zur Auflagefläche ausgerichtete, Führungsfläche aufweisen. Die Führungsmittel dienen zur Bereitstellung der Führungsflächen, auf denen das Transportmittel gleiten oder abrollen kann. Prinzipiell könnten die Führungsmittel auch an der Trägerplatte ausgebildet sein, allerdings wird durch die separate Ausbildung der Führungsmittel eine Anpassung an unterschiedliche Transportmittel erleichtert wird, zudem wird eine einfachere Herstellung der Trägerplatte gewährleistet.It is advantageous if, on opposite narrow sides of the support plate along the longest edge of the support plate respectively elongate guide means are mounted, each having at least one along the narrow side of the support plate extending, in particular parallel to the support surface aligned, guide surface. The guide means serve to provide the guide surfaces on which the transport can slide or roll. In principle, the guide means could also be formed on the support plate, however, an adaptation to different means of transport is facilitated by the separate design of the guide means, in addition, a simpler production of the support plate is ensured.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf die Führungsfläche eine Verschleißschutzschicht, insbesondere ein Verschleißschutzprofil, aufgebracht ist und/oder dass die Führungsmittel wenigstens eine entlang der längsten Kante der Trägerplatte erstreckte nutartige Vertiefung aufweisen, die zur Aufnahme eines Positionsmesssystems ausgebildet ist. Die Verschleißschutzschicht dient dazu, den bei einer Relativbewegung des Transportmittels gegenüber der Trägerplatte und den daran angebrachten Führungsmitteln auftretenden Verschleiß, beispielsweise durch eine Abrollbewegung von Rädern des Transportmittels auf dem Führungsmittel, möglichst gering zu halten. Bei der Verschleißschutzschicht kann es sich um eine Oberflächenbeschichtung, insbesondere eine Eloxierung, Anodisierung oder Verchromung, handeln. Alternativ kann die Verschleißschutzschicht als separat ausgebildetes Verschleißschutzprofil, beispielsweise als Edelstahl-Bandmaterial, ausgebildet sein, das an den Führungsmitteln angebracht wird. Die nutartigen Vertiefungen dienen zur kompakte und geschützten Integration eines oder mehrerer Sensoren eines Positionssmesssystems, beispielsweise auf magnetostriktiver Basis.In a further embodiment of the invention, it is provided that a wear protection layer, in particular a wear protection profile, is applied to the guide surface and / or that the guide means have at least one groove-like depression extending along the longest edge of the carrier plate, which is designed to receive a position measuring system. The wear protection layer serves to minimize the wear occurring during a relative movement of the transport means relative to the carrier plate and the guide means attached thereto, for example by a rolling movement of wheels of the transport means on the guide means. The wear protection layer may be a surface coating, in particular an anodization, anodization or chrome plating. Alternatively, the wear protection layer may be formed as a separately formed wear protection profile, for example as a stainless steel strip material, which is attached to the guide means. The groove-like depressions serve for the compact and protected integration of one or more sensors of a position measuring system, for example on a magnetostrictive basis.

Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten Aspekt mit einem elektrodynamischen Antriebssystem gelöst, das wenigstens einen Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie wenigstens ein Transportmittel umfasst, wobei das Transportmittel für eine lineare Relativbewegung gegenüber dem Stator ausgebildet ist und für eine elektrodynamische Wechselwirkung mit den Magnetspulen des Stators mit einer Permanentmagnetanordnung versehen ist.The object of the invention is achieved according to a second aspect with an electrodynamic drive system comprising at least one stator according to one of the preceding claims and at least one transport means, wherein the transport means for a linear relative movement relative to the stator is formed and for an electrodynamic interaction with the magnetic coils of the stator is provided with a permanent magnet arrangement.

Bei einer Weiterbildung des elektrodynamischen Antriebssystems umfasst die Permanentmagnetanordnung mehrere Quadermagnete, die aneinander angrenzend angeordnet sind, wobei jeweils benachbart angeordnete Quadermagnete einander entgegengesetzte Polungen aufweisen. Dabei ist die Polung der Quadermagnete derart ausgerichtet, dass eine zwischen dem Nord- und dem Südpol des jeweiligen Quadermagneten verlaufende Polachse quer zur Bewegungsachse und zumindest im Wesentlichen quer zur Auflagefläche der Trägerplatte ausgerichtet ist. In a further development of the electrodynamic drive system, the permanent magnet arrangement comprises a plurality of rectangular magnets, which are arranged adjacent to one another, with adjacent parallelepiped magnets having mutually opposite polarities. In this case, the polarity of the block magnets is oriented such that a polar axis running between the north and the south pole of the respective block magnet is aligned transversely to the axis of movement and at least substantially transversely to the support surface of the carrier plate.

Bei einer Weiterbildung des elektrodynamischen Antriebssystems sind die Quadermagnete entlang der der Bewegungsachse in einer konstanten Permanentmagnetteilung angeordnet, die in einem vorgebbaren Verhältnis zu einer von der Anordnung der Magnetspulen längs der Bewegungsachse bestimmten Magnetspulenteilung steht.In a development of the electrodynamic drive system, the block magnets are arranged along the movement axis in a constant permanent magnet pitch, which is in a predeterminable relationship to a magnetic coil pitch determined by the arrangement of the magnet coils along the axis of movement.

Bei einer Weiterbildung des elektrodynamischen Antriebssystems steht die Permanentmagnetteilung zur Magnetspulenteilung in einem Verhältnis von 3 zu 4 pro Längeneinheit. Dabei ist die Permanentmagnetteilung auf die rein geometrische, benachbarte Anordnung der Quadermagnete bezogen. Aus magnetischer Sicht bilden jeweils zwei benachbart zueinander angeordnete Quadermagnete ein Dipolpaar, so dass eine längs der Bewegungsachse zu ermittelnde Dipolteilung in einem Verhältnis 2 zu 3 zur Magnetspulenteilung steht.In a further development of the electrodynamic drive system, the permanent magnet pitch for magnetic coil pitch is in a ratio of 3 to 4 per unit length. The permanent magnet pitch is related to the purely geometric, adjacent arrangement of the rectangular magnets. From a magnetic point of view, two parallelepiped magnets arranged adjacent to each other form a pair of dipoles, so that a dipole pitch to be determined along the axis of movement is in a ratio of 2 to 3 to the magnetic coil pitch.

Bei einer Weiterbildung des elektrodynamischen Antriebssystems sind benachbarte Trägerplatten mittels eines Verbindungselements, das aus magnetisierbarem Material hergestellt ist, miteinander gekoppelt. Dadurch wird eine zumindest nahezu vollständig unterbrechungsfreie magnetische Kopplung benachbarter Trägerplatten erreicht, so dass das Transportmittel einen Übergang zwischen benachbarten Statoren ohne nennenswerte Störung der magnetischen Wechselwirkung mit den jeweiligen Magnetspulen passieren kann.In a further development of the electrodynamic drive system, adjacent carrier plates are coupled to one another by means of a connecting element, which is made of magnetizable material. As a result, an at least almost completely uninterrupted magnetic coupling of adjacent carrier plates is achieved, so that the means of transport can pass through a transition between adjacent stators without appreciable disturbance of the magnetic interaction with the respective magnetic coils.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:An advantageous embodiment of the invention is shown in the drawing. Hereby shows:

1 eine Draufsicht auf einen elektrodynamischen Teil eines Stators eines elektrodynamischen Antriebssystems, 1 a plan view of an electrodynamic part of a stator of an electrodynamic drive system,

2 eine Seitenansicht von rechts auf den elektrodynamischen Teil, 2 a side view from the right on the electrodynamic part,

3 eine Schnittansicht des elektrodynamischen Teils, 3 a sectional view of the electrodynamic part,

4 eine teilweise geschnittene Darstellung zweier miteinander gekoppelter elektrodynamischer Teile, 4 a partially sectioned view of two coupled together electrodynamic parts,

5 eine Schnittansicht einer Abdeckung für den elektrodynamischen Teil des Stators, 5 a sectional view of a cover for the electrodynamic part of the stator,

6 eine Draufsicht auf einen Stator mit aufgesetzter Abdeckung und seitlich angebrachten Führungsmitteln, 6 a top view of a stator with attached cover and laterally mounted guide means,

7 eine Vorderansicht des Stators gemäß 6, 7 a front view of the stator according to 6 .

8 eine Schnittdarstellung des Stators gemäß den Figuren 6 und 7, 8th a sectional view of the stator according to the figures 6 and 7 .

9 eine Draufsicht auf ein als Wagen ausgebildetes Transportmittel, 9 a plan view of a designed as a carriage transport,

10 eine geschnittene Seitenansicht des Transportmittels gemäß 9 und 10 a sectional side view of the transport according to 9 and

11 eine Ansicht von unten auf das Transportmittel gemäß den 9 und 10. 11 a bottom view of the means of transport according to the 9 and 10 ,

Ein in den 1 bis 3 näher dargestellter elektrodynamischer Teil 1 eines in den 6 bis 8 dargestellten Stators 2 umfasst diejenigen Komponenten, die unmittelbar zur Erzeugung der dynamischen Magnetkräfte erforderlich sind, die zur Einwirkung auf das in den 9 bis 11 dargestellte Transportmittel 3 vorgesehen sind, um eine Relativbewegung des Transportmittels 3 gegenüber dem Stator 2 zu erzielen.One in the 1 to 3 detailed electrodynamic part 1 one in the 6 to 8th illustrated stator 2 includes those components which are directly necessary for the generation of the dynamic magnetic forces required to act in the 9 to 11 illustrated transport 3 are provided to a relative movement of the transport 3 opposite the stator 2 to achieve.

Der elektrodynamische Teil 1 umfasst eine aus magnetisierbarem Material, insbesondere ferromagnetischem Stahl, hergestellte Trägerplatte 4, die sich längs einer Bewegungsachse 5 mit einem zumindest im Wesentlichen konstanten Querschnitt erstreckt. Dabei bestimmt die Trägerplatte 4 eine Auflagefläche 6, die exemplarisch eben ausgebildet ist und die die Bewegungsachse 5 umfasst.The electrodynamic part 1 comprises a support plate made of magnetizable material, in particular ferromagnetic steel 4 moving along a movement axis 5 extends with an at least substantially constant cross-section. This determines the carrier plate 4 a support surface 6 , which is exemplarily planar and the movement axis 5 includes.

In die Auflagefläche 6 sind längs der Bewegungsachse 5 in gleichmäßiger Magnetspulenteilung t1 jeweils zweireihig Ausnehmungen 7 eingebracht, in denen jeweils exemplarisch zylindrisch ausgebildete zapfenförmige Zentrierelemente 8 aufgenommen sind. Die Zentrierelemente 8 weisen einen umlaufenden Bund 9 auf, der beispielsweise kreisringförmig ausgebildet ist. Die Ausnehmungen 7 sind als Stufenbohrungen ausgeführt und somit zur oberflächenbündigen Aufnahme des Bunds 9 des jeweiligen Zentrierelements 8 angepasst.In the bearing surface 6 are along the axis of motion 5 in uniform magnetic coil pitch t1 each double row recesses 7 introduced, in each of which exemplarily cylindrically shaped pin-shaped centering 8th are included. The centering elements 8th have a circumferential collar 9 on, for example, is annular. The recesses 7 are designed as stepped holes and thus for flush mounting of the collar 9 of the respective centering element 8th customized.

Auf die Auflagefläche 6 ist eine Isolierfolie 10 aufgebracht, die nicht näher dargestellte Ausnehmungen für die Zentrierelemente 8 aufweist und somit flächig auf die Auflagefläche 6 aufgelegt werden kann. Die Zentrierelemente 8 durchsetzen die Ausnehmungen in der Isolierfolie 10, ragen über die Auflagefläche 6 hinaus und sind dazu vorgesehen, in nutartige Ausnehmungen 11 von Magnetspulen 12 einzugreifen. Der Bund 9 der Zentrierelemente 8 wird zumindest im Wesentlichen vollständig von der Isolierfolie 10 überdeckt. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Zentrierelemente 8 formschlüssig zwischen Trägerplatte 4 und Isolierfolie 10 aufgenommen sind.On the support surface 6 is an insulating film 10 applied, not shown recesses for the centering 8th has and thus flat on the support surface 6 can be hung up. The centering elements 8th pass through the recesses in the insulating film 10 , project over the support surface 6 also and are intended to be in groove-like recesses 11 of magnetic coils 12 intervene. The Bund 9 the centering elements 8th is at least substantially completely removed from the insulating film 10 covered. This can ensure that the centering 8th positive fit between carrier plate 4 and insulating film 10 are included.

Die Magnetspulen 12 sind jeweils aus einer Vielzahl von nicht näher dargestellten Windungen eines isolierten elektrischen Leiters ausgebildet. Dabei sind die Windungen in Ebenen ausgebildet, die zumindest im Wesentlichen parallel zur Auflagefläche 6 sind. Windungsenden 15 der Magnetspulen 12, die auch als Abzapfungen bezeichnet werden, ragen an Schmalseiten der Magnetspulen 12 ab und sind für eine elektrische Verbindung mit einer nicht näher dargestellten Steuereinrichtung vorgesehen, von der elektrische Energie an die Magnetspulen 12 bereitgestellt werden kann. Die Magnetspulen 12 weisen exemplarisch zwei geradlinig ausgebildete, längste Magnetspulenabschnitte 16, 17 auf, die parallel zueinander und parallel zu einer Hauptachse 18 der jeweiligen Magnetspule 12 ausgerichtet sind. Hierdurch wird eine kompakte Anordnung der Magnetspulen 12 längs der Bewegungsachse 5 erreicht, wobei die Hauptachsen 18 der Magnetspulen 12 quer zur Bewegungsachse 5 ausgerichtet sind. Exemplarisch spannen die Bewegungsachse 5 und die Hauptachse 18 die als Ebene ausgebildete Auflagefläche 6 auf.The magnetic coils 12 are each from a variety of turns not shown formed of an insulated electrical conductor. The turns are formed in planes that are at least substantially parallel to the support surface 6 are. winding ends 15 of the magnetic coils 12 , which are also referred to as taps, protrude on narrow sides of the magnetic coils 12 from and are provided for an electrical connection with a control device, not shown, of the electrical energy to the magnetic coils 12 can be provided. The magnetic coils 12 exemplify two rectilinear, longest magnetic coil sections 16 . 17 on, parallel to each other and parallel to a major axis 18 the respective magnetic coil 12 are aligned. As a result, a compact arrangement of the magnetic coils 12 along the axis of movement 5 achieved, with the main axes 18 of the magnetic coils 12 transverse to the axis of movement 5 are aligned. Exemplary tension the movement axis 5 and the main axis 18 the trained as a plane support surface 6 on.

Vorzugsweise werden die Magnetspulen 12 abseits der Trägerplatte 4 mittels einer nicht dargestellten Wickelmaschine hergestellt und in einem nachfolgenden Arbeitsschritt durch Verbacken der Isolationsschicht um die Windungen und/oder durch Einbringen eines aushärtbaren Lacks zwischen die Windungen mechanisch stabilisiert. Vorzugsweise ist die Ausdehnung b der Auflagefläche 6 quer zur Bewegungsachse 5 bzw. in Richtung der Hauptachse 18 der Magnetspule 12 so gewählt, dass sie der Ausdehnung der Magnetspulenabschnitte 16, 17 entspricht, da hierdurch ein vorteilhafter Kompromiss zwischen den Eigenschaften der Trägerplatte 4 als magnetischer Rückschluss für die Magnetspulen 12 einerseits und der Ausdehnung der Trägerplatte 4 sowie im Hinblick auf das Gewicht des fertigen Stators 2 andererseits erreicht werden kann.Preferably, the magnetic coils 12 away from the carrier plate 4 produced by means of a winding machine, not shown, and mechanically stabilized in a subsequent step by caking the insulation layer around the turns and / or by introducing a curable varnish between the turns. Preferably, the extension b of the support surface 6 transverse to the axis of movement 5 or in the direction of the main axis 18 the solenoid 12 chosen so that they are the extension of the magnet coil sections 16 . 17 corresponds, since this is an advantageous compromise between the properties of the carrier plate 4 as a magnetic conclusion for the magnetic coils 12 on the one hand and the expansion of the carrier plate 4 as well as with regard to the weight of the finished stator 2 on the other hand can be achieved.

Die Windungsenden 15 der Magnetspulen 12 sind exemplarisch bogenförmig abgewinkelt und durchsetzen vorzugsweise beidseitig an Schmalseiten der Trägerplatte 4 angeordnete, beispielhaft als formstabile Leiterplatten 19, 20 ausgebildete gedruckte Schaltungen. Die Leiterplatten 19, 20 erstrecken sich mit ihrer längsten Kante zumindest im Wesentlichen parallel zu einer längsten Kante der Trägerplatte 4, wobei die längsten Kanten jeweils zumindest im Wesentlichen parallel zur Bewegungsachse 5 ausgerichtet sind. Die Leiterplatten 19, 20 weisen jeweils wenigstens eine Leiterplattenebene 21, 22 auf, die zumindest nahezu parallel zur Auflagefläche 6 ausgerichtet sind und auf denen jeweils nicht näher dargestellte elektrische Leiterbahnen ausgebildet sind. Für eine ortsfeste Anbringung der Leiterplatten 19, 20 an der Trägerplatte 4 kann diese mit seitlichen Vorsprüngen 23, 24 versehen sein, auf denen Distanzstücke 25 angebracht sind, die für eine Beabstandung der Leiterplatten 19, 20 von den Vorsprüngen 23, 24 ausgebildet sind. Vorzugsweise sind die Distanzstücke aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt.The winding ends 15 of the magnetic coils 12 are angled example arcuate and enforce preferably on both sides of narrow sides of the support plate 4 arranged, by way of example as dimensionally stable printed circuit boards 19 . 20 trained printed circuits. The circuit boards 19 . 20 extend with their longest edge at least substantially parallel to a longest edge of the carrier plate 4 , wherein the longest edges each at least substantially parallel to the axis of movement 5 are aligned. The circuit boards 19 . 20 each have at least one circuit board level 21 . 22 on, at least almost parallel to the support surface 6 are aligned and on each of which not shown electrical conductor tracks are formed. For a fixed attachment of printed circuit boards 19 . 20 on the carrier plate 4 can this with lateral projections 23 . 24 be provided on which spacers 25 attached, which are for a spacing of the printed circuit boards 19 . 20 from the projections 23 . 24 are formed. Preferably, the spacers are made of an electrically insulating material.

Stirnseitig weisen die Trägerplatten 4 jeweils eine Verbindungsfläche 28 auf, die vorzugsweise eben und orthogonal zur Auflagefläche 6 ausgerichtet sind. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform sind die Verbindungsflächen für einen gegenseitigen, insbesondere formschlüssigen, Eingriff beispielsweise mit einer Verzahnung versehen.Front side, the carrier plates 4 one connecting surface each 28 preferably flat and orthogonal to the support surface 6 are aligned. In one embodiment, not shown, the connecting surfaces for a mutual, in particular positive engagement, for example, provided with a toothing.

An den Verbindungsflächen 28 sind jeweils Ausnehmungen 29 eingebracht, in denen beispielsweise an einer parallel zur Auflagefläche 6 ausgerichteten Oberfläche entsprechend der vergrößerten Darstellung der 4 je zwei beabstandet zueinander angeordnete Zentrierhülsen 30 angeordnet sind. Die Zentrierhülsen 30 sind, vorzugsweise formschlüssig, in der Trägerplatte 4 festgelegt und weisen beispielsweise eine präzise vorgegebene Außengeometrie auf. Auf diese Außengeometrie der Zentrierhülsen 30, die insbesondere kreiszylindrisch ausgebildet sein kann, referenziert sowohl eine Bohrung in der Trägerplatte 4 als auch eine Bohrung in einem vorzugsweise plattenförmig ausgebildeten Koppelelement 31. Das Koppelelement 31 ist exemplarisch für eine Kopplung von Zentrierhülsen 30 benachbarter Trägerplatten 4 ausgebildet und stellt sicher, dass sich die Trägerplatten 4 in einem vorgebbaren Abstand und in einer vorgebbaren Ausrichtung zueinander befinden. Vorzugsweise wird das Koppelelement 31 mittels Schrauben 32 an den benachbart angeordneten Trägerplatten 4 gesichert. Dabei sind die Anordnung der Magnetspulen 12 auf den Trägerplatten 4 sowie die Lage der Verbindungsflächen 28 gegenüber den jeweils letzten Magnetspulen 12 derart ausgewählt, dass Magnetspulen 12 benachbarter Trägerplatten 4 in der gleichen Magnetspulenteilung t1 angeordnet sind, wie dies auch für die jeweils benachbarten Magnetspulen 12 auf den jeweiligen Trägerplatten 4 der Fall ist.At the connection surfaces 28 are each recesses 29 introduced, in which, for example, on a parallel to the support surface 6 aligned surface according to the enlarged view of the 4 two spaced apart centering sleeves 30 are arranged. The centering sleeves 30 are, preferably positively, in the support plate 4 set and, for example, have a precisely predetermined outer geometry. On this outer geometry of the centering sleeves 30 , which may be formed in particular circular cylindrical, both references a hole in the support plate 4 as well as a bore in a preferably plate-shaped coupling element 31 , The coupling element 31 is exemplary for a coupling of centering sleeves 30 adjacent support plates 4 trained and ensures that the carrier plates 4 are at a predeterminable distance and in a predeterminable orientation to each other. Preferably, the coupling element 31 by means of screws 32 at the adjacently arranged carrier plates 4 secured. Here are the arrangement of the magnetic coils 12 on the carrier plates 4 as well as the location of the connecting surfaces 28 opposite the last magnet coils 12 selected such that magnetic coils 12 adjacent support plates 4 are arranged in the same magnetic coil pitch t1, as well as for the respective adjacent magnetic coils 12 on the respective carrier plates 4 the case is.

In der 5 ist eine wannenartige Abdeckung 33 für den elektrodynamischen Teil 1 des Stators 2 dargestellt, die für einen mechanischen Schutz der Magnetspulen 12 sowie der Leiterplatten 19, 20 ausgebildet ist und zusammen mit der Trägerplatte 4 ein Raumvolumen umschließt, in dem die Magnetspulen 12 sowie die Leiterplatten 19, 20 aufgenommen werden können, wie dies in der 8 näher dargestellt ist. Vorzugsweise sind Hohlräume, die sich nach dem Aufsetzen der Abdeckung 33 auf die Trägerplatte 4 ergeben, mit einer nicht näher dargestellten Vergussmasse, beispielsweise einem zunächst flüssigen, aushärtbaren Kunstharz vergossen.In the 5 is a tub-like cover 33 for the electrodynamic part 1 of the stator 2 shown, for a mechanical protection of the magnetic coils 12 as well as the printed circuit boards 19 . 20 is formed and together with the carrier plate 4 encloses a volume of space in which the magnetic coils 12 as well as the printed circuit boards 19 . 20 can be included, as in the 8th is shown in more detail. Preferably, there are cavities that are located after placing the cover 33 on the carrier plate 4 revealed, potted with a potting compound, not shown, for example, an initially liquid, curable synthetic resin.

Aus den Darstellungen der 6 bis 8 geht der zusammengebaute Stator 2 hervor, der neben dem in den 1 bis 4 dargestellten elektrodynamischen Teil 1 und der darauf angebrachten Abdeckung 33 jeweils seitlich angeordnete Führungsmittel 34 umfasst. Die Führungsmittel 34 sind exemplarisch an der Trägerplatte 4 in nicht näher dargestellter Weise angebracht, insbesondere verschraubt. Durch geeignete Gestaltung der Befestigungen, beispielsweise der Bohrungen für die hierfür zu verwenden Schrauben, kann eine präzise Ausrichtung der Führungsmittel 34 gegenüber der Trägerplatte 4 und den darauf aufgenommenen Magnetspulen 12 erreicht werden. Ferner ist in den 6 bis 8 zur Darstellung der Funktionsweise des elektrodynamischen Antriebssystems in jeder Ansicht ein Transportmittel 3 gestrichelt eingezeichnet.From the representations of 6 to 8th go the assembled stator 2 which stands next to the one in the 1 to 4 shown electrodynamic part 1 and the cover attached to it 33 each laterally arranged guide means 34 includes. The guiding means 34 are exemplary on the support plate 4 mounted in a manner not shown, in particular screwed. By suitable design of the fasteners, such as the holes for the screws to be used for this purpose, a precise alignment of the guide means 34 opposite the carrier plate 4 and the magnetic coils received thereon 12 be achieved. Furthermore, in the 6 to 8th to illustrate the operation of the electrodynamic drive system in each view a means of transport 3 dashed lines.

Die Führungsmittel 34 umfassen eine Führungsnut 35, in der ein bandartig ausgebildetes Führungsprofil 36, das beispielsweise in der Art eines Edelstahlbandes ausgeführt sein kann, aufgenommen ist. Dabei dienen die frei abragenden Schenkel 37 der Führungsnut 35 zum einen als Haltemittel für das Führungsprofil 36 und zum anderen als Leitschienen für Rollen eines in den 9 bis 11 näher dargestellten Transportmittels. Eine den Führungsmitteln 34 entgegengesetzte Oberseite des Führungsprofils 36 dient als Führungsfläche 38, die beispielsweise als Abwälzfläche für Räder des nachstehend näher beschriebenen Transportmittels genutzt werden kann. Die Führungsmittel 34 erstrecken sich wie die Trägerplatte 4 mit gleichem Querschnitt längs der Bewegungsachse 5. Vorzugsweise sind die Führungsmittel 34 als Strangpressteile, insbesondere aus Aluminium, hergestellt.The guiding means 34 include a guide groove 35 in which a band-like trained guide profile 36 , which may be performed, for example, in the manner of a stainless steel strip added. Here are the freely projecting legs 37 the guide groove 35 on the one hand as a holding means for the guide profile 36 and on the other hand as guide rails for roles in the 9 to 11 Transport means shown in detail. One of the guide means 34 opposite top of the guide profile 36 serves as a guide surface 38 , which can be used for example as a rolling surface for wheels of the transport means described in more detail below. The guiding means 34 extend like the support plate 4 with the same cross-section along the axis of movement 5 , Preferably, the guide means 34 as extruded parts, in particular made of aluminum.

Exemplarisch sind die Führungsmittel 34 mit Nuten 40, 41 versehen, die zur Aufnahme von nicht näher dargestellten Positionsmesssystemen ausgebildet sind. Beispielsweise sind die der Trägerplatte 4 zugewandten Nuten 40 für die Aufnahme eines im Wesentlichen längs der Erstreckung der Trägerplatte längs der Bewegungsachse ausgedehnten Positionsmesssystems, insbesondere auf Basis einer magnetostriktiven Positionsmessung, ausgebildet, das eine Positionsbestimmung mehrerer Transportmittel ermöglicht. Die von der Trägerplatte 4 abgewandten Nuten können insbesondere für Sensoren eines hochauflösenden Positionsmesssystems ausgebildet sein, das eine besonders präzise Positionsbestimmung eines einzelnen oder nur weniger Transportmittel längs der Bewegungsachse 5 und nur entlang eines vorgebbaren Abschnitts der Trägerplatte 4 ermöglicht.Exemplary are the management tools 34 with grooves 40 . 41 provided, which are designed to receive position measuring systems, not shown. For example, those of the carrier plate 4 facing grooves 40 for the reception of a position measuring system which extends substantially along the extension of the carrier plate along the movement axis, in particular on the basis of a magnetostrictive position measurement, which enables a position determination of a plurality of transport means. The from the carrier plate 4 remote grooves may be formed in particular for sensors of a high-resolution position measuring system, which is a particularly precise position determination of a single or only a few means of transport along the axis of movement 5 and only along a predeterminable portion of the carrier plate 4 allows.

Das in den 9 bis 11 näher dargestellte Transportmittel 3 ist exemplarisch als Wagen mit vier Rädern 42 ausgebildet, wobei die Räder 42 an einem Chassis 43 mittels Achsen 44 verbunden sind. Die Räder 42 können beispielsweise als Kugellager ausgebildet sein, deren nicht näher dargestellte Innenringe drehfest an den Achsen 44 festgelegt sind und deren Außenringe zum Abrollen auf dem Führungsprofil 36 ausgebildet sind. Das Transportmittel 3 weist an einer Oberseite eine exemplarisch kreisrund ausgebildete Transportgutausnehmung 45 auf, in der beispielsweise ein zylindrischer Hohlkörper wie beispielsweise eine Aerosoldose aufgenommen werden kann. An einer Unterseite des Transportmittels 3 sind mehrere exemplarisch als Quadermagnete ausgebildete Permanentmagnete 46 aufgenommen, die alle im Wesentlichen gleiche Abmaße aufweisen. Dabei ist vorgesehen, dass einander benachbarte Permanentmagnete 46 jeweils eine gegensinnige magnetische Polung aufweisen, wie dies in der 11 durch die Kennzeichnungen für die magnetischen Nordpole „N” und für die magnetischen Südpole „S” dargestellt wird. Dabei sind die Quadermagnete 46 derart ausgebildet, dass die jeweiligen Pole der Quadermagnete 46 den Magnetspulen 12 zugewandt sind. Eine Permanentmagnetteilung t2, die als Beabstandung der Mittelachsen benachbarter Permanentmagnete 46 angesehen werden kann, ist zumindest im Wesentlichen konstant gewählt.That in the 9 to 11 detailed transport 3 is exemplary as a car with four wheels 42 formed, with the wheels 42 on a chassis 43 by means of axes 44 are connected. The wheels 42 For example, they may be formed as ball bearings whose inner rings, not shown in detail rotatably on the axes 44 are set and their outer rings to roll on the guide profile 36 are formed. The means of transport 3 has on an upper side an exemplary circular trained Transportgutausnehmung 45 on, in which, for example, a cylindrical hollow body such as an aerosol can be included. At a bottom of the means of transport 3 are several exemplified as block magnets permanent magnets 46 received, all of which have substantially the same dimensions. It is provided that adjacent permanent magnets 46 each having an opposite magnetic polarity, as shown in the 11 is represented by the markings for the north magnetic poles "N" and the south magnetic poles "S". Here are the block magnets 46 formed such that the respective poles of the block magnets 46 the magnetic coils 12 are facing. A permanent magnet pitch t2, which is a spacing of the center axes of adjacent permanent magnets 46 can be considered is at least chosen to be substantially constant.

Vorzugsweise sind die Magnetspulenteilung t1 und die Permanentmagnetteilung t2 derart aufeinander abgestimmt, dass pro Längeneinheit drei Magnetspulen 12 auf vier Permanentmagnete 46 treffen. Die Beabstandung der Oberflächen der Permanentmagnete 46 und der gegenüberliegend angeordneten Magnetspulen 12 ist nur schematisch dargestellt und beträgt in der Praxis vorzugsweise wenige 1/10 Millimeter. Der sich hierdurch ergebende Luftspalt 47 ist derart gewählt, dass ein günstiger Kompromiss zwischen einer vorteilhaften Ausnutzung der elektrischen Energie, die für das elektrodynamische Antriebssystem zur Verfügung gestellt werden muss, um eine Bewegung der Transportmittel 3 hervorzurufen, und einer fertigungstechnisch und montageseitig gut handhabbaren Bauweise für die Komponenten des elektrodynamischen Antriebssystems.Preferably, the magnetic coil pitch t1 and the permanent magnet pitch t2 are matched to one another in such a way that three magnet coils per unit length 12 on four permanent magnets 46 to meet. The spacing of the surfaces of the permanent magnets 46 and the oppositely arranged magnetic coils 12 is shown only schematically and is in practice preferably a few 1/10 millimeters. The resulting air gap 47 is chosen such that a favorable compromise between an advantageous utilization of the electrical energy which must be made available for the electrodynamic drive system to a movement of the transport means 3 produce, and a manufacturing technology and assembly side easy to handle design for the components of the electrodynamic drive system.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010047296 A1 [0002]

Claims

Stator for a linear direct drive with a magnetizable carrier plate ( 4 ), which has a bearing surface ( 6 ) for the arrangement of magnetic coils ( 12 ), with magnetic coils ( 12 ), which are formed as an arrangement of a plurality of windings of an electrical conductor, wherein the windings each determine Windungsebenen, at least substantially parallel to the support surface ( 6 ), wherein the magnetic coils ( 12 ) adjacent to each other and having a major axis ( 18 ) transverse to a longest edge of the carrier plate ( 4 ), which has a movement axis ( 5 ), on the support surface ( 6 ) and wherein winding ends of the magnetic coils with at least one printed circuit ( 19 . 20 ), the interconnects for a selective electrical supply of a plurality of magnetic coils ( 12 ) having.

Stator according to claim 1, characterized in that the at least one printed circuit ( 19 . 20 ) parallel to the longest edge of the carrier plate ( 4 ) and / or that a printed circuit board level of the printed circuit ( 19 . 20 ) parallel to the bearing surface ( 6 ) of the carrier plate ( 4 ) is aligned.

Stator according to claim 1 or 2, characterized in that the turns of the magnetic coils ( 12 ) an elongated, groove-shaped recess ( 11 ), wherein two rectilinear, longest magnet coil sections ( 16 . 17 ) parallel to each other and parallel to the main axis ( 18 ) of the magnetic coil ( 12 ) are aligned.

Stator according to claim 3, characterized in that an extension of the carrier plate ( 4 ), in particular the bearing surface ( 6 ) of the carrier plate ( 4 ), transversely to the axis of movement ( 5 ) substantially the extent of the two rectilinear, longest magnetic coil sections ( 16 . 17 ) transverse to the axis of motion ( 5 ) and / or that the groove-shaped recesses ( 11 ) of the magnetic coils ( 12 ) of at least two with the carrier plate ( 4 ) associated centering elements ( 8th ) are interspersed.

Stator according to one of the preceding claims, characterized in that between the carrier plate ( 4 ) and the magnetic coils ( 12 ) an insulating layer ( 10 ), in particular an insulating film, is arranged.

Stator according to claim 5, characterized in that in the insulating layer ( 10 ) and in the carrier plate ( 4 ) Recesses for receiving the centering elements ( 8th ) are formed.

Stator according to claim 6, characterized in that the centering elements ( 8th ) are made of an electrically insulating material and a circumferential collar ( 9 ) for covering a peripheral edge region of the insulating layer adjoining the recess ( 10 ) exhibit.

Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic coils ( 12 ) and the printed circuits ( 19 . 20 ) are received in a volume of space substantially from the support plate ( 4 ) and of a non-magnetizable, in particular U-shaped, cover ( 33 ) is limited.

Stator according to claim 8, characterized in that the volume of space of the magnetic coils ( 12 ) and the printed circuits ( 19 . 20 ) And at least almost completely filled by a potting compound.

Stator according to one of the preceding claims, characterized in that on opposite narrow sides of the carrier plate ( 4 ) along the longest edge of the carrier plate ( 4 ) each elongate guide means ( 34 ) are mounted, each at least one along the narrow side of the carrier plate ( 4 ), in particular parallel to the support surface ( 6 ) aligned, guide surface ( 38 ) exhibit.

Stator according to claim 10, characterized in that on the guide surface ( 38 ) a wear protection layer ( 36 ), in particular a wear protection profile, is applied and / or that the guide means ( 34 ) at least one along the longest edge of the carrier plate ( 4 ) have extended groove-like depression, which is designed to receive a position measuring system.

Electrodynamic drive system with at least one stator ( 2 ) according to one of the preceding claims and with at least one transport means ( 3 ), which for a linear relative movement relative to the stator ( 2 ) and for an electrodynamic interaction with the magnetic coils ( 12 ) of the stator ( 2 ) is provided with a permanent magnet arrangement.

Electrodynamic drive system according to claim 12, characterized in that the permanent magnet arrangement comprises a plurality of rectangular magnets ( 46 ), which are arranged adjacent to each other, wherein in each case adjacently arranged block magnets ( 46 ) have mutually opposite polarities.

Electrodynamic drive system according to claim 13, characterized in that the block magnets ( 46 ) along the axis of movement ( 5 ) are arranged in a constant permanent magnet pitch (t2), which in a predeterminable ratio to one of the arrangement of the magnetic coils ( 12 ) along the axis of motion ( 5 ) certain magnetic coil pitch (t1) is.

Electrodynamic drive system according to claim 14, characterized in that the permanent magnet pitch (t2) for the magnetic coil pitch (t1) is in a ratio of 3 to 4 per unit length.

Electrodynamic drive system according to one of Claims 12 to 15, characterized in that adjacent carrier plates ( 4 ) by means of a connecting element ( 31 ) made of magnetizable material are coupled together.