DE102013111862A1 - Spulengruppe eines kernlosen Linearmotors und deren Spule - Google Patents

Spulengruppe eines kernlosen Linearmotors und deren Spule Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spulengruppe eines kernlosen Linearmotors und deren Spule, wobei die Spule (1) zwei vertikale Arbeitsschenkel (12) und zwei axialen Ruheschenkel (13) aufweist, wobei eine Vielzahl von Spulen (1) versetzt angeordnet sind, wobei die vertikalen Schenkel (12) einer Spule (1) in die Zentralfreiräume (11) der benachbarten Spulen (1) einragen, wodurch die Spulengruppe (A) gebildet ist, wobei die Breite des vertikalen Arbeitsschenkels (12) als D1 definiert wird, wobei der Abstand der Innenseiten der beiden vertikalen Arbeitsschenkel (12) als D2 definiert, D2 = m × D1 + ΔL, wobei m für die Anzahl der vertikalen Arbeitsschenkel (12) der anderen Spulen (1) im Zentralfreiraum (11) der Spule steht, ΔL für eine Spaltbreite steht, um zwischen zwei benachbarten vertikalen Arbeitsschenkeln (12) eine Trennscheibe (2) aufzunehmen, die durch eine Kühlrippe oder eine Isolierscheibe gebildet ist, so dass nach der Bestromung der Spulengruppe eine bessere Kühl- und Isolierwirkung erreicht wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spulengruppe eines kernlosen Linearmotors und deren Spule, die das Volumen verkleinern kann, wobei die Spulen versetzt angeordnet sind und durch Trennscheiben getrennt werden, die eine Kühl- oder Isolierwirkung aufweisen.
  • Die 17 und 18 zeigen einen herkömmlichen kernlosen Linearmotor, der einen Statur (X) und einen Läufer (Y) umfasst. Der Läufer (Y) läuft entlang der Fahrstrecke des Stators (X). Der Statur (X) ist durch eine Vielzahl von Permanentmagneten (M) gebildet, die miteinander einen Luftspalt besitzen, mit abwechselndem N-Pol und S-Pol gereiht sind und eine U-förmige Fahrstrecke (U) bilden. Der Läufer (Y) weist eine Vielzahl von Spulen auf, die aneinander gereiht sind und eine Spulengruppe bilden, die üblicherweise eine Dreiphasenspulengruppe ist. Die Spulengruppe ist von einer Harzkapsel (Z) umschlossen und in einer Aufnahmeausnehmung eines Montagetisches (W) angeordnet.
  • Aus dem taiwanesischen Patent 201126875 ist eine Spulengruppe eines Linearmotors bekannt, die eine Spulengruppe, einen Träger und eine Harzkapsel umfasst. Die Spulen weisen jeweils zwei gegenüberliegende Arbeitsschenkel sowie einen ersten Ruheschenkel und einen zweiten Ruheschenkel auf. An dem ersten Ruheschenkel sind eine Vielzahl von versetzten ersten Biegeabschnitten gebildet. An dem zweiten Ruheschenkel sind eine Vielzahl von Drähten vorgesehen, die mit einem externen Kabel verbunden sind. Der Träger weist einen Steckraum auf, dessen Form der der Biegeabschnitte entspricht. In den Steckraum werden die Spulen gesteckt. Die Harzkapsel umschließt die Spulen und verschließt den Steckraum. Dadurch wird die Kontaktfläche der Spulen und der Innenwand des Steckraums des Trägers vergrößert, so dass die Kühlwirkung erhöht wird. Da die beiden Arbeitsschenkel der Spulen versetzt angeordnet sind, wird das Volumen der Spulengruppe verkleinert.
  • Aus dem amerikanischen Patent US5998890 ist eine Spulengruppe eines Linearmotors bekannt. Die Spule weist zwei vertikale Arbeitsschenkel und zwei axiale Ruheschenkel auf. Für den Abstand der beiden vertikalen Arbeitsschenkel (CIW), die Breite des vertikalen Arbeitsschenkels (CSW) und die Phasenzahl des Stroms (#Φ) gilt die Gleichung CIW = CSW × (#Φ – 1). Da die Spulen überlappen, wird das Volumen der Spulengruppe verkleinert und die Leistung des Linearmotors erhöht.
  • Die Anforderung an die Arbeitsleistung und die Geschwindigkeit des Linearmotors ist immer höher, wodurch der Strom oder die Spannung des Linearmotors auch erhöht wird. Gleichzeitig steigt die Wärme der Spulen, so dass die Leistung des Linearmotors reduziert wird. Je Dichter die Spulen gereiht sind, desto schwieriger ist die Ableitung der Wärme. Zudem wird die Isolierwirkung der Spulen durch die dichte Anordnung reduziert, so dass ein Kurzschluss auftreten kann. Beim amerikanischen Patent US5998890 mit der Gleichung CIW = CSW × (#Φ – 1) ist kein Raum für ein Kühl- oder Isolierelement vorhanden, so dass die Kühl- oder Isolierwirkung nicht gut ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spule zu schaffen, wobei eine Vielzahl von Spulen versetzt angeordnet sind und von Trennscheiben getrennt werden. Der Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, eine Spulengruppe eines kernlosen Linearmotors zu schaffen, die eine gute Kühl- und Isolierwirkung aufweist.
  • Diese Aufgaben werden durch die erfindungsgemäße Spule gelöst, die durch Wickeln eines isolierten Drahtes gebildet ist, eine Ringform hat, einen Zentralfreiraum bildet und zwei vertikale Arbeitsschenkel und zwei axialen Ruheschenkel aufweist, wobei nahe an den beiden axialen Ruheschenkeln jeweils ein Biegeabschnitt gebildet ist, wobei eine Vielzahl von Spulen versetzt angeordnet sind und eine Spulengruppe bilden, wobei die vertikalen Schenkel einer Spule in die Zentralfreiräume der benachbarten Spulen einragen, wobei die Spule zwei gegenüberliegende Seitenflächen besitzt, wobei die Breite des vertikalen Arbeitsschenkels als D1 definiert wird, wobei der Abstand der Innenseiten der beiden vertikalen Arbeitsschenkel als D2 definiert, D2 = m × D1 + ΔL, wobei m für die Anzahl der vertikalen Arbeitsschenkel der anderen Spulen im Zentralfreiraum der Spule steht, ΔL für eine Spaltbreite steht, um zwischen zwei benachbarten vertikalen Arbeitsschenkeln eine Trennscheibe aufzunehmen. Die Spaltbreite ΔL = ΔL1 + ΔL2 + ΔL3 + ... + ΔLn, wobei ΔL1 bis ΔLn das Ergebnis der Division von ΔL durch n sind, wobei sich die Spaltbreiten ΔL1 bis ΔLn jeweils zwischen zwei benachbarten vertikalen Arbeitsschenkeln befinden, wobei n ≤ m + 1, wobei n eine positive ganze zahl ist. Die Spaltbreiten ΔL1 bis ΔLn sind gleich. Mindestens eine Trennscheibe ist vorgesehen, die eine Dicke T besitzt, wobei die Dicke T ≤ ΔL, und von den Seitenflächen der Spulen in den Spalt zwischen zwei benachbarten verstikalen Arbeitsschenkeln gesteckt werden, wodurch eine Spulengruppe gebildet ist. Die Trennscheiben können die Dicken T1 bis Tn besitzen, wobei T1 = ΔL1, T2 = ΔL2, T3 = ΔL3 ... Tn = ΔLn, und füllen die Spaltbreiten ΔL1 bis ΔLn von zwei benachbarten vertikalen Arbeitsschenkeln aus. Die Trennscheiben sind durch Kühlrippen oder Isolierscheiben oder teilweise durch Kühlrippen und teilweise durch Isolierscheiben gebildet. Oder das Material der Trennscheibe besitzt sowohl die Isolierwirkung als auch die Kühlwirkung.
  • n = m + 1, wobei zwischen zwei benachbarten vertikalen Arbeitsschenkeln jeweils eine Spaltbreite ΔL1 bis ΔLn für die Trennscheiben gebildet ist.
  • Die Trennscheiben sind durch ein Verbindungselement miteinander verbunden, das die folgenden Ausführungsformen besitzt: 1. das Verbindungselement weist eine erste Verbindungsscheibe auf, die die gleiche Seite der Trennscheiben miteinander verbindet, wobei die Trennscheiben von einer Seitenfläche der Spulen jeweils zwischen zwei benachbarte vertikale Arbeitsschenkel gesteckt werden, wodurch die erste Scheibe an der Seitenfläche der Spulen anliegt; oder das Verbindungselement weist weiter eine zweite Verbindungsscheibe auf, die an der anderen Seitenfläche der Spulen und der anderen Seite der Trennscheiben anliegt; 2. das Verbindungselement weist eine dritte Verbindungsscheibe und eine vierte Verbindungsscheibe auf, wobei die Trennscheiben mit der dritten Verbindungsscheibe oder der vierten Verbindungsscheibe verbunden sind, wobei die Trennscheiben jeweils zwischen zwei benachbarte vertikale Arbeitsschenkel gesteckt werden, wodurch die dritte Scheibe und die vierte Scheibe an den beiden gegenüberliegenden Seitenflächen anliegen; 3. das Verbindungselement weist eine Vielzahl von fünften Verbindungsscheiben auf, wobei die beiden Enden einer Trennscheibe jeweils durch eine fünfte Verbindungsscheibe mit den benachbarten Trennscheiben verbunden sind, wodurch eine Mäanderform gebildet ist.
  • An einer Seite der Spulengruppe ist ein Kühlstück angeordnet. Das Kühlstück besitzt vorzugsweise mehr als ein Wärmekonvektionsloch. Das Kühlstück kann mit dem Verbindungselement einteilig ausgebildet sein, wobei eine Harzkapsel die Spulengruppe und die Trennscheiben umschließt, während das Kühlstück aus der Harzkapsel herausragt. An der Spulengruppe und den Trennscheiben kann ein Montagekörper angeordnet sein, an dem das Kühlstück befestigt ist.
  • Die Spulen sind versetzt angeordnet und die Überlappungslänge der vertikalen Arbeitsschenkel der Spulen wird als L1 definiert, wobei die Länge der Trennscheiben mindestens L1 beträgt und die Trennscheiben jeweils zwischen den Überlappungsbereichen von zwei benachbarten vertikalen Arbeitsschenkeln liegen. Der Abstand der beiden axialen Ruheschenkel wird als L2 definiert, wobei L2 größer ist als L1, wobei die Trennscheiben eine Länge L2 besitzen.
  • Daher weist die Erfindung folgende Vorteile auf:
    • 1. die Innenseiten der beiden vertikalen Arbeitsschenkel der Spule besitzen einen Abstand D2, der eine Spaltbreite ΔL enthält, die durch zwei benachbarte vertikale Arbeitsschenkel gebildet ist und zur Aufnahme einer Trennscheibe dient, wodurch die Spule insbesondere für die Spulengruppe eines kernlosen Linearmotors geeignet ist;
    • 2. die erfindungsgemäße Spulengruppe eines kernlosen Linearmotors kann durch die Trennscheiben aus Isoliermaterial eine höhere Isolierwirkung erreichen, so dass der Linearmotor eine höhere Arbeitsspannung besitzen kann;
    • 3. die erfindungsgemäße Spulengruppe eines kernlosen Linearmotors kann durch die Trennscheiben aus Kühlmaterial eine höhere Kühlwirkung erreichen, wodurch der Linearmotor einen höheren Arbeitsstrom besitzen kann;
    • 4. die erfindungsgemäße Spulengruppe eines kernlosen Linearmotors kann durch die Verwendung der Trennscheiben aus Isoliermaterial die Isolierwirkung erhöhen oder durch die Verwendung der Trennscheiben aus Kühlmaterial die Kühlwirkung erhöhen, oder durch die Kombination der Trennscheiben aus Isoliermaterial und Kühlmaterial gleichzeitig die Isolierwirkung und die Kühlwirkung erhöhen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
  • 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Spule,
  • 2 eine Grundrissdarstellung der erfindungsgemäßen Spule,
  • 3 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Spulengruppe,
  • 4 eine Darstellung der Anwendung der Erfindung auf eine Dreiphasenspule, wobei m = 2 und n = 3,
  • 5 eine Darstellung der Anwendung der Erfindung auf eine Zweiphasenspule, wobei m = 1 und n = 2,
  • 6 eine Darstellung der Anwendung der Erfindung auf eine Dreiphasenspule, wobei m = 2 und n = 2,
  • 7 eine Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei die Trennscheiben mit einer ersten Verbindungsscheibe verbunden sind,
  • 8 eine Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei die Trennscheiben mit einer ersten Verbindungsscheibe verbunden sind und eine zweite Verbindungsscheibe vorgesehen ist,
  • 9 eine Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei die Trennscheiben mit einer dritten und vierten Verbindungsscheibe verbunden sind,
  • 10 eine Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei die Trennscheiben mit fünften Verbindungsscheiben verbunden sind,
  • 11 eine Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei an einer Seite der Spulengruppe ein Kühlstück angeordnet ist,
  • 12 eine Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei das Kühlstück Wärmekonvektionslöcher besitzt,
  • 13 eine Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei das Kühlstück mit dem Verbindungselement einteilig ausgebildet ist und aus der Harzkapsel herausragt,
  • 14 eine Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei der aus der Harzkapsel herausragende Kühlstück an einem Montagekörper befestigt ist,
  • 15 eine Darstellung des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei die Trennscheiben eine Länge hat, die gleich ist wie der Abstand L2 der beiden axialen Ruheschenkel, und durch Isolierscheiben gebildet sind,
  • 16 eine Seitenansicht gemäß 15,
  • 17 eine perspektivische Darstellung des herkömmlichen Linearmotors, und
  • 18 eine Frontansicht gemäß 17.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
  • Die 1 bis 3 zeigen das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung, das umfasst:
    eine Spulengruppe (A), die eine Vielzahl von Spulen (1) beinhaltet, die jeweils durch Wickeln eines isolierten Drahtes gebildet sind, eine Ringform haben, einen Zentralfreiraum (11) bilden und zwei vertikale Arbeitsschenkel (12) und zwei axialen Ruheschenkel (13) aufweisen, wobei nahe an den beiden axialen Ruheschenkeln (13) jeweils ein Biegeabschnitt (14) gebildet ist, wobei die Spulen (1) versetzt angeordnet sind und die Spulengruppe (A) bilden, wobei die vertikalen Schenkel (12) einer Spule (1) in die Zentralfreiräume (11) der benachbarten Spulen (1) einragen, wobei die Spule (1) zwei gegenüberliegende Seitenflächen (15) besitzt, wobei die Breite des vertikalen Arbeitsschenkels (12) als D1 definiert wird, wobei der Abstand der Innenseiten der beiden vertikalen Arbeitsschenkel (12) als D2 definiert, D2 = m × D1 + ΔL, wobei m für die Anzahl der vertikalen Arbeitsschenkel (12) der anderen Spulen (1) im Zentralfreiraum (11) der Spule (1) steht, ΔL für eine Spaltbreite steht, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ΔL = ΔL1 + ΔL2 + ΔL3 + ... + ΔLn und ΔL1 = ΔL2 = ΔL3 = ... = ΔLn, wobei ΔL1 bis ΔLn das Ergebnis der Division von ΔL durch n sind, wobei sich die Spaltbreiten ΔL1 bis ΔLn jeweils zwischen zwei benachbarten vertikalen Arbeitsschenkeln (12) befindet, wobei n ≤ m + 1, wobei n eine positive ganze zahl ist,
    eine Vielzahl von Trennscheiben (2), die eine Dicke T besitzen, wobei die Dicke T ≤ ΔL, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispielen die Trennscheiben (2) die Dicken T1 bis Tn besitzen, wobei T1 = ΔL1, T2 = ΔL2, T3 = ΔL3 ... Tn = ΔLn, wodurch T = T1 = T2 = T3 = Tn, wobei die Trennscheiben (2) die Spaltbreiten ΔL1 bis ΔLn von zwei benachbarten vertikalen Arbeitsschenkeln (12) in dem Zentralfreiraum (11) der Spule (1) ausfüllen, wodurch die Spulengruppe gebildet ist. In 4 ist die Spulengruppe (A) eine Dreiphasenspule und weist eine erste Phase Φ1, eine zweite Phase Φ2, eine dritte Phase Φ3 auf, wobei m = 2 und n = 3, d. h. im Zentralfreiraum (11) einer Spule (1) können die vertikalen Arbeitsschenkel (12) der linken und rechten benachbarten Spule (1) aufgenommen werden, wobei zwischen zwei benachbarten vertikalen Arbeitsschenkeln (12) jeweils eine Trennscheibe (2) angeordnet ist.
  • In 5 ist die Spulengruppe (A) eine Zweiphasenspule und weist eine erste Phase Φ1 und eine zweite Phase Φ2 auf, wobei m = 1 und n = 2, d. h. im Zentralfreiraum (11) einer Spule (1) kann der vertikale Arbeitsschenkel (12) der linken oder rechten benachbarten Spule (1) aufgenommen werden, wobei zwischen zwei benachbarten vertikalen Arbeitsschenkeln (12) jeweils eine Trennscheibe (2) angeordnet ist.
  • In 6 ist die Spulengruppe (A) eine Dreiphasenspule und weist eine erste Phase Φ1, eine zweite Phase Φ2, eine dritte Phase Φ3 auf, wobei m = 2 und n = 2, d. h. im Zentralfreiraum (11) einer Spule (1) können die vertikalen Arbeitsschenkel (12) der linken und rechten benachbarten Spule (1) aufgenommen werden, wobei zwischen den vertikalen Arbeitsschenkel (12) der linken und rechten benachbarten Spule (1) und den vertikalen Arbeitsschenkeln (12) der Spule (1) jeweils eine Trennscheibe (2) angeordnet ist, und wobei die vertikalen Arbeitsschenkel (12) der linken und rechten benachbarten Spule (1) aneinander anliegen.
  • Die Trennscheiben (2) können durch Isolierscheiben aus isoliertem Material gebildet sein. Wenn an die Spulengruppe (A) eine hohe Spannung oder ein hoher Strom angelegt wird, kann die Spulen (1) voneinander im isolierten Zustand gehalten werden, um einen Kurzschluss der Spulen (1) zu vermeiden. Als Material der Trennscheiben (2) kann Harz, Isolierschicht, Vanish, PI-Isolierband, Isolierpapier, Kohlenstofffasern, Glasfasern, Kunststoff, Kereamik usw. sein.
  • Die Trennscheiben (2) können auch durch Kühlrippen mit guter Wärmeleitfähigkeit gebildet sein. Wenn die Spulengruppe (A) eine hohe Leistung aufweist, können die Trennscheiben (2) die Wärme der Spulen (1) der Spulengruppe (A) in die Umgebungsluft oder in ein Kühlelement ableiten. Das Material mit guter wärmeleitfähigkeit kann Aluminiumlegierung, Kupferlegierung, Nichtroststahl, Keramik, Kohlenstofffasern usw. sein.
  • Vorzugsweise besitzen die Trennscheiben (2) sowohl eine Isolierwirkung als auch eine Kühlwirkung. Je nach dem Bedarf können die Trennscheiben (2) teilweise durch Kühlrippen und teilweise durch Isolierscheiben gebildet sein.
  • Im zweiten Ausführungsbeispiel sind die Trennscheiben (2) durch ein Verbindungselement miteinander verbunden. Das Verbindungselement besitzt die folgenden Ausführungsformen:
    • 1. in 7 weist das Verbindungselement eine erste Verbindungsscheibe (3) auf, die die gleiche Seite der Trennscheiben (2) miteinander verbindet, wobei die Trennscheiben (2) von einer Seitenfläche der Spulen (1) jeweils zwischen zwei benachbarte vertikale Arbeitsschenkel (12) gesteckt werden, wodurch die erste Scheibe (3) an der Seitenfläche (15) der Spulen anliegt;
    • 2. in 8 weist das Verbindungselement eine erste Verbindungsscheibe (3) auf, die die gleiche Seite der Trennscheiben (2) miteinander verbindet, wobei die Trennscheiben (2) von einer Seitenfläche der Spulen (1) jeweils zwischen zwei benachbarte vertikale Arbeitsschenkel (12) gesteckt werden, wodurch die erste Scheibe (3) an den Seitenflächen (15) anliegt, wobei das Verbindungselement weiter eine zweite Verbindungsscheibe (4) aufweist, die an der anderen Seitenfläche (15) der Spulen (1) und der anderen Seite der Trennscheiben (2) anliegt;
    • 3. in 9 weist das Verbindungselement eine dritte Verbindungsscheibe (5) und eine vierte Verbindungsscheibe (6) auf, wobei die Trennscheiben (2) mit der dritten Verbindungsscheibe (5) oder der vierten Verbindungsscheibe (6) verbunden sind, wobei die Trennscheiben (2) jeweils zwischen zwei benachbarte vertikale Arbeitsschenkel (12) gesteckt werden, wodurch die dritte Verbindungsscheibe (5) und die vierte Verbindungsscheibe (6) an den beiden gegenüberliegenden Seitenflächen (15) anliegen; im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei benachbarte Trennscheiben (2) jeweils mit der dritten Verbindungsscheibe (5) und der vierten Verbindungsscheibe (6) verbunden;
    • 4. in 10 weist das Verbindungselement eine Vielzahl von fünften Verbindungsscheiben (7), wobei die beiden Enden einer Trennscheibe (2) jeweils durch eine fünfte Verbindungsscheibe (7) mit den benachbarten Trennscheiben (2) verbunden sind, wodurch eine Mäanderform gebildet ist;
  • Das Material des Verbindungselements ist gleich wie das der Trennscheiben (2). Das Verbindungselement kann neben der Verbindung der Trennscheiben (2) auch die Montage der Trennscheiben (2) erleichtern und die Kontaktfläche der Spulen (1) der Spulengruppe (A) mit dem Isolier- oder Kühlmaterial vergrößern, wodurch die Isolier- und Kühlwirkung erhöht wird.
  • 11 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wenn die Trennscheiben (2) durch Kühlrippen gebildet sind, kann ein Kühlstück (8) an einer Seite der Spulengruppe (A) angeordnet sein, wodurch die Wärme nach Bestromung der Spulengruppe (A) schnell auf das Kühlstück (8) geleitet werden kann, das dann die Wärme in die Umgebungsluft abgibt. Wie aus 12 ersichtlich ist, kann das Kühlstück (8) mehr als ein Wärmekonvektionsloch (81) besitzen, um die Kontaktfläche des Kühlstücks (8) mit der Luft zu vergrößern, damit die Kühlwirkung erhöht wird. Wie aus 13 ersichtlich ist, kann das Kühlstück (8) mit dem Verbindungselement einteilig ausgebildet sein, wobei eine Harzkapsel (9) die Spulengruppe (A) und die Trennscheiben (2) umschließt, während das Kühlstück (8) aus der Harzkapsel (9) herausragt. Wie aus 14 ersichtlich ist, kann an der Spulengruppe (A) und den Trennscheiben (2) ein Montagekörper (10) angeordnet sein, an dem das Kühlstück (8) befestigt ist, um eine Schwankung des Kühlstück (8) beim Laufen des Läufers gegenüber dem Stator zu vermeiden.
  • Die 15 und 16 zeigen das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Spulen (1) versetzt angeordnet sind und die Überlappungslänge der vertikalen Arbeitsschenkel der Spulen (1) als L1 definiert wird. Die Länge der Trennscheiben (2) beträgt mindestens L1. Die Trennscheiben (2) liegen jeweils zwischen den Überlappungsbereichen von zwei benachbarten vertikalen Arbeitsschenkeln (12), in diesem Ausführungsbeispiel wird der Abstand der beiden axialen Ruheschenkel (13) als L2 definiert, wobei L2 größer ist als L1. Wenn die Trennscheiben (2) durch Isolierscheiben (2) gebildet sind, besitzen die Trennscheiben (2) eine Länge L2. An der Biegestelle des Drahtes der Spule (1) kann die Isolierwirkung verschwinden. Da sich die Trennscheiben (2) bis die axialen Ruheschenkel (13) erstrecken, kann die Isolierwirkung an der Biegestelle des Drahtes der Spule (1) erhöht werden.
  • Die vorstehende Beschreibung stellt nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung.
  • Bezugszeichenliste
    • A
    Spulengruppe
    1
    Spule
    11
    Zentralfreiraum
    12
    vertikaler Arbeitsschenkel
    13
    axialer Ruheschenkel
    14
    Biegeabschnitt
    15
    Seitenfläche
    2
    Trennscheibe
    3
    erste Verbindungsscheibe
    4
    zweite Verbindungsscheibe
    5
    dritte Verbindungsscheibe
    6
    vierte Verbindungsscheibe
    7
    fünfte Verbindungsscheibe
    8
    Kühlstück
    81
    Wärmekonvektionsloch
    9
    Harzkapsel
    10
    Montagekörper
    20
    Schraube
    X
    Stator
    Z
    Läufer
    M
    Permanentmagnet
    U
    U-förmige Fahrstrecke
    W
    Montagetisch
    Z
    Harzkapsel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • TW 201126875 [0003]
    • US 5998890 [0004, 0005]

Claims (20)

  1. Spule, die durch Wickeln eines Isolierten Drahtes gebildet ist, eine Ringform hat, einen Zentralfreiraum (11) bildet und zwei vertikale Arbeitsschenkel (12) und zwei axialen Ruheschenkel (13) aufweist, wobei nahe an den beiden axialen Ruheschenkeln (13) jeweils ein Biegeabschnitt (14) gebildet ist, wobei eine Vielzahl von Spulen (1) versetzt angeordnet sind und eine Spulengruppe (A) bilden, wobei die vertikalen Schenkel (12) einer Spule (1) in die Zentralfreiräume (11) der benachbarten Spulen (1) einragen, wobei die Spule (1) zwei gegenüberlegende Seitenflächen (15) besitzt, wobei die Breite des vertikalen Arbeitsschenkels (12) als D1 definiert wird, wobei der Abstand der Innenseiten der beiden vertikalen Arbeitsschenkel (12) als D2 definiert, D2 = m × D1 + ΔL, wobei m für die Anzahl der vertikalen Arbeitsschenkel (12) der anderen Spulen (1) im Zentralfreiraum (11) der Spule (1) steht, ΔL für eine Spaltbreite steht, um zwischen zwei benachbarten vertikalen Arbeitsschenkeln (12) eine Trennscheibe (2) aufzunehmen.
  2. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltbreite ΔL = ΔL1 + ΔL2 + ΔL3 + ... + ΔLn, wobei ΔL1 bis ΔLn das Ergebnis der Division von ΔL durch n sind, wobei sich die Spaltbreiten ΔL1 bis ΔLn jeweils zwischen zwei benachbarten vertikalen Arbeitsschenkeln (12) befinden, wobei n ≤ m + 1, wobei n eine positive ganze zahl ist.
  3. Spule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltbreiten ΔL1 bis ΔLn gleich sind.
  4. Spule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass n = m + 1.
  5. Spulengruppe eines kernlosen Linearmotors mit der Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend eine Spulengruppe, die eine Vielzahl von Spulen beinhaltet, die versetzt angeordnet sind, wobei die vertikalen Schenkel (12) einer Spule (1) in die Zentralfreiräume (11) der benachbarten Spulen (1) einragen, und mindestens eine Trennscheibe (2), die eine Dicke T besitzt, wobei die Dicke T ≤ ΔL, und von den Seitenflächen (15) der Spulen (1) in den Spalt zwischen zwei benachbarten verstikalen Arbeitsschenkeln (12) gesteckt wird.
  6. Spulengruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennscheibe (2) durch eine Kühlrippe gebildet ist.
  7. Spulengruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennscheibe (2) durch eine Isolierscheibe gebildet ist.
  8. Spulengruppe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Trennscheiben (2), die teilweise durch Isolierscheiben und teilweise durch Kühlrippen gebildet sind.
  9. Spulengruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Trennscheibe (2) sowohl die Isolierwirkung als auch die Kühlwirkung besitzt.
  10. Spulengruppe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Trennscheiben (2), die durch ein Verbindungselement miteinander verbunden sind.
  11. Spulengruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement eine erste Verbindungsscheibe (3) aufweist, die die gleiche Seite der Trennscheiben (2) miteinander verbindet, wobei die Trennscheiben (2) von einer Seitenfläche der Spulen (1) jeweils zwischen zwei benachbarte vertikale Arbeitsschenkel (12) gesteckt werden, wodurch die erste Scheibe (3) an der Seitenfläche (15) der Spulen anliegt.
  12. Spulengruppe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement weiter eine zweite Verbindungsscheibe (4) aufweist, die an der anderen Seitenfläche (15) der Spulen (1) und der anderen Seite der Trennscheiben (2) anliegt.
  13. Spulengruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement eine dritte Verbindungsscheibe (5) und eine vierte Verbindungsscheibe (6) aufweist, wobei die Trennscheiben (2) mit der dritten Verbindungsscheibe (5) oder der vierten Verbindungsscheibe (6) verbunden sind, wobei die Trennscheiben (2) jeweils zwischen zwei benachbarte vertikale Arbeitsschenkel (12) gesteckt werden, wodurch die dritte Verbindungsscheibe (5) und die vierte Verbindungsscheibe (6) an den beiden gegenüberliegenden Seitenflächen (15) anliegen.
  14. Spulengruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement eine Vielzahl von fünften Verbindungsscheiben (7) aufweist, wobei die beiden Enden einer Trennscheibe (2) jeweils durch eine fünfte Verbindungsscheibe (7) mit den benachbarten Trennscheiben (2) verbunden sind, wodurch eine Mäanderform gebildet ist.
  15. Spulengruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seite der Spulengruppe (A) ein Kühlstück (8) angeordnet ist.
  16. Spulengruppe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlstück (8) mehr als ein Wärmekonvektionsloch (81) besitzt.
  17. Spulengruppe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlstück (8) mit dem Verbindungselement einteilig ausgebildet ist, wobei eine Harzkapsel (9) die Spulengruppe (A) und die Trennscheiben (2) umschließt, während das Kühlstück (8) aus der Harzkapsel (9) herausragt.
  18. Spulengruppe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass an der Spulengruppe (A) und den Trennscheiben (2) ein Montagekörper (10) angeordnet ist, an dem das Kühlstück (8) befestigt ist.
  19. Spulengruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (1) versetzt angeordnet sind und die Überlappungslänge der vertikalen Arbeitsschenkel der Spulen (1) als L1 definiert wird, wobei die Länge der Trennscheiben (2) mindestens L1 beträgt und die Trennscheiben (2) jeweils zwischen den Überlappungsbereichen von zwei benachbarten vertikalen Arbeitsschenkeln (12) liegen.
  20. Spulengruppe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der beiden axialen Ruheschenkel (13) als L2 definiert wird, wobei L2 größer ist als L1, wobei die Trennscheiben (2) eine Länge L2 besitzen.
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