DE102020100669A1

DE102020100669A1 - Lineares Transportsystem sowie Motormodul und Führungsschiene für ein solches lineares Transportsystem

Info

Publication number: DE102020100669A1
Application number: DE102020100669.1A
Authority: DE
Inventors: Jörg Neufeld; Andreas Sinzenich; Friedrich Bömer-Schulte
Original assignee: Beckhoff Automation GmbH and Co KG
Current assignee: Beckhoff Automation GmbH and Co KG
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2021-07-15
Also published as: US11344900B2; US20210213469A1

Abstract

Es wird ein lineares Transportsystem (100) umfassend eine Linearmotorvorrichtung (110) mit wenigstens einem Motormodul (200) und wenigstens eine von der Linearmotorvorrichtung (110) entlang einer Bewegungsbahn (101) angetriebenen Fördervorrichtung (140) beschrieben. Das Motormodul (200) umfasst dabei eine mit einer Magneteinrichtung (141) der Fördervorrichtung (140) magnetisch interagierende Statoreinrichtung (210) mit mehreren entlang der Bewegungsbahn (101) nebeneinander angeordneten Statorzähnen (211) und mehreren jeweils um einen Statorzahn (211) gewickelten elektrischen Spulen (220). Ferner weist das lineare Transportsystem (100) ein Fluidsystem (150) umfassend wenigstens einen durch einen Statorzahn (211) der Statoreinrichtung (210) des Motormoduls (200) verlaufenden Fluidkanal (151) auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein lineares Transportsystem mit wenigstens einem Motormodul und wenigstens einer von dem Motormodul entlang einer Führungsschiene angetriebenen Fördervorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung das Motormodul sowie eine Führungsschiene für ein solches lineares Transportsystem.
Mittels elektrischer Motoren realisierte Antriebe werden unter anderem in der Automatisierungstechnik eingesetzt, um Maschinenteile in Bewegung zu setzen, etwa bei Verpackungsmaschinen oder bei Transportsystemen. Soll ein Produkt oder ein Maschinenelement über eine längere Strecke verfahrbar sein, kommen als elektrische Antriebsmotoren häufig Linearmotoren zum Einsatz. Solche Linearmotoren umfassen einen sich entlang der gewünschten Bewegungsbahn erstreckenden Stator sowie einen oder mehrere entlang des Stators bewegliche Fördervorrichtungen bzw. Läufer. Der Stator umfasst elektrische Antriebsspulen zum Erzeugen eines entlang des Stators verschiebbaren magnetischen Feldes. Durch das Zusammenwirken dieses magnetischen Wanderfelds mit an den Läufern angeordneten Permanentmagneten wird eine Bewegung der Läufer bewirkt. Durch eine geeignete Ansteuerung der elektrischen Antriebsspulen können dabei mehrere Läufer entlang derselben Bewegungsbahn individuell gesteuert werden.
Eine regemäßige Schmierung der mechanisch beanspruchten Bauteile des linearen Transportsystems ist vorteilhaft, um die Temperatur und den Strombedarf des linearen Transportsystems sowie Verschleiß der Führungsschiene zu reduzieren und die Lebensdauer der jeweiligen Bauteile zu erhöhen. Dies trifft insbesondere auf die Laufflächen der Führungsschiene des linearen Transportsystems zu. Für den Schmiervorgang muss das lineare Transportsystem üblicherweise angehalten werden, was den Wartungsaufwand erhöht. Eine Möglichkeit, den Wartungsaufwand und die damit einhergehenden Standzeiten zu reduzieren, bietet ein automatisches Schmiersystem, bei dem das Schmiermittel ohne Zutun des Anwenders automatisch verteilt wird. Ein solches automatisches Schmiersystem erfordert fest installierte Fluidleitungen, welche das Schmiermittel direkt an die zu schmierenden Komponenten dosiert abgeben.
Bei einem linearen Transportsystem, bei dem der Stator zur Verbesserung der Wechselwirkung zwischen dem magnetischen Wechselfeld und den Läufern beidseitig von Permanentmagneten eines Läufers umgeben ist, erschwert diese Geometrie sowie die hohe Packungsdichte der Bauteile das Bereitstellen entsprechender Fluidleitungen innerhalb des Motormoduls. Neben einem automatischen Schmiersystem gilt diese Einschränkung auch für andere mittels Fluidleitungen realisierbare Funktionen des Motormoduls, beispielsweise hydraulische oder pneumatische Funktionen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit für den Transport von Fluiden durch das Motormodul bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein lineares Transportsystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein Motormodul für ein solches lineares Transportsystem gemäß Anspruch 8 sowie durch eine Führungsschiene für ein solches lineares Transportsystem gemäß Anspruch 15 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung umfasst ein lineares Transportsystem eine Linearmotorvorrichtung mit wenigstens einem Motormodul und wenigstens eine von dem Motormodul angetriebene Fördervorrichtung, welche entlang einer vorgegebenen Bewegungsbahn bewegbar ist. Das Motormodul umfasst dabei eine mit einer Magneteinrichtung der Fördervorrichtung magnetisch interagierende Statoreinrichtung mit mehreren entlang der Bewegungsbahn nebeneinander angeordneten Statorzähnen und mehreren jeweils um einen Statorzahn gewickelten elektrischen Spulen. Das lineare Transportsystem weist ferner ein Fluidsystem auf, dass wenigstens einen durch einen Statorzahn der Statoreinrichtung verlaufenden Fluidkanal umfasst. Mithilfe des Fluidsystems kann das lineare Transportsystem um weitere Funktionen erweitert werden. Dabei erlaubt insbesondere der durch den Statorzahn verlaufende Fluidkanal die Realisierung entsprechender Funktionen in einer besonders einfachen und vorteilhaften Weise. Da der Fluidkanal durch einen Statorzahn verläuft, kann das System auch bei sehr hoher Packungsdichte des Motormoduls realisiert werden. Ferner bleiben die äußere Form und Außendimensionen des Motormoduls durch die Unterbringung des Fluidkanals innerhalb der Statoreinrichtung unverändert erhalten, wodurch auch weiterhin die vollständige Kompatibilität zu bestehenden Motormodulen gewährleistet ist. Die Unterbringung des Fluidkanals in dem Stator hat ferner den Vorteil, dass sich aufgrund der im Betrieb des linearen Transportsystems im Stator bildenden Wärme die Viskosität des durch den Fluidkanal geleiteten Fluids reduziert. Hierdurch bedingt kann das Fluid mit einer deutlich geringeren Pumpleistung bzw. Druck durch den Fluidkanal transportiert werden. Ferner ermöglicht die reduzierte Viskosität des Fluids die Verwendung eines besonderen dünnen Fluidkanals, was mit einer geringeren Modifikation des Statorzahns und damit einhergehend auch einer geringeren Änderung seiner magnetischen Eigenschaften einhergeht. Schließlich ermöglicht die wärmebedingte Reduktion der Viskosität des Fluids auch die Verwendung von Fluiden mit einer höheren Viskosität, was insbesondere für die Verwendung Schmiermitteln von Vorteil ist, da höherviskose Schmiermittel besser an den geschmierten Flächen haften bleiben als niedrigviskose Schmiermittel. Hierdurch können gegebenenfalls die Schmierintervalle vergrößert werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fluidkanal in einem Statorzahn ausgebildet ist, um welchen keine elektrische Spule gewickelt ist. Da die elektrischen Spulen in den bewickelten Statorzähnen der Statoreinrichtung ein deutlich stärkeres Magnetfeld erzeugen als in den unbewickelten Statorzähnen derselben Statoreinrichtung, erreicht das Magnetfeld im Betrieb des linearen Transportsystems faktisch nie eine Sättigung. Somit ist es möglich, die effektive Breite des unbewickelten Statorzahns durch das Einbetten des Fluidkanals zu reduzieren, ohne dass es zu einer wahrnehmbaren Reduktion der zum Antrieb der Fördervorrichtung notwendigen Magnetfeldstärke kommt. Des Weiteren ergibt sich bei der Verwendung eines unbewickelten Statorzahn zur Unterbringung des Fluidkanals auch der Vorteil, dass dabei kein für die Wicklungen der elektrischen Spulen notwendiger Platz belegt wird. Auch dieser Aspekt trägt dazu bei, dass die von den elektrischen Spulen erzeugte und für den Betrieb des linearen Transportsystems notwendige hohe Magnetfeldstärke realisiert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fluidkanal durch ein Röhrchen gebildet wird, das in einer den jeweiligen Statorzahn durchqueren Bohrung oder in einer an einer Seitenwand des jeweiligen Statorzahns ausgebildeten Nut angeordnet ist. Das Röhrchen ermöglicht dabei eine besonders hohe Dichtigkeit des Fluidkanals gegenüber den durch den Fluidkanal transportierten Fluiden. Ferner kann auf diese Weise sichergestellt werden, dass es aufgrund der durch den Fluidkanal hindurchgeleiteten Fluide zu keiner Beeinträchtigung des Statorzahns kommt. Eine Bohrung bietet dabei eine besonders stabile Einbettung des Röhrchens. Hierdurch ist es möglich das Fluid mit einem höheren Druck durch das Röhrchen zu transportieren. Ferner kann ein im Statorzahn eingebettetes Röhrchen im Vergleich zu einem vom Material des Statorzahns nicht vollständig umfassten Röhrchen auch eine geringere Wandstärke aufweisen. Hingegen kann eine seitlich an dem Statorzahn angeordnete Nut deutlich einfacher realisiert werden als eine den Statorzahn durchquerende Bohrung. Daher lassen sich mithilfe dieser Maßnahme der Herstellungsaufwand und damit auch die Herstellungskosten der Statoreinrichtung bzw. des Motormoduls reduzieren.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fluidkanal ein abgeflachtes Querschnittsprofil aufweist, dessen Durchmesser in einer Magnetisierungsrichtung des Statorzahns größer ist, als sein Durchmesser in einer dazu senkrechten Richtung. Mithilfe dieser Maßnahme lassen sich die durch die Einbettung des Fluidkanals bewirkte Reduktion der effektiven Breite des Statorzahns, welche mit einer Schwächung der Magnetisierbarkeit des betreffenden Statorzahns einhergeht, reduzieren. Grundsätzlich erlaubt diese Maßnahme somit auch eine Vergrößerung der für das Durchleiten von Fluiden maßgeblichen Querschnittfläche des Fluidkanals, indem der Durchmesser des betreffenden Fluidkanals in der Magnetisierungsrichtung des Statorzahns vergrößert wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fluidkanal als Zuführkanal eines Schmiersystems zum Zuführen eines Schmiermittels zu wenigstens einer Lauffläche einer Führungsschiene ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme wird es möglich, ein Schmiersystem auch bei solchen linearen Transportsystemen zu realisieren, bei denen ihre Geometrie sowie die Packungsdichte des Stators keine anderweitige Unterbringung eines entsprechenden Schmiermittelkanals innerhalb des Motormoduls ermöglichen. Aufgrund der integrierten Schmiermittelkanäle ist das Anhalten der linearen Transportvorrichtung für die Schmierung der Führungsschienen nicht mehr notwendig. Dadurch können die mit der Wartung einhergehenden Standzeiten des linearen Transportsystems reduziert werden. Dabei lässt sich mithilfe des intern verlaufenen Schmiermittelkanals neben einer durch einen Benutzer initiierten Schmierung grundsätzlich auch eine automatisierte Schmierstoffabgabe realisieren, welche ein besonders zuverlässiges Schmieren im laufenden Betrieb ermöglicht. Durch die erhöhte Zuverlässigkeit der automatischen Schmiermittelabgabe wird auch die Gefahr für einen Trockenlauf der mechanisch belasteten Bauteile und damit für einen erhöhten Verschleiß reduziert. Damit kann insgesamt die Lebensdauer der betreffenden Bauteile erhöht werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Fluidsystem eine Sprühvorrichtung mit einer Düse zum Versprühen eines flüssigen oder gasförmigen Sprühmediums umfasst. Der Fluidkanal ist dabei als Zuführkanal zum Zuführen des gasförmigen Sprühmediums zu der Düse ausgebildet. Mithilfe einer solchen Sprühvorrichtung lassen sich bei dem linearen Transportsystem verschiedene Zusatzfunktionen realisieren. Hierzu zählen beispielsweise eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der Führungsschiene, der Fördervorrichtung oder eines mit der Fördervorrichtung mitgeführten Gegenstands mittels eines Wasser- oder Pressluftstrahls, eine Desinfektionseinrichtung für mit der Fördervorrichtung transportierten Gegenstände, ein Schmiersystem für die Laufrollen der Fördervorrichtungen, etc.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das lineare Transportsystem ferner eine hydraulische oder pneumatische Aktuatorvorrichtung mit einem hydraulischen oder pneumatischen Aktuator umfasst. Der Fluidkanal ist dabei als Zuführkanal zum Zuführen eines flüssigen oder gasförmigen Druckmediums zu dem Aktuator ausgebildet. Mithilfe eines solchen fluidischen Aktuators lassen sich verschiedene Interaktionen mit der Fördervorrichtung oder einem damit transportierten Gegenstand realisieren. Auf diese Weise kann die Funktionalität des linearen Transportsystems und damit einhergehend auch sein technisches Einsatzgebiet erweitert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Motormodul für ein lineares Transportsystem zum Antreiben wenigstens einer Fördervorrichtung entlang einer Bewegungsbahn vorgesehen. Das Motormodul umfasst dabei eine im Betrieb des linearen Transportsystems mit einer Magneteinrichtung der Fördervorrichtung magnetisch interagierende Statoreinrichtung mit mehreren entlang der Bewegungsbahn nebeneinander angeordneten Statorzähne und mehreren jeweils um einen Statorzahn gewickelten elektrischen Spulen. Dabei weist wenigstens einer der Statorzähne wenigstens einen Fluidkanal zum Transportieren eines Fluids durch das Motormodul auf.
Mithilfe des Fluidkanals kann ein die Funktionalität des linearen Transportsystems erweiterndes Fluidsystem realisiert werden. Dabei erlaubt der durch den Statorzahn verlaufende Fluidkanal die Realisierung entsprechender Funktionen in einer besonders einfachen Weise. Da der Fluidkanal in dem Statorzahn integriert ist, kann das System auch bei sehr hoher Packungsdichte des Motormoduls realisiert werden. Ferner bleiben die äußere Form und Masse des Motormoduls durch die Unterbringung des Fluidkanals innerhalb der Statoreinrichtung unverändert erhalten, wodurch die vollständige Kompatibilität zu bestehenden Motormodulen auch weiterhin gewährleistet ist.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fluidkanal in einem Statorzahn ausgebildet ist, um welchen keine elektrische Spule gewickelt ist. Da die elektrischen Spulen in den mit elektrischen Spulen bewickelten Statorzähnen der Statoreinrichtung ein deutlich stärkeres Magnetfeld erzeugen als in den unbewickelten Statorzähnen derselben Statoreinrichtung, erreicht das Magnetfeld im Betrieb des linearen Transportsystems faktisch nie eine Sättigung. Somit ist es möglich, die effektive Breite des Statorzahns durch das Einbetten des Fluidkanals zu reduzieren, ohne dass es zu einer wahrnehmbaren Reduktion der zum Antrieb der Fördervorrichtung notwendigen Magnetfeldstärke kommt. Des Weiteren ergibt sich bei der Verwendung eines unbewickelten Statorzahns zur Unterbringung des Fluidkanals auch der Vorteil, dass dabei kein für die Wicklungen der elektrischen Spulen notwendiger Platz belegt wird. Auch dieser Aspekt trägt dazu bei, dass die für den Betrieb des linearen Transportsystems notwendige hohe Magnetfeldstärke realisiert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fluidkanal durch ein Röhrchen gebildet wird, das in einer den jeweiligen Statorzahn durchqueren Bohrung oder in einer an einer Seitenwand des jeweiligen Statorzahns ausgebildeten Nut angeordnet ist. Das Röhrchen ermöglicht dabei eine besonders hohe Dichtigkeit des Fluidkanals gegenüber den durch den Fluidkanal transportierten Fluiden. Ferner kann auf diese Weise sichergestellt werden, dass es aufgrund der durch den Fluidkanal hindurchgeleiteten Fluide zu keiner Korrosion des Materials des Statorzahns und damit keiner Beeinträchtigung der Funktionalität kommt. Eine Bohrung bietet dabei eine besonders stabile Einbettung des Röhrchens. Hierdurch ist es möglich das Fluid mit einem höheren Druck durch das Röhrchen zu transportieren. Ferner kann das Röhrchen aufgrund der vollständigen Einbettung im Statorzahn auch eine geringere Wandstärke aufweisen als ein nicht vollständig vom Material des Statorzahns umfasstes Röhrchen. Hingegen kann eine seitlich an dem Statorzahn angeordnete Nut deutlich einfacher realisiert werden als eine den Statorzahn durchquere Bohrung. Daher lassen sich mithilfe dieser Maßnahme der Herstellungsaufwand und damit auch die Herstellungskosten der Statoreinrichtung bzw. des Motormoduls reduzieren.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fluidkanal ein abgeflachtes Querschnittsprofil aufweist, dessen Durchmesser in einer Magnetisierungsrichtung des Statorzahns größer ist, als sein Durchmesser in einer dazu senkrechten Richtung. Mithilfe dieser Maßnahme lassen sich die durch die Einbettung des Fluidkanals bewirkte Reduktion der effektiven Breite des Statorzahns, welche mit einer Schwächung der Magnetisierbarkeit des betreffenden Statorzahns einhergeht, reduzieren. Grundsätzlich erlaubt diese Maßnahmen somit auch eine Vergrößerung der für das Durchleiten von Fluiden maßgeblichen Querschnittfläche des Fluidkanals, indem der Durchmesser des betreffenden Fluidkanals in der Magnetisierungsrichtung des Statorzahns vergrößert wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fluidkanal als ein Zuführkanal eines dem linearen Transportsystem zugeordneten Schmiersystems zum Zuführen eines Schmiermittels zu wenigstens einer Lauffläche der Führungsschiene ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme wird es möglich, ein Schmiersystem auch bei solchen linearen Transportsystemen zu realisieren, bei denen ihre Geometrie sowie die Packungsdichte des Stators keine anderweitige bzw. sinnvolle Unterbringung eines entsprechenden Schmiermittelkanals innerhalb des Motormoduls ermöglichen. Aufgrund der integrierten Schmiermittelkanäle ist das Anhalten der linearen Transportvorrichtung für die Schmierung der Führungsschienen nicht mehr notwendig. Dadurch können die mit der Wartung einhergehenden Standzeiten des linearen Transportsystems reduziert werden. Dabei lässt sich mithilfe des intern verlaufenen Schmiermittelkanals neben einer durch einen Benutzer initiierten Schmierung grundsätzlich auch eine automatisierte Schmierstoffabgabe realisieren, welche ein besonders zuverlässiges Schmieren im laufenden Betrieb ermöglicht. Durch die erhöhte Zuverlässigkeit der automatischen Schmiermittelabgabe wird auch die Gefahr für einen Trockenlauf der mechanisch belasteten Bauteile und damit für einen erhöhten Verschleiß reduziert. Damit kann insgesamt die Lebensdauer der betreffenden Bauteile erhöht werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fluidkanal als Zuführkanal zum Zuführen eines flüssigen oder gasförmigen Sprühmediums zu einer Sprühvorrichtung ausgebildet ist. Hierzu zählen beispielsweise eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der Führungsschiene, der Fördervorrichtung oder eines mit der Fördervorrichtung mitgeführten Gegenstands mittels eines Wasser- oder Pressluftstrahls, eine Desinfektionseinrichtung für mit der Fördervorrichtung transportierten Gegenstände, eine Schmiervorrichtung für die Laufrollen der Fördervorrichtungen, etc.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fluidkanal als Zuführkanal einer Aktuatorvorrichtung zum Zuführen eines flüssigen oder gasförmigen Druckmediums zu einem hydraulischen oder pneumatischen Aktuator ausgebildet ist. Mithilfe eines solchen fluidischen Aktuators lassen sich verschiedene Interaktionen mit der Fördervorrichtung oder einem damit transportierten Gegenstand realisieren. Auf diese Weise kann die Funktionalität des linearen Transportsystems und damit einhergehend auch sein technisches Einsatzgebiet erweitert werden.
Gemäß einem Aspekt Erfindung ist eine Führungsschiene für ein lineares Transportsystem mit wenigstens einem Motormodul zum Antreiben wenigstens einer Fördervorrichtung entlang einer durch die Führungsschiene vorgegebenen Bewegungsbahn vorgesehen, die eine Montagefläche zur Montage auf einer entsprechend ausgebildeten Montagefläche des Motormoduls sowie wenigstens einen mit einem in der Montagefläche des Motormoduls ausgebildeten Fluidanschluss fluidisch kommunizierenden Fluidkanal umfasst. Ein solcher Fluidkanal ermöglicht die Verwendung der Führungsschiene für ein integriertes Fluidsystem des linearen Transportsystems.
Hierdurch können bei dem linearen Transportsystem verschiedene Zusatzfunktionen realisiert werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fluidkanal als ein Zuführkanal eines Schmiersystems zum Zuführen eines Schmiermittels zu wenigstens einer Lauffläche der Führungsschiene ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme wird es möglich, ein Schmiersystem auch bei solchen linearen Transportsystemen zu realisieren, bei denen ihre Geometrie sowie die Packungsdichte des Stators keine anderweitige Unterbringung eines entsprechenden Schmiermittelkanals innerhalb des Motormoduls ermöglichen. Aufgrund der integrierten Schmiermittelkanäle ist das Anhalten der linearen Transportvorrichtung für die Schmierung der Führungsschienen nicht mehr notwendig. Dadurch können die mit der Wartung einhergehenden Standzeiten des linearen Transportsystems reduziert werden. Dabei lässt sich mithilfe des intern verlaufenen Schmiermittelkanals neben einer durch einen Benutzer initiierten Schmierung grundsätzlich auch eine automatisierte Schmierstoffabgabe realisieren, welche ein besonders zuverlässiges Schmieren im laufenden Betrieb ermöglicht. Durch die erhöhte Zuverlässigkeit der automatischen Schmiermittelabgabe wird auch die Gefahr für einen Trockenlauf der mechanisch belasteten Bauteile und damit für einen erhöhten Verschleiß reduziert. Damit kann insgesamt die Lebensdauer der betreffenden Bauteile erhöht werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Führungsschiene eine Düse zum Versprühen eines flüssigen oder gasförmigen Sprühmediums aufweist. Der Fluidkanal ist dabei als Zuführkanal zum Zuführen des flüssigen oder gasförmigen Sprühmediums zu Düse ausgebildet. Mithilfe einer solchen Sprühvorrichtung lassen sich bei dem linearen Transportsystem verschiedene Zusatzfunktionen realisieren. Hierzu zählen beispielsweise eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der Führungsschiene, der Fördervorrichtung oder eines mit der Fördervorrichtung mitgeführten Gegenstands mittels eines Wasser- oder Pressluftstrahls, eine Desinfektionseinrichtung für mit der Fördervorrichtung transportierten Gegenstände, eine Schmiervorrichtung für die Laufrollen der Fördervorrichtungen, etc.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Führungsschiene einen hydraulischen oder pneumatischen Aktuator aufweist, wobei der Fluidkanal als Zuführkanal zum Zuführen eines flüssigen oder gasförmigen Druckmediums zu dem hydraulischen oder pneumatischen Aktuator ausgebildet ist. Mithilfe eines solchen fluidischen Aktuators lassen sich verschiedene Interaktionen mit der Fördervorrichtung oder einem damit transportierten Gegenstand realisieren. Auf diese Weise kann die Funktionalität des linearen Transportsystems und damit einhergehend auch sein technisches Einsatzgebiet erweitert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:

1 ein lineares Transportsystem mit einer aus mehreren Motormodulen in Form einer geschlossenen Schleife aufgebaute Linearmotorvorrichtung mit zwei von einem Stator der Linearmotorvorrichtung entlang einer Bewegungsbahn angetriebenen Fördervorrichtung,
2 einen Querschnitt in einer zur Transportrichtung senkrechten Ebene durch einen oberen Teil eines Motormoduls und die Führungsschiene mit einer auf der Führungsschiene angeordneten Fördervorrichtung;
3 eine perspektivische Ansicht eines Motormoduls mit einer darauf montierten Führungsschiene;
4 eine perspektivische Ansicht des Motormoduls aus 3 ohne die Führungsschiene;
5 einen Querschnitt in Längsrichtung der in der 3 gezeigten Baugruppe aus dem Motormodul und der darauf montierten Führungsschiene;
6 einen Querschnitt durch einen oberen Teil der in der 3 gezeigten Baugruppe aus dem Motormodul und der Führungsschiene im Bereich des ersten Schmiermittelkanals;
7 einen Querschnitt durch einen oberen Teil der in der 3 gezeigten Baugruppe aus dem Motormodul und der Führungsschiene im Bereich eines zweiten, Schmiermittelkanals;
8 einen Querschnitt durch einen oberen Teil einer Baugruppe aus dem Motormodul und einer Führungsschiene mit einer in einem oberen Bereich der Führungsschiene angeordneten Sprühvorrichtung;
9 einen Querschnitt durch einen oberen Teil einer Baugruppe aus dem Motormodul und einer Führungsschiene mit einer in einem mittleren Bereich der Führungsschiene angeordnete Sprühvorrichtung;
10 einen Querschnitt durch einen oberen Teil einer Baugruppe aus dem Motormodul und einer Führungsschiene mit einer hydraulischen Aktuatorvorrichtung;
11 einen Querschnitt durch die Statoreinrichtung des Motormoduls mit einem einen internen Fluidkanal enthaltenen Statorzahn;
12 eine perspektivische Ansicht eines Statorzahns mit einer zentralen Bohrung;
13 eine alternative Ausführungsform des Statorzahns mit einem in einer Magnetisierungsrichtung des Statorzahns verlängerten Fluidkanal;
14 eine weitere alternative Ausführungsform des Statorzahns mit einem aus einer Bohrung bestehenden Fluidkanal;
15 eine weitere alternative Ausführungsform des Statorzahns mit einem in einer seitlichen Nut des Statorzahns angeordneten runden Fluidkanal;
16 eine weitere alternative Ausführungsform des Statorzahns mit einem in einer seitlichen Nut des Statorzahns angeordneten und in der Magnetisierungsrichtung des Statorzahns verlängerten Fluidkanal; und
17 einen Querschnitt durch ein Motormodul und eine parallel dazu verlaufende Führungsschiene, wobei das Motormodul auf seiner Oberseite eine Sprühvorrichtung mit einer in Richtung der Führungsschiene ausgerichteten Düse aufweist.

In der 1 ist beispielhaft ein lineares Transportsystem 100 mit einer Linearmotorvorrichtung 110, einer damit verbundenen Führungsschiene 120 und zwei auf der Führungsschiene 120 entlang einer durch die Führungsschiene 120 vorgegebenen Bewegungsbahn 101 fahrbaren Fördervorrichtungen 140₁ , 140₂ dargestellt. Je nach Anwendung kann die Führungsschiene 120 dabei auch unabhängig von den Motormodulen 200 der Linearmotorvorrichtung 110 montiert sein und beispielsweise seitlich neben den Motormodulen 110 verlaufen. Die Linearmotorvorrichtung 110 ist dabei auf einem Maschinenbett 300 montiert, welches die Linearmotorvorrichtung 110 und die Führungsschiene 120 in gewünschter Weise positioniert bzw. im Raum ausrichtet. Wie die 1 ferner zeigt, ist die Linearmotorvorrichtung 110 vorzugsweise in mehrere Motormodule 200 unterteilt, die über entsprechende Schnittstellen miteinander verbunden sind. Hierbei kommen neben geraden Motormodulen 200₁ , 200₂ , 200₄ , 200₅ auch gebogen verlaufende Motormodule 200₃ , 200₆ zum Einsatz, die eine Bewegung der Fördervorrichtungen 140₁ , 140₂ um Kurven ermöglichen. Im vorliegenden Beispiel bilden die verschiedenen miteinander verbundenen Motormodule 200₁ , 200₂ , 200₃ , 200₄ , 200₅ , 200₆ eine geschlossene Schleife, sodass die Fördervorrichtungen 140₁ , 140₂ im Kreis fahren können.
Um die Fördervorrichtungen 140₁ , 140₂ entlang der Bewegungsbahn 101 zu bewegen, weist die Linearmotorvorrichtung 110 einen Stator 111 mit einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Statorzähne 211 auf. Im Betrieb des linearen Transportsystems 100 erzeugt der Stator 111 mithilfe elektrischer Spulen (hier nicht gezeigt) ein magnetisches Wanderfeld, welches mit den Fördervorrichtungen 140₁ , 140₂ bzw. mit daran angeordneten Magneteinrichtungen 141 (hier nicht gezeigt) magnetisch interagiert. Durch eine geeignete Ansteuerung der elektrischen Spulen lässt sich somit die Position und Bewegung jeder Fördervorrichtung 140₁ , 140₂ entlang der Bewegungsbahn 101 individuell steuern.
Wie aus der 1 ersichtlich ist, setzt sich der Stator 111 dabei aus einzelnen Statoreinrichtungen 210₁ , 210₂ , 210₃ , 210₄ , 210₅ , 210₆ der nebeneinander angeordneten Motormodule 200₁ , 200₂ , 200₃ , 200₄ , 200₅ , 200₆ zusammen, wobei jede Statoreinrichtung 210₁ , 210₂ , 210₃ , 210₄ , 210₅ , 210₆ jeweils Statorzähne 211 des Stators 111 umfasst.
Neben den in 1 gezeigten Komponenten umfasst das lineare Transportsystem 100 typischerweise auch weitere für den Betrieb notwendige Einrichtungen, welche hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht bzw. nur andeutungsweise gezeigt sind. Hierzu zählen unter anderem Einrichtungen zur Steuerung, Kommunikation und Energieversorgung des linearen Transportsystems 100 bzw. seiner Bestandteile. In einer typischen Anwendung erfolgt die Steuerung des linearen Transportsystems 100 dabei über eine externe Recheneinrichtung 320, die über Steuer- und/oder Signalleitungen 330 (z. B. Feldbus) mit dem linearen Transportsystem 100 verbunden ist. Wie in der 1 mittels gestrichelter Linien angedeutet ist, können bestimmte Versorgungseinrichtungen 190, 250, 310 auch innerhalb des linearen Transportsystems 100 angeordnet sein, zum Beispiel im Bereich des Maschinenbetts 300 oder innerhalb der Motormodule 200.
Zur Verdeutlichung der Funktionsweise des linearen Transportsystems 100 zeigt die 2 eine Querschnittsdarstellung durch einen oberen Teil der linearen Transportvorrichtung 100 aus 1. Im vorliegenden Beispiel weist die Führungsschiene 120 ein sich in y-Richtung erstreckendes längliches Profil mit insgesamt vier unter einem Winkel von ca. 45° geneigten Laufflächen 121₁ , 121₂ , 121₃ , 121₄ auf. Die Führungsschiene 120 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel dabei direkt auf dem Motormodul 200 montiert. Je nach Anwendung kann auch eine anders angeordnete bzw. montierte Führungsschiene zum Einsatz kommen. Hierzu weist die Führungsschiene 120 eine auf ihrer Unterseite angeordnete Montagefläche 129 auf, welche im montierten Zustand der in 2 gezeigten Baugruppe auf einer auf der Oberseite 203 des Motormoduls 200 entsprechend ausgebildeten Montagefläche 208 aufliegt.
Die Fördervorrichtung 140, welche im vorliegenden Beispiel einen Grundkörper 145 mit einem U-förmigen Profil aufweist, ist über mehrere Laufrollen 144₁ , 144₂ , 144₃ , 144₄ auf der Führungsschiene 120 in einer zu der Zeichenebene senkrechten Richtung x verschiebbar angeordnet. Die Laufrollen 144₁ , 144₂ , 144₃ , 144₄ liegen dabei jeweils auf einer der vier Laufflächen 121₁ , 121₂ , 121₃ , 121₄ der Führungsschiene 120, sodass die Fördervorrichtung in definierter Weise gegenüber der Führungsschiene 120 und dem darunter angeordneten Motormodul 200 positioniert ist.
Wie bereits im Zusammenhang mit der 1 erläutert, weist die Fördervorrichtung 140 eine mit dem Stator 111 magnetisch interagierende Magneteinrichtung 141 auf, welche im vorliegenden Fall zwei Magnetanordnungen 142₁ , 142₂ mit jeweils mehreren nebeneinander angeordneten Permanentmagneten 143₁ , 143₂ umfasst. Wie aus der 2 weiterhin ersichtlich ist, sind die beiden Magnetanordnungen 142₁ , 142₂ beidseitig des Stators 111 angeordnet, wobei die Permanentmagnete 143₁ , 143₂ der Magnetanordnungen 142₁ , 142₂ sich jeweils paarweise gegenüberliegen. In dieser Anordnung befinden sich die Permanentmagnete 143₁ der ersten Magnetanordnung 142₁ jeweils im geringen Abstand zu den linken Stirnflächen 214 der Statorzähne 211, während die Permanentmagnete 143₂ der zweiten Magnetanordnung 142₂ jeweils im geringen Abstand zu den rechten Stirnflächen 215 der Statorzähne 211 angeordnet sind.
Wie bereits beschrieben, umfasst die Statoreinrichtung 210 auch um jeweils einen Statorzahn 211 gewickelte elektrische Spulen 220, die für eine Magnetisierung der Statorzähne 211 sorgen. Das aus den Stirnseiten der betreffenden Statorzähne 211 heraustretende Magnetfeld interagiert mit den Permanentmagneten 143₁ , 143₂ der beiden Magnetanordnungen 142₁ , 142₂ . Die dabei auf die Permanentmagnete 143₁ , 143₂ und damit auch auf die gesamte Fördervorrichtung 140 wirkenden Kräfte steuern die Position und Bewegung der Fördervorrichtung 140 entlang der Führungsschiene 120. In der 2 ist der Querschnitt einer um einen Statorzahn 211 gewickelten elektrischen Spule 220 dargestellt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das lineare Transportsystem 100 mit einem speziellen Fluidsystem 150 auszustatten, welches die Funktionalität des linearen Transportsystems 100 erweitert. Das Fluidsystem 150 umfasst dabei im Inneren des Motormoduls 200 und der Führungsschiene 120 verlaufende Fluidkanäle 151, 161, 162₁ , 162₂ , 162₃ , 162₄ zum Transportieren eines Fluids zwischen der Unterseite des Motormoduls 200 und der Oberseite des Motormoduls hin zur Führungsschiene 120. Dabei ist insbesondere der Durchgang durch die Statoreinrichtung 210 des Motormoduls 200 aufgrund der dort herrschenden hohen Packungsdichte äußerst kritisch.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch einen Fluidkanal 151 gelöst, welcher durch einen der Statorzähne 211 der Statoreinrichtung 210 hindurchgeführt wird. In der 2 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsformen des Fluidsystems 150 dargestellt, bei dem die hier mittels einer gestrichelten Linie schematisch dargestellten Fluidkanäle 151, 161, 162₁ , 162₂ , 162₃ , 162₄ als Teil eines automatisch oder manuell betriebenen Schmiersystems 190 zum Schmieren der Laufflächen 121₁ , 121₂ , 121₃ , 121₄ der Führungsschiene 120 ausgebildet sind. Hierbei wird über den im Statorzahn 211 angeordneten Fluidkanal 151 ein Schmiermittel in den in der Führungsschiene 120 ausgebildeten Verteilerkanal 161 transportiert. Von hier aus wird das Schmiermittel mittels der Verteilerkanäle 162₁ , 162₂ , 162₃ , 162₄ zu den Laufflächen 121₁ , 121₂ , 121₃ , 121₄ der Führungsschiene 120 geleitet, wo es über entsprechende Austrittsöffnungen 163₁ , 163₂ , 163₃ , 163₄ austritt und im Betrieb des linearen Transportsystems 100 von den vorbeirollenden Laufrollen 144₁ , 144₂ , 144₃ , 144₄ der Fördervorrichtung 140 auf den Laufflächen 121₁ , 121₂ , 121₃ , 121₄ verteilt wird.
Die 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer aus einem Motormodul 200 und einem darauf angeordneten Abschnitt der Führungsschiene 120 gebildeten Baugruppe 102 des in der 1 gezeigten linearen Transportsystems 100, welche mit dem zuvor beschriebenen Schmiersystem 190 ausgestattet ist. Im vorliegenden Beispiel erfolgt die Schmierung der oberen Laufflächen 121₁ , 121₂ und der unteren Laufflächen 121₃ , 121₄ der Führungsschiene 120 separat voneinander über zwei innerhalb der Führungsschiene 120 und des Motormoduls 200 unabhängig voneinander verlaufende Fluidsysteme 150₁ , 150₂ . Dementsprechend weist das Motormodul 200 auf seiner Unterseite 203 zwei separate Fluidanschlüsse 158₁ , 158₂ auf, an die jeweils eine von zwei hier mittels einer gestrichelten Linie dargestellten Zuleitungen 192₁ , 192₂ einer Versorgungseinrichtung 191 des Schmiersystems 190 angeschlossen wird. Bei der Versorgungseinrichtung 191 kann es sich grundsätzlich um jede geeignete Einrichtung zum Pumpen des Schmierstoffs handeln, wie zum Beispiel eine automatische Pumpeinrichtung oder eine manuell betriebene Fettpresse.
Durch die Verwendung getrennter Fluidsysteme 150₁ , 150₂ zur Schmierung der Laufflächen 121₁ , 121₂ , 121₃ , 121₄ der Führungsschiene 120 ergibt sich die Möglichkeit, die Laufflächen 121₁ , 121₂ , 121₃ , 121₄ unabhängig voneinander zu schmieren. Dies kann beispielsweise durch unterschiedliche Schmierintervalle realisiert werden, welche auf den individuellen Schmierbedarf der Laufflächen 121₁ , 121₂ , 121₃ , 121₄ abgestimmt sind. Darüber hinaus lassen sich damit auch zwei unabhängig voneinander arbeitende Schmiersysteme realisieren, die mit unterschiedlichen Schmiermitteln arbeiten. Dabei lassen sich grundsätzlich auch andere Ausführungsformen vorsehen, bei denen die Laufflächen 121₁ , 121₂ , 121₃ , 121₄ auch in anderen als den hier gezeigten Kombinationen über gemeinsame Fluidsysteme 150 geschmiert werden.
Wie aus der 3 ferner ersichtlich ist, weist das Motormodul 200 auf seinen Stirnseiten 205, 206 jeweils Schnittstellen 207 zum Verbinden mit weiteren Motormodulen des linearen Transportsystems 100 auf. Wie hier ferner mittels einer gestrichelten Linie angedeutet ist, können sich im unteren Teil 202 des Motormoduls 200 auch weitere für den Betrieb notwendige Versorgungseinrichtungen 250 des linearen Transportsystems 100 befinden.
In der 4 ist das Motormodul 200 der in der 3 gezeigten Baugruppe 102 ohne die Führungsschiene 120 dargestellt. Dabei wird ersichtlich, dass sich auf der Oberseite 203 des Motormoduls 202 zwei Fluidanschlüsse 153₁ , 153₂ der beiden im Inneren des Motormoduls 200 verlaufenden Fluidsysteme 150₁ , 150₂ befinden, die als Schnittstellen zum Anschluss entsprechender in der Führungsschiene 120 integrierter Fluidkanäle 160₁ , 160₂ ausgebildet sind. Bei einem alternativ gestalteten linearen Transportsystem kann die Führungsschiene nicht direkt auf den Motormodulen 200 montiert sein, sondern neben den Motormodulen 200 verlaufen. Dabei können die zur Realisierung der Zusatzfunktionen verwendeten Komponenten, wie z. B. eine Austrittsöffnung für das Schmiermittel, ein fluidischer Aktuator 171 der Aktuatorvorrichtung 170 oder eine Düse 181 der Sprühvorrichtung 180, auch direkt auf den Motormodulen 200 selbst angeordnet bzw. in den Motormodulen 200 integriert sein.
Zur Verdeutlichung des Aufbaus der beiden im Inneren des Motormoduls 200 und der Führungsschiene 120 verlaufenden Fluidsysteme 150₁ , 150₂ zeigt die 5 einen Querschnitt durch die in der 3 gezeigten Baugruppe 102 in der x-y-Ebene. Wie hierbei ersichtlich wird, mündet jeder der beiden an der Unterseite 204 des Motormoduls 200 angeordneten Fluidanschlüsse 158₁ , 158₂ jeweils in einem separaten Fluidkanal 157₁ , 157₂ , welcher durch den von der Führungsschiene 120 abgewandten unteren Teil bzw. Abschnitt 202 des Motormoduls 200 verläuft und in einem internen Fluidanschluss 155₁ , 155₂ an der Unterseite der Statoreinrichtung 210 mündet. Den weiteren Verlauf der Fluidsysteme 150₁ , 150₂ bilden zwei jeweils durch einen nicht gewickelten Statorzahn 211₁ , 211₂ verlaufende Fluidkanäle 151₁ , 151₂ , welche das Schmiermittel von dem der Führungsschiene 120 abgewandten unteren Teil 202 des Motormoduls 200 zu dem der Führungsschiene 120 zugewandten oberen Teil 201 des Motormoduls 200 weiterleiten. Über die auf der Oberseite 203 des Motormoduls 200 angeordneten Fluidanschlüsse 153₁ , 153₂ gelangt das Schmiermittel schließlich in die beiden in der Führungsschiene 120 verlaufenden Fluidkanäle 161₁ , 161₂ .
Wie aus der 5 ferner ersichtlich ist, weist die Führungsschiene 120 ferner drei durchgehende Bohrungen 128₁ , 128₂ , 128₂ für die Aufnahme von Schrauben auf, mit denen die Führungsschiene 120 auf der Oberseite 203 des Motormoduls 200 befestigt wird.
Die 6 stellt einen Querschnitt in der y-z-Ebene durch die in 3 gezeigte Baugruppe 102 auf Höhe des ersten Kanalsystems 150₁ dar. Hierbei wird ersichtlich, dass der durch den Statorzahn 211₁ verlaufende Fluidkanal 151₁ durch ein in einer den Statorzahn 211₁ durchquerenden Bohrung 218 angeordnetes Röhrchen 152₁ gebildet wird. Das Röhrchen 152₁ , bei dem es sich vorzugsweise um ein Kapillarrohr aus Edelstahl oder einem anderen geeigneten Material handelt, steckt mit seinem unteren Ende in einer Bohrung 156 des an der Unterseite der Statoreinrichtung 210 angeordneten Fluidanschlusses 152₁ . Mit seinem oberen Ende steckt das Röhrchen 152₁ in einer den oberen Fluidanschluss 153₁ durchquerenden Bohrung 154, die direkt in den darüber angeordneten zentralen Fluidkanal 161₁ des in der Führungsschiene 120 ausgebildeten Kanalsystems 160₁ mündet. Der zentrale Fluidkanal 161₁ leitet das Schmiermittel weiter an zwei im oberen Teil der Führungsschiene 120 angeordnete und als Verteilerkanäle dienenden Fluidkanäle 162₁ , 162₂ , welche das Schmiermittel zu den beiden oberen Laufflächen 121₁ , 121₂ weiterleiten, wo das Schmiermittel über die beiden Austrittsöffnungen 163₁ , 163₂ direkt auf die Laufflächen 121₁ , 121₂ abgegeben wird.
Um eine ausreichende Dichtigkeit zu gewährleisten, muss die Schnittstelle zwischen dem oberen Fluidanschluss 153₁ des Motormoduls 200 und dem zentralen Fluidkanal 161₁ der Führungsschiene 120 ausreichend abgedichtet werden. Im vorliegenden Beispiel erfolgt das mithilfe eines Dichtungsrings 127.
Die 7 stellt einen Querschnitt in der y-z-Ebene durch die in 3 gezeigte Baugruppe 102 auf Höhe des zweiten Kanalsystems 150₂ dar. Der Aufbau der Anordnung ist dabei im Wesentlichen identisch mit der im Zusammenhang mit der 6 beschriebenen Anordnung. Der wesentliche Unterschied besteht in dem in der Führungsschiene 120 verlaufenden Kanalsystem 160₂ , welches das Schmiermittel nunmehr auf die unteren beiden Laufflächen 121₃ , 121₄ der Führungsschiene 120 verteilt. Aus diesem Grund weist der zentrale Fluidkanal 161₂ eine deutlich geringere Höhe als der im Zusammenhang mit 6 beschriebene Fluidkanal 161₁ auf. An den zentralen Fluidkanal 161₂ schließen sich zwei Verteilerkanäle 163₃ , 163₄ an, welche das Schmiermittel zu den beiden unteren Laufflächen 121₃ , 121₄ der Führungsschiene 120 weiterleiten. Die Abgabe des Schmiermittels erfolgt dabei durch die in den Laufflächen 121₃ , 121₄ ausgebildeten Austrittsöffnungen 163₁ , 163₂ .
Mithilfe eines durch das Motormodul 200 geführten Fluidsystems 150 lassen sich bei dem linearen Transportsystems 200 neben einer integrierten Schmierung auch andere Zusatzfunktionen realisieren. Hierzu zählen unter anderem hydraulisch oder pneumatisch betriebene Aktuatorsysteme oder Anwendungen, bei denen ein flüssiges oder gasförmiges Medium im Bereich der Führungsschiene 120 oder der Fördervorrichtung 140 versprüht wird.
In diesem Zusammenhang zeigt die 8 eine alternative Ausführungsform des linearen Transportsystems 100, bei dem mithilfe des durch das Motormodul 200 und die Führungsschiene 120 verlaufenden Fluidsystems 150 eine Sprühvorrichtung 180 zum Versprühen eines flüssigen oder gasförmigen Sprühmediums 400 innerhalb der Führungsschiene 120 realisiert ist. Die Sprühvorrichtung 180 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine auf der Oberseite 123 der Führungsschiene 120 angeordnete Düse 181, die an einem oberen Ende eines die Führungsschiene 120 von ihrer Unterseite 123 zu ihrer Oberseite 123 durchquerenden Fluidkanals 161 angeordnet ist. Der Fluidkanal 161 dient der Düse 181 dabei als Zuführkanal für das über den oberen Fluidanschluss 174 des darunter angeordneten Motormoduls 200 zugeführten Sprühmediums 400. Die Düse 181 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine nach oben gerichtete Düsenöffnung 182 auf, durch welche das Sprühmedium 400 auf die Fördervorrichtung 140 (hier nicht gezeigt) oder einen mit der Fördervorrichtung 140 transportierten Gegenstand (hier nicht gezeigt) versprüht wird. Das Versprühen des Sprühmediums 400 kann dabei zur Reinigung, Desinfektion, Konservierung, Lackierung, Befeuchtung der des besprühten Gegenstands bzw. der Fördervorrichtung oder zu einem anderen Zweck dienen. Bei dem Sprühmedium 400 kann es sich dabei um jede geeignete Flüssigkeit oder um jedes geeignete Gas handeln (z. B. um Wasser, Luft, Reinigungsmittel, Konservierungsmittel, Desinfektionsmittel, Farbe, etc.).
Grundsätzlich lässt sich eine Sprühvorrichtung jedoch auch an einer anderen Stelle der Führungsschiene 120 vorsehen, um beispielsweise die Laufflächen der Führungsschiene 120 bzw. die Laufrollen der Fördervorrichtung 140 von Spänen oder anderen Verschmutzungen zu reinigen. Hierzu zeigt die 9 eine alternative Ausführungsform der in der Führungsschiene 120 ausgebildeten Sprühvorrichtung 180, welche zum Versprühen eines Sprühmediums 400 auf eine untere Lauffläche 121₄ der Führungsschiene 120 oder auf eine sich im Bereich der unteren Lauffläche 121₄ befindliche Laufrolle 144₄ der Fördervorrichtung 140 (hier nicht gezeigt) ausgebildet ist. Die Sprühvorrichtung 180 umfasst im vorliegenden Beispiel eine in einem mittleren Abschnitt der Führungsschiene 120 angeordnete Düse 181, deren Düsenöffnung 182 in Richtung der unteren Laufschiene 121₄ gerichtet ist. Grundsätzlich lässt sich auch eine Sprühvorrichtung 180 vorsehen, die das Sprühmedium 400 gleichzeitig auf mehrere Laufflächen 121₁ , 121₂ , 121₃ , 121₄ der Führungsschiene 120 bzw. mehrere Laufrollen 144₁ , 144₂ , 144₃ , 144₄ der Fördervorrichtung 140 versprüht.
Wie bereits weiter oben beschrieben, lässt sich das durch das Motormodul 200 verlaufende Fluidsystem 150 grundsätzlich auch zur Realisierung weiterer Zusatzfunktionen des linearen Transportsystems 100 verwenden. Ein Beispiel dafür bildet die in der 10 dargestellte alternative Ausführungsform des linearen Transportsystems 100, bei dem mithilfe des durch das Motormodul 200 und die Führungsschiene 120 verlaufenden Fluidsystems 150 eine Aktuatorvorrichtung 170 mit einem in der Führungsschiene 120 angeordneten fluidischen Aktuator 171 realisiert ist. Der fluidische Aktuator 171, bei dem es sich um einen hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Aktuator handeln kann, umfasst im vorliegenden Beispiel einen zylinderförmigen Kolben 173, welcher in einer entsprechend ausgeformten Zylinder 172 beweglich angeordnet ist. Der Zylinder 172 wird dabei durch eine zur Oberseite 123 der Führungsschiene 120 offene Bohrung gebildet, welche im unteren Teil der Führungsschiene 120 fluidisch mit dem auf der Oberseite 203 des Motormoduls 200 angeordneten Fluidanschluss 153 fluidisch kommuniziert. Im Betrieb der Aktuatorvorrichtung 170 führt ein über den Fluidkanal 151 der Statoreinrichtung 210 in den unteren Teil des Zylinders 172 zugeführtes Druckmedium zu einem Druckanstieg in diesem Bereich, wodurch der zylinderförmige Kolben 173 aus dem durch die Bohrung 120 gebildeten Zylinder herausausgefahren wird. Analog hierzu führt ein Absenken des Drucks im unteren Teil des Zylinders 172, was durch Abführen des Druckmediums über den Fluidkanal 151 erfolgen kann, zu einem Zurückfahren des zylinderförmigen Kolbens 100 in den Zylinder 172. Aufgrund dieser Bewegung kann der zylinderförmige Kolben 173 kann über seine obere Stirnfläche 174 oder einem daran angeordneten Bauteil mit der Fördervorrichtung 140 oder einem damit transportierten Gegenstand mechanisch interagieren. Durch diese Interaktion lassen sich verschiedene Funktionen realisieren, z. B. eine mechanische Bearbeitungsfunktion an einem an der Fördervorrichtung 140 befestigten Gegenstand oder eine mechanische Brems- oder Haltefunktion für die Fördervorrichtung 140. Grundsätzlich lässt sich die fluidische Aktuatorvorrichtung 180 auch auf eine andere Weise innerhalb der Führungsschiene 120 realisieren. So können beispielsweise eine oder mehrere fluidische Aktuatoren auch im Bereich der Laufflächen 121₁ , 121₂ , 121₃ , 121₄ der Führungsschiene 120 angeordnet sein, z. B. um mechanisch mit den Laufrollen 144₁ , 144₂ , 144₃ , 144₄ der Fördervorrichtung 140 zu interagieren.
Wie im Zusammenhang mit den vorhergehenden Figuren beschrieben, eröffnet ein im Motormodul 200 integriertes Fluidsystem 150 für das lineare Transportsystem 100 die Möglichkeit, verschiedene Zusatzfunktionen bereitzustellen. Eine wesentliche Grundlage für diese Anwendungen stellt dabei der durch die Statoreinrichtung 210 geführte und einen unteren Teil 201 des Motormoduls 200 mit einem oberen Teil 201 des Motormoduls 200 verbindende Fluidkanal 151 dar. Der Fluidkanal 151 kann dabei grundsätzlich auf verschiedene Weise innerhalb der Statoreinrichtung 210 ausgebildet sein. In den bisher behandelten Fällen wurde der Fluidkanal 151 jeweils durch ein in einer einen unbewickelten Statorzahn 211 vertikal durchquerenden Bohrung 218 angeordnetes rundes Röhrchen 152 gebildet. Einen solchen Fluidkanal 151 zeigt auch die 11, bei der sich um eine Querschnittsdarstellung in der x-z-Ebene durch die Statoreinrichtung 210 des das in der 4 gezeigten Motormoduls 200 handelt. Hierbei ist auch ersichtlich, dass der den Fluidkanal 151 beherbergende Statorzahn 211₁ sich zwischen zwei jeweils von einer elektrischen Spule 220₃ , 220₄ umwickelten Statorzähnen 211₃ , 211₄ befindet, der betreffende Statorzahn 211₁ jedoch selbst keine eigene elektrische Spule aufweist.
Die 12 zeigt den Statorzahn 211₁ aus 11 mit der den Statorzahn 211₁ von seiner Oberseite 212 zu seiner Unterseite 213 durchquerenden Bohrung 218.
Da die Breite eines Statorzahns 211 einer typischen linearen Transportvorrichtung 100 nur einige Millimeter (z. B. 4 mm) beträgt, kann die Bohrung 218 ebenfalls nur einen entsprechend geringen Durchmesser (z. B. 2 mm) aufweisen. Daher handelt es sich bei dem in der Bohrung 218 angeordneten Röhrchen 152 vorzugsweise um ein Kapillarrohr. Bei dieser Ausgestaltung ergibt sich für den Fluidkanal 151 trotz einer möglichst dünn gewählten Wandstärke des Kapillarrohrs 218 lediglich ein geringer Durchmesser (z. B. 1 mm). Um einen höheren Durchfluss des Fluids durch den Fluidkanal 151 zu ermöglichen bzw. bei gleichbleibender Querschnittsfläche des Fluidkanals 151 eine geringere Breite des Fluidkanals 151 und damit des Kapillarrohrs 152 zu erzielen, kann anstatt eines runden Kapillarrohrs 152 auch ein Röhrchen 151 mit einem abgeflachten Profil gewählt werden, dessen Durchmesser in der Magnetisierungsrichtung z des Statorzahns 211 größer ist als sein Durchmesser in der dazu orthogonalen Richtung x. Einen Statorzahn 211 mit einem entsprechend ausgebildeten Fluidkanal 151 zeigt die 13.
Je nach Anwendung kann es auch möglich sein, den Fluidkanal 151 in dem Statorzahn 211 ohne ein entsprechendes Kapillarrohr 152 auszubilden. Die 14 zeigt einen entsprechenden in einem Statorzahn 211 ausgebildeten Fluidkanal 151. Um den Kontakt zwischen dem Material des Statorzahns 211 und eventueller korrosiver Substanzen zu verhindern und eine damit verbundene Korrosion des Statorzahns 211 im Inneren der Bohrung 218 zu unterbinden, kann auf der Innenseite der Bohrung eine geeignete Beschichtung (hier nicht gezeigt) ausgebildet sein.
Alternativ zu einer durch den Statorzahn 211 verlaufenden Bohrung 218 kann auch eine in einer Seitenwand 216, 217 des Statorzahns 211 ausgebildete Nut 219 zur Unterbringung des vorzugsweise als Kapillarrohr ausgebildeten Röhrchens 152 vorgesehen sein. Hierzu zeigt die 15 einen entsprechend ausgebildeten Statorzahn 211. Wie hierbei ersichtlich ist, weist die Nut im vorliegenden Beispiel ein dem runden Profil des Röhrchens 152 entsprechendes abgerundetes Profil auf.
Grundsätzlich lässt sich im Zusammenhang mit der Nut 219 auch ein abgeflachtes Röhrchen 152 verwenden, um die Tiefe des durch die Nut 219 gebildeten Einschnitts zu verringern bzw. bei gleicher Tiefe des nutförmigen Einschnitts 219 eine größere Querschnittsfläche des durch das Röhrchen 219 gebildeten Fluidkanals 151 zu erzielen. Hierzu zeigt die 16 einen Statorzahn 211 mit einem in der Magnetisierungsrichtung z des Statorzahns 211 verlängerten Röhrchen 152. Eine weitere Vergrößerung der Querschnittsfläche des Fluidkanals 151 bzw. eine weitere Reduzierung der Tiefe der zur Unterbringung des Röhrchens 152 dienenden Nut 219 kann durch Verwendung eines Röhrchens 152 mit einem nahezu rechteckförmigen Profil erzielt werden. Der Herstellung einer Nut 219 mit einem entsprechend rechteckförmigen Profil ist beispielsweise mithilfe einer Fräse besonders einfach.
In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist jeweils eine auf der Oberseite 203 der Motormodule 200 montierte Führungsschiene 120 gezeigt. Grundsätzlich lässt sich die Führungsschiene 120 jedoch auch auf eine andere Weise montieren, beispielsweise als eine seitlich neben den Motormodulen 200 verlaufende Führungsschiene 120. Hierzu zeigt die 17 eine entsprechende Anordnung mit einem Motormodul 200 und einer seitlich davon und parallel dazu verlaufenden Führungsschiene 120. Die Führungsschiene 120 kann dabei beispielsweise direkt auf dem Maschinenbett 300 (siehe 1) montiert sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Führungsschiene 120 vier unter jeweils einem definierten Winkel gekippte Flächen 121₁ , 121₂ , 121₃ , 121₄ auf, welche als Laufflächen für Rollen einer hier nicht näher gezeigten Fördervorrichtung 140 dienen.
Wie aus der 17 ferner ersichtlich ist, befindet sich auf der Oberseite 203 des Motormoduls 200 eine Düse 181 einer Sprühvorrichtung 180 zum Versprühen eines Sprühmediums 400. Im vorliegenden Beispiel weist die Düse 181 eine zur Seite gerichtete Düsenöffnung 182 auf, um das Sprühmedium 400 in Richtung der Führungsschiene 120 bzw. einer darauf angeordneten Fördervorrichtung (hier nicht gezeigt) zu versprühen. Im vorliegenden Beispiel ist die Düse direkt auf einem oberen Fluidanschluss 153 des Motormoduls 200 montiert, in welchen der durch den Statorzahn 211 verlaufende Fluidkanal 151 mündet. Grundsätzlich lassen sich hier jedoch auch anders angeordnete bzw. montierte Düsen realisieren. Ferner können neben der hier gezeigten Sprühvorrichtung 180 auch andere Zusatzfunktionen des linearen Transportsystems direkt auf bzw. in dem Motormodul 200 realisiert werden, wie z. B. eine pneumatische bzw. hydraulische Aktuatorvorrichtung mit einem auf dem Motormodul 200 angeordneten bzw. in dem Motormodul 200 integrierten fluidischen Aktuator (hier ebenfalls nicht gezeigt).
In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sind jeweils Statorzähne 211 mit lediglich einem integrierten Fluidkanal 151 gezeigt. Grundsätzlich sind jedoch auch Statorzähne 211 möglich, welche jeweils mehr als einen integrierten Fluidkanal 151 enthalten.
Ferner ist in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen lediglich eine Führungsschiene 120 mit einem speziell geformten und insgesamt vier Laufflächen 121₁ , 121₂ , 121₃ , 121₄ bildenden Querschnittsprofil dargestellt. Grundsätzlich ist es jedoch möglich, auch Führungsschienen mit einem anderen Querschnittsprofil und mit einer anderen Anzahl von Laufflächen verwenden. In einem solchen Fall enthält die Führungsschiene 120 ein an die geänderte Geometrie entsprechend angepasstes Fluidsystem 160.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus auch andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Lineares Transportsystem (100) umfassend eine Linearmotorvorrichtung (110) mit wenigstens einem Motormodul (200) und wenigstens eine von der Linearmotorvorrichtung (110) entlang einer Bewegungsbahn (101) angetriebenen Fördervorrichtung (140), wobei das Motormodul (200) eine mit einer Magneteinrichtung (141) der Fördervorrichtung (140) magnetisch interagierende Statoreinrichtung (210) mit mehreren entlang der Bewegungsbahn (101) nebeneinander angeordneten Statorzähnen (211) und mehreren jeweils um einen Statorzahn (211) gewickelten elektrischen Spulen (220) umfasst, und wobei das lineare Transportsystem (100) ferner ein Fluidsystem (150) umfassend wenigstens einen durch einen Statorzahn (211) der Statoreinrichtung (210) verlaufenden Fluidkanal (151) aufweist.
Lineares Transportsystem (100) nach Anspruch 1, wobei der Fluidkanal (151) in einem Statorzahn (211) ausgebildet ist, um welchen keine elektrische Spule (220) gewickelt ist.
Lineares Transportsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fluidkanal (151) durch ein Röhrchen (173) gebildet wird, das in einer den jeweiligen Statorzahn (211) durchquerenden Bohrung (218) oder in einer an einer Seitenwand (216, 217) des jeweiligen Statorzahns (211) ausgebildeten Nut (219) angeordnet ist.
Lineares Transportsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fluidkanal (151) ein abgeflachtes Querschnittsprofil aufweist, dessen Durchmesser in einer Magnetisierungsrichtung (z) des Statorzahns (211) größer ist, als sein Durchmesser in einer dazu senkrechten Richtung (x).
Lineares Transportsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das lineare Transportsystem (100) eine Führungsschiene (120) umfasst, und wobei der Fluidkanal (151) als Zuführkanal eines Schmiersystems (190) zum Zuführen eines Schmiermittels zu wenigstens einer Lauffläche (121₁, 121₂, 121₃, 121₄) der Führungsschiene (120) ausgebildet ist.
Lineares Transportsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluidsystem (170) eine Sprühvorrichtung (180) mit einer Düse (181) zum Versprühen eines flüssigen oder gasförmigen Sprühmediums (400) umfasst, wobei der Fluidkanal (151) als Zuführkanal zum Zuführen des gasförmigen Sprühmediums (400) zu der Düse (181) ausgebildet ist.
Lineares Transportsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine hydraulische oder pneumatische Aktuatorvorrichtung (170) mit einem hydraulischen oder pneumatischen Aktuator (171), wobei der Fluidkanal (151) als Zuführkanal zum Zuführen eines flüssigen oder gasförmigen Druckmediums zu dem Aktuator (171) ausgebildet ist.
Motormodul (200) für ein lineares Transportsystem (100) zum Antreiben wenigstens einer Fördervorrichtung (140) entlang einer Bewegungsbahn (101), wobei das Motormodul (200) eine im Betrieb des linearen Transportsystems (100) mit einer Magneteinrichtung (141) der Fördervorrichtung (140) magnetisch interagierende Statoreinrichtung (210) mit mehreren entlang der Bewegungsbahn (101) nebeneinander angeordneten Statorzähnen (211) und mehreren jeweils um einen Statorzahn (211) gewickelten elektrischen Spulen (220) umfasst, und wobei wenigstens einer der Statorzähne (211) wenigstens einen Fluidkanal (151) zum Transportieren eines Fluids durch das Motormodul (200) aufweist.
Motormodul (200) nach Anspruch 8, wobei der Fluidkanal (311) in einem Statorzahn (211) ausgebildet ist, um welchen keine elektrische Spule (220) gewickelt ist.
Motormodul (200) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei der Fluidkanal (151) durch ein Röhrchen (173) gebildet wird, das in einer den Statorzahn (211) durchqueren Bohrung (218) oder in einer an einer Seitenwand (216, 217) des jeweiligen Statorzahns (211) ausgebildeten Nut (219) angeordnet ist.
Motormodul (200) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Fluidkanal (151) ein abgeflachtes Querschnittsprofil aufweist, dessen Durchmesser in einer Magnetisierungsrichtung (z) des Statorzahns (211) größer ist, als sein Durchmesser in einer dazu senkrechten Richtung (x).
Motormodul (200) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Motormodul (200) zu einer Montage an eine Führungsschiene (120) ausgebildet ist, und wobei der Fluidkanal (151) als ein Zuführkanal eines dem linearen Transportsystem (100) zugeordneten Schmiersystems (190) zum Zuführen eines Schmiermittels zu wenigstens einer Lauffläche (121₁, 121₂, 121₃, 121₄) der Führungsschiene (120) ausgebildet ist.
Motormodul (200) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der Fluidkanal (151) als Zuführkanal zum Zuführen eines flüssigen oder gasförmigen Sprühmediums (400) zu einer Sprühvorrichtung (180).
Motormodul (200) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei der Fluidkanal (151) als Zuführkanal einer Aktuatorvorrichtung (170) zum Zuführen eines flüssigen oder gasförmigen Druckmediums zu einem hydraulischen oder pneumatischen Aktuator (171) ausgebildet ist.
Führungsschiene (120) für ein lineares Transportsystem (100) mit wenigstens einem Motormodul (200) zum Antreiben wenigstens einer Fördervorrichtung (140) entlang einer durch die Führungsschiene (120) vorgegebenen Bewegungsbahn (101) umfassend: - eine Montagefläche (129) zur Montage auf einer entsprechend ausgebildeten Montagefläche (208) des Motormoduls (200), und - wenigstens einen mit einem in der Montagefläche (208) des Motormoduls (200) ausgebildeten Fluidanschluss (153) fluidisch kommunizierenden Fluidkanal (161,162).
Führungsschiene (120) nach Anspruch 15, wobei der Fluidkanal (161, 162) als ein Zuführkanal eines Schmiersystems (190) zum Zuführen eines Schmiermittels zu wenigstens einer Lauffläche (121₁, 121₂, 121₃, 121₄) der Führungsschiene (120) ausgebildet ist.
Führungsschiene (120) nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Führungsschiene (120) eine Düse (181) zum Versprühen eines flüssigen oder gasförmigen Sprühmediums (400) aufweist, wobei der Fluidkanal (161, 162) als Zuführkanal zum Zuführen des flüssigen oder gasförmigen Sprühmediums (400) zu der Düse (181) ausgebildet ist.
Führungsschiene (120) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Führungsschiene (120) einen hydraulischen oder pneumatischen Aktuator (171) aufweist, und wobei der Fluidkanal (161, 162) als Zuführkanal zum Zuführen eines flüssigen oder gasförmigen Druckmediums zu dem hydraulischen oder pneumatischen Aktuator (171) ausgebildet ist.