DE1613063C

DE1613063C - Linear motor

Info

Publication number: DE1613063C
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr.-Ing. 2000 Hamburg Mursch
Original assignee: Conz Electricitäts-Gesellschaft mbH, 2000 Hamburg
Publication date: 1972-07-06

Description

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Die Erfindung betrifft einen Linearmotor mit einem so starken Verschleiß unterworfen, so daß einem in Fortbewegungsrichtung eines Wanderfeldes seine Betätigungsfedern bei Betrieb entsprechend gerade gestreckten lameliierten Blechpaket (Kamm), nachgestellt werden müssen. Dies stellt hohe Anbei dem mittels des Wanderfeldes das Blechpaket forderungen an das Bedienungspersonal,
durch einen in der Richtung nach einem Sekundär- 5 Weiterhin können die in Fortbewegungsrichtung, teil zu liegenden oder mit diesem identischen ferro- also senkrecht zu den Federn und ihren Spindeln magnetischen Teil gegen sein Gewicht und eine auf das Brems- und Klemmstück wirkenden Brems-Federkraft angezogen wird und bei dem die Bewe- kräfte leicht zu einer Verklemmung der Federn und gung durch einen Anschlag begrenzt ist, so daß beim ihrer Spindeln führen.The invention relates to a linear motor that is subject to so much wear that its actuating springs have to be readjusted in the direction of movement of a traveling field during operation, which is accordingly straight, laminated laminated core (comb). This places high demands on the operating personnel by means of the moving field,
by a in the direction of a secondary 5 Furthermore, the magnetic part in the direction of movement, partially lying or identical to it, perpendicular to the springs and their spindles can counteract its weight and a braking spring force acting on the braking and clamping piece is tightened and in which the moving forces easily lead to jamming of the springs and movement is limited by a stop, so that they lead to their spindles.

Ausschaften des Wanderfeldes durch das Eigen- io Ein weiterer Vorschlag (Industrie-ElektronikWorking out the moving field through one's own io Another suggestion (industrial electronics

gewicht des Blechpakctes und die Federkraft eine + Elektronik, 9 (1964), Nr. B 1/2, Seite 11, Spalte 2,weight of the sheet metal package and the spring force an + electronics, 9 (1964), no. B 1/2, page 11, column 2,

mechanische Bremswirkung über einen Bremsbelag Zeilen 7 bis U) geht dahin, den Ständer oder nurmechanical braking effect via a brake lining lines 7 to U) goes to the stand or only

ausgelöst ist. Teile davon so anzuordnen, daß sie eingeschaltetis triggered. To arrange parts of it so that they are switched on

Bei einem derartigen Motor eilen die annähernd eine Federkraft überwinden und bis auf den Luftsinusförmig verteilten Induktionen und Strombeläge 15 abstand angezogen werden und ausgeschaltet mit entlang einer Geraden mit einer Geschwindigkeit der Federkraft eine Bremsung bewirken. Diese allfort, die von der Länge der Polteilung bzw. Polpaar- gemeinen Hinweise bewegen sich grundsätzlich im teilung sowie von der Frequenz des speisenden Rahmen einer damals schon bekannten Aufgaben-Netzes abhängig ist. Das Wanderfeld schneidet dabei stellung, geben aber keinerlei Hinweis zur Ausfüheinen Anker, der dagegen mit relativ kleinerer Ge- 20 rung, durch welche konstruktiven Mittel im einzelschwindigkeit bewegt wird. Die induzierenden Ströme nen diese Aufgabe praktisch gelöst werden kann,
ergeben zusammen mit dem Wanderfeld eine elektro- Ferner ist aus der schweizerischen Patentschrift f~- magnetische Kraft auf den Anker im Sinne der 177 368 eine elektrische Maschine ohne aus-Wanderfeld-Fortbewegungsrichtung. geprägte Pole bekannt, welche außer dem LäuferIn such a motor rush to almost overcome a spring force and apart from the air sine-shaped inductions and current coatings 15 distance are attracted and cause braking along a straight line with a speed of the spring force. All of these, which are based on the length of the pole pitch or the pointers common to pole pairs, are fundamentally dependent on the pitch and the frequency of the feeding frame of a task network that was already known at that time. The moving field intersects the position, but does not give any indication of the execution of an anchor, which, on the other hand, is moved with a relatively smaller device, by which constructive means it is moved at single speed. The inducing currents can solve this problem in practice,
together with the traveling field result in an electro- Furthermore, from the Swiss patent f ~ - magnetic force on the armature in the sense of 177 368 is an electrical machine without a traveling-field direction of movement. embossed poles known, which apart from the runner

Es sind verschiedene Vorschläge bekanntgewor- 25 eine Einrichtung zur Ausführung einer von derjeniden, den Linearmotor mit einer Bremseinrichtung gen des Läufers verschiedenen Arbeitsbewegung zu versehen. Man kann z. B. vorübergehend zwei aufweise, wobei an einer Stelle des von den Spulen Phasen der Erregerwicklung vertauschen, so daß der Maschine magnetisierten Teils ein Ausschnitt sich die Bewegungsrichtung des Wanderfelds gegen- vorhanden und ein bewegliches eisenhaltiges Organ über dem Paket umkehrt, wodurch zwar eine Brems- 30 derart eingebaut ist, daß dieses Organ unter Einkraft auf den bewegten Teil, bei längerer Dauer aber wirkung der von den Spulen der Maschine erzeugten eine Richtungsumkehr entsteht. Um dies zu vermei- Magnetisierung von den Flächen des Ausschnittes den, wurde vorgeschlagen, den Erregerteil mit Gleich- angezogen wird und in Verbindung mit Überstrom zu erregen. Dies hat aber den Nachteil, daß tragungsmitteln einen Bewegungsvorgang ausführt, die Bremswirkung bei sinkender Geschwindigkeit 35 wobei die Einrichtung eine einen Teil der Maschine stark nachläßt und gegen den Stillstand hin eine bildende Bremsvorrichtung betätigt. Der Hebelwenig exakte, schleichende Bewegung entsteht. mechanismus in Verbindung mit der Bremsanord- Various proposals have become known- a device for carrying out one of the the linear motor with a braking device gene of the runner different working movement to provide. You can z. B. temporarily have two, at one point of the coils Swap the phases of the field winding so that the machine's magnetized part has a cutout the direction of movement of the traveling field is opposite and a movable ferrous organ reverses over the package, whereby although a brake 30 is installed in such a way that this organ under force on the moving part, but in the case of a longer duration it acts on the one generated by the coils of the machine a direction reversal occurs. To avoid this- magnetization of the surfaces of the cutout den, it was suggested that the exciter part is attracted with DC and in connection with overcurrent to excite. However, this has the disadvantage that the carrying means carries out a movement process, the braking effect at decreasing speed 35 the device being a part of the machine decreases sharply and actuates a braking device against the standstill. The lever creates a little precise, creeping movement. mechanism in connection with the brake assembly

In bezug auf die Abbremsung der von Linear- niing ist recht kompliziert und teuer. Die Verwen-In relation to the braking of linear niing is quite complicated and expensive. The use

motoren erzeugten Bewegung wurde durch die USA.- dung eines normalen Primärteils ist hierbei nichtThe movement produced by the motors was made by the USA

Patentschrift 1 950 611 eine Einrichtung speziell für 40 möglich, so daß sich diese Konstruktion nicht durch-Patent specification 1 950 611 a device specifically for 40 possible, so that this construction is not through-

Türantriebe u. dgl. bekannt. Darin wurde vor- setzte.Door drives and the like are known. This was done.

geschlagen, den Primärkamm senkrecht zu seiner Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, unter Längsrichtung bzw. zu der Wanderfeldbewegiings- Benutzung einer einfachen und robusten Konstruk- { richtung beweglich und gleitend anzuordnen, so daß tion für einen Linearmotor eine Bremseinrichtung sich unter dem Einfluß seines eigenen Magnetfeldes 45 zu schaffen, die geringe Anforderungen an die Wareine Annäherung des Primärteils an den Sekundär- tung bzw. Nachstellung bei Abnutzung der Bremteil bis zu Anschlägen vollziehen kann, die durch sen bzw. des Bremsbelages stellt.
Rollen am Primärkamm gebildet werden; hierbei Sie soll ferner möglichst wenig empfindlich auf verschiebt sich der Kamm parallel zu sich selber. Änderungen von Federkräften reagieren, wie sie sichbeaten, the primary ridge perpendicular to his The invention now has the task of moving and sliding to arrange longitudinally or to the Wanderfeldbewegungiings- use of a simple and robust construction {direction so that a braking device for a linear motor under the influence of his to create its own magnetic field 45, the low demands on the goods.
Rolls are formed on the primary ridge; Here you should also be as little sensitive as possible to the comb moves parallel to itself. Changes in spring forces react as they change

Obendrein wird durch das magnetische Feld des 50 im Betrieb unbeabsichtigterweise durch Verklem-On top of that, the magnetic field of the 50 inadvertently causes jamming during operation.

Kamms ein weiteres magnetisches Brems- und men usw. ergeben könnten. Es soll dabei außer demComb another magnetic braking and men etc. could result. It should besides that

Klemmteil, das zusätzlich zum Primär- und Sekun- Ständer und dem Läufer kein drittes Teil erforderlichClamping part that does not require a third part in addition to the primary and secondary stator and the rotor

därteil vorhanden ist, aus dem mechanischen Kon- werden.därteil is present, from the mechanical con- become.

takt mit dem Sekundärteil gelöst. Hierdurch wird Die Erfindung löst die von ihr gestellte Aufgabe die Bremse gelöst, wobei dieses zusätzliche Teil eine 55 dadurch, daß das gesamte Blechpaket bei seiner Feder spannt. Bei Entregung des Primärteils wird Erregung oder Entregung eine Winkelbewegung als das magnetisch angezogene Bremsteil durch Feder- Teil eines zweiarmigen Hebels ausführt, dessen Drehdruck wieder in den bremsenden Eingriff mit dem punkt sich zwischen dem bewickelten Blechpaket Sekiindärleil gebracht. einerseits und einer an einer Verlängerung des Pa-cycle with the secondary part. The invention solves the problem set by it the brake released, this additional part being a 55 in that the entire laminated core at his Spring tensions. When the primary part is de-energized, excitation or de-excitation is an angular movement the magnetically attracted brake part is carried out by the spring part of a two-armed lever, the rotational pressure of which again in the braking engagement with the point between the wound laminated core Secondary branch brought. on the one hand and one on an extension of the pa-

Diese Einrichtung benötigt also zur Lösung und Go kets angeordneten Bremsfläche andererseits befindet, Betätigung der Bremswirkung außer dein Primär- und daß die Entfernung der Blechpaketmitte vom kamm und dem Sekundärteil ein drittes zusätzliches flebeldrehpunkt größer ist als die Entfernung des Bremsglied, das senkrecht zur Längsrichtung 'des Bremsllächenmittelpunktes vom Drehpunkt.
Kamms beweglich ist, in eine Aussparung des Se- In Ausgestaltung der Erfindung ist dabei die Fcdcrkundäiteils eingreift, also nur einen Bruchteil der 6₅ kraft kleiner als das Gewicht des Blechpakets gel'iir eine Bremskraft an sich zur Verfügung stehen- wählt. Ferner ist nach einer weiteren Ausgestaltung den Oberfläche des Sekundärteils ausnutzt. Eiiii in der Erfindung der ferromagnetische, mit dem Blechseiner Oberfläche derart reduziertes Bremsstück ist paket zusammenwirkende Teil und das BlechpaketThis device therefore needs to solve and go kets arranged braking surface on the other hand, actuation of the braking effect except your primary and that the distance of the center of the laminated core from the comb and the secondary part is a third additional flebeldrehpunkt greater than the distance of the braking member, which is perpendicular to the longitudinal direction 'des Brake surface center point from the pivot point.
Comb is movable, in a recess of the se- In an embodiment of the invention, the Fcdcrkundäiteils engages, so only a fraction of the 6 ₅ force less than the weight of the laminated core gel'iir a braking force is available per se- selects. Furthermore, according to a further embodiment, the surface of the secondary part is used. Eiiii in the invention of the ferromagnetic, with the sheet metal of its surface so reduced brake piece is the package interacting part and the sheet metal package

angenähert horizontal angeordnet, so daß auch bei Abnutzung des Bremsbelages der resultierende Hebelarm des Eigengewichtes des Blechpakets und damit die Bremskraft ohne Nachstellung annähernd konstant bleiben.arranged approximately horizontally, so that the resulting lever arm even when the brake lining is worn the dead weight of the laminated core and thus the braking force almost constant without readjustment remain.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. The invention is explained with reference to the drawing.

F i g. 1 zeigt schematisch einen normalen Linearmotor in Kammbauart nach dem Stand der Technik mit beweglich angeordneter Schiene;F i g. 1 schematically shows a normal linear motor in comb design according to the prior art with movably arranged rail;

F i g. 2 zeigt in schematischer Darstellung den Linearmotor gemäß der Erfindung, wobei als Beispiel eine ruhende Schiene und ein auf einem Fahrgestell beweglicher Erregerkamm gewählt ist.F i g. Fig. 2 shows a schematic representation of the linear motor according to the invention, using as an example a stationary rail and an exciter comb movable on a chassis is selected.

Nach F i g. 1 ist der Linearmotor in Kammbauart mit einem Erregerpaket P und einer Dreiphasenwicklung W versehen, wovon ein Sekundärteil S induziert wird. Hierbei wird zunächst in an sich bekannter Weise durch die Erregung des Magnetkamms außer der die Fortbewegung bewirkenden Längskraft K oder K' auch noch eine magnetische Anzugskraft M (nicht gezeichnet) erzeugt, welche den Kamm dem ferromagnetischen Teil S nähert. Diese Näherungsbewegung wird nun nach der Erfindung gemäß F i g. 2 in eine Winkelbewegung des gesamten, nicht unterteilten Pakets P um einen Drehpunkt D, der zwischen dem Paket P und einer Bremse B liegt, verwandelt. Die Anordnung stellt einen zweiarmigen Hebel dar. Gemäß der Erfindung ist vorzugsweise der Hebelarm D-B, d. h. der Abstand zwischen Hebeldrehpunkt D und der Mitte des Bremsbelags B, kleiner als der Hebelarm, der von der Blechpaketmitte zum Hebeldrehpunkt D reicht. Das Gewicht G des Erregerkamms wird somit in eine große Bremskraft an der Stelle B umgewandelt, die durch die Lage von D auf dem Hebelarm G-B bestimmt ist. Bei einem Linearkamm von einer Zugkraft 20 kp bei 25% ED ist z.B. G = etwa 12,5 kp, M = etwa 40 kp.According to FIG. 1, the linear motor is provided in a comb design with an exciter package P and a three-phase winding W , from which a secondary part S is induced. In this case, a magnetic attraction force M (not shown) which approaches the ferromagnetic part S of the comb is initially generated in a manner known per se by the excitation of the magnetic comb, in addition to the longitudinal force K or K 'causing the movement. This approach movement is now according to the invention according to FIG. 2 is converted into an angular movement of the entire, non-subdivided package P about a pivot point D, which lies between the package P and a brake B. The arrangement represents a two-armed lever. According to the invention, the lever arm DB, ie the distance between the lever pivot point D and the center of the brake lining B, is smaller than the lever arm which extends from the center of the laminated core to the lever pivot point D. The weight G of the exciter comb is thus converted into a large braking force at point B , which is determined by the position of D on the lever arm GB . For a linear comb with a tensile force of 20 kp at 25% ED, G = about 12.5 kp, M = about 40 kp.

In der schematischen F i g. 2 sind die natürlich notwendigen Stromzuführungen zum Erregerteil nicht extra dargestellt, desgleichen ist ein Anschlag auf der Seite F des zweiarmigen Hebels weggelassen, der die maximale Winkelbewegung infolge Abnutzung eingrenzt und beispielsweise auch ein Meldeorgan bzw. einen Kontakt betätigen könnte. Weiterhin ist in der schematischen F i g. 2 die Winkelabweichung zwischen Paket P und Teil 5 nicht maßstabsgetreu, d. h. in diesem Falle wesentlich größer gezeichnet. Über die Wahl der Federstärke F kann die Bremskraft modifiziert werden. Nach der Erfindung werden kleine Federstärken bevorzugt angewandt, um ein Überwiegen der Gewichtskraft G auf den Bremsvorgang und damit eine konstante Bremskraft unabhängig von Federn und ihren möglichen Verklemmungen zu erreichen.In the schematic Fig. 2, the naturally necessary power supplies to the exciter part are not shown separately, and a stop on the F side of the two-armed lever, which limits the maximum angular movement as a result of wear and could, for example, also actuate a signaling element or a contact, has been omitted. Furthermore, in the schematic FIG. 2 the angular deviation between package P and part 5 is not true to scale, ie in this case it is drawn much larger. The braking force can be modified by selecting the spring strength F. According to the invention, small spring strengths are preferably used in order to achieve a predominance of the weight G on the braking process and thus a constant braking force independent of springs and their possible jamming.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß bei etwa horizontaler Lage des ferromagnetischen Teils S, und bei Abnutzung des Bremsbelags B der Hebelarm der Kraft G in weiten Grenzen unverändert bleibt. Hierdurch wird gegenüber den bekannten Anordnungen eine sehr angenähert konstante Bremskraft ohne Nachstellung erzielt.Another feature of the invention is that when the ferromagnetic part S is in an approximately horizontal position and when the brake lining B is worn, the lever arm of the force G remains unchanged within wide limits. As a result, compared to the known arrangements, a very approximately constant braking force is achieved without readjustment.

An Stelle des bekannten in einer Führung gleitend angeordneten Primärkamms, mit einem in bezug auf den Primärteil gegen Federkraft verschiebbarenInstead of the known primary comb slidably arranged in a guide, with one in relation to the primary part displaceable against spring force

ίο Brems- und Klemmteil weist die Bremsanordnung nach der Erfindung in vorteilhafter Weise eine konstant bleibende Bremskraft auf. Weiterhin hat die Erfindung den Vorteil, daß als Erregerkamm ein nicht unterteilter normaler Kamm aus der Serie benutzt werden kann. Die Richtung der Bremskraft benötigt desweiteren keine Umlenkung durch Gestänge oder dergleichen Mittel, deren unzulässiger Toleranzbereich (Spiel) meistens von einer gewissen Störanfälligkeit gegen Verklemmungen begleitet ist.ίο Brake and clamping part has the brake assembly according to the invention in an advantageous manner a constant braking force. Furthermore, the Invention has the advantage that an undivided normal comb from the series is used as the exciter comb can be. Furthermore, the direction of the braking force does not need to be deflected by a linkage or the like means, the impermissible tolerance range (play) mostly of a certain Susceptibility to jamming is accompanied.

Claims

1. Linear motor with a straight stretched in the direction of movement of a traveling field

one in the direction of movement of a traveling field by means of the traveling field, the laminated core is attracted by a ferromagnetic part lying in the direction of a secondary part or an identical ferromagnetic part against its weight and a spring force, and in which the movement is limited by a stop, so that when switching off of the traveling field, a mechanical braking effect is triggered via a brake lining by the weight of the Bechpackets and the spring force, characterized in that the entire laminated core (P ) executes an angular movement as part of a two-armed lever (H) , the pivot point (D ) is located between the wound laminated core (P) on the one hand and a braking surface (B ) arranged on an extension of the packet (P) on the other hand, and that the distance between the center of the laminated core and the fulcrum (D) is greater than the distance between the center of the braking surface and the fulcrum (D) ).

2. Linear motor according to claim 1, characterized in that the spring force (F) is less than the weight (G) of the laminated core (P).

3. Linear motor according to claim 1 and 2, characterized in that the ferromagnetic, with the laminated core (P) cooperating part (S) and the laminated core (P) are arranged approximately horizontally, so that even when the brake lining is worn, the resulting lever arm of its own weight (G) of the laminated core (P) and thus the braking force remain almost constant without readjustment.

1 sheet of drawings