DE1937430C - Sekundarteil für einen nach dem Poly solenoidsystem arbeitenden Elektro Linear Motor - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Sekundarteil fluchen der Ringe eine Schrägung zur Ltlngsachse des mit einem Kern und diesen umgebende, elektrisch Kerns gebildet ist.

leitende, nicht ferromagnetische Ringe mit axialen Durch den schrägen Verlauf der Begrenzungs-Begrenzungsflächcn für einen nach einem aus mehre- filichen werden Vorzugsstellen des SekundÜrteils verren, mehrphasig gespeisten, den Sekundilrteil eines 5 mieden, weil die zum Normalkreis schrägen, sekun-Linearmotors konzentrisch umgebenden, axial um diiren Strombahnen nicht mit den einem Normalkreis eine Nutteilimg getrennt nebeneinanderlicgende F.r- folgenden Nutöffnungen des Ständers zusammenfal-

regerspulen bestehenden Polysolenoidsysteni arbei- len. Daß die Schrägung sich bei einem ganzen Umlauf

teiulen Elektro-Linear-Motor. entlang der Schnittkurve iindert, ist unbedenklich und

Infolge der mehrphasigen Erregung dieses Spulen- io eher nützlich.

systems wird ein in Achsrichtung des Linearmotors Die durch die Schrägung sich ergebenden axialen fortschreitendes Wanderfeld erzeugt, das im Sckun- Abstände der Bcgrenzungsl'lächen am Umfang der därtcil Ströme induziert, welche zusammen mit dem Ringe sind nach einem weiteren Merkmal der Erfin-Wandeil'ekl eine axiale Schubkraft auf den Sekundär- dung kleiner als die NuUeilung der Erregerspulen und teil und damit eine Relativbewegung ergeben. Der »5 größer als die Breite einer durch die Breite der Er-Sekundärteil besteht bei einigen bekannten Polysolc- regerspulen bedingten Nutüffnung. Eine gewisse Einnoid-Linearmotoren aus einem massiven Kern. Seine schränkung der Schrägung der Ringe ist mit Rück-Zugkral't wurde schon nach der britischen Patent- sieht auf den mit einer größeren Schrägung verbunschrift 883 837 und »Electrical Times«, 1966, S. 977, denen kleineren Wicklungsfaktor, zum anderen mit durch eine den Sekundärteil umgebende Schicht aus ao Rücksicht auf die mit größerer Nutschräge verbunmagnetisch nichtleitendem, aber elektrisch gut leiten- dene Abnahme der axialen Komponente der Stromdem Material, z. B. Kupfer und Eisen, erhöht. Gleich- kraft und das Auftreten einer zur Achsrichtung senkzeitig entstand, namentlich bei ungleichem Luftspalt, rechten Komponente derselben gegeben. Beim kleitlie Gefahr ausgeprägter Stellungen, die sich in einer neren Durchmesser ist die erforderliche Schrägung Neigung zum Kleben, Pendeln oder Vibrieren des as verhältnismäßig groß, wenn man sie nur nach der SekundUrteils äußerte. Teilung der Erregerspulen orientiert. Es genügt je-

Es wurde daher nach dem schweizerischen Patent doch, wenn die Schrägung nur die Breite der Erreger-391081 vorgeschlagen, den aus einer eisernen Welle Nutöffnungen überbrückt. Messungen an kleineren oder einem eisernen Rohr gebildeten Sekundärteil Linearmotoren mit um 18" zur Längsachse des Semit einer zusammenhängenden kupfernen Hülle zu 3° kundärteils geneigten Trennebenen bestätigen die überziehen. Neben der schwierigen mechanischen Wirksamkeit der schrägen Ringe.
Frage der Toleranzen zwischen Kupferzylinder und Die Begrenzungsflächen der Ringe sind nach einem Eisenkern, namentlich im Unterschied zwischen kai- weiteren Erfindungsmerkmal parallel. Die Ringe sind tem und warmem Zustand, ergaben sich neue Schwie- meistens axial gleich lang.

rigkeiten durch die Tatsache, daß der Luftspalt bei 35 Nur für dafür geeignete Fälle sieht eine Variante

den praktisch in Frage kommenden, meistens etwas der Erfindung vor, die Ringe innerhalb eines Sekun-

leichteren Konstruktionen dazu neigt, ungleich zu sein. därteils ungleich lang zu machen. Nach einer hin-

Der magnetische Fluß wandert dann zu den engsten sichtlich der Unterdrückung von Ungleichheiten

Stellen des Luftspaltes; infolge der nicht unterteilten weniger umfassenden und deshalb nur bei diesen be-

Kupferhülse kann der Läuferstrombelag mitwandern; 40 sonders gelagerten Fällen empfohlenen Variante der

es bilden sich ungleichmäßig verteilte Kräfte aus, in Erfindung können die axial längeren der ungleichen

deren Folge wieder Vorzugsstellungen des Sekundär- Ringe um ein Mehrfaches länger als die kürzeren

teils und Rohrverbiegungen, Pendel-, Klebe- und Ringe sein. Die Veränderlichkeit der Ringlänge kann

Geräuscherscheinungen, desgleichen sowie ungleiche durch Weglassen einzelner bei gleichmäßiger Vertei-

Erhitzungen auftreten. Die Gefahr ungleicher Vertei- 45 lung der Trennflächen vorhandener Schlitze erreicht

lung des magnetischen Wanderfelds besteht nament- werden.

lieh bei Reihenschaltung der Ständerspulen. Der Be- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung be-

rechner solcher Spulenanordnungen will aber auf die stehen die Ringe aus Kupfer. Dieser Werkstoff hat

Möglichkeit nicht verzichten, gegebenenfalls die Er- sich, wie eingangs erläutert, schon für die ungeteilte

rcgerspulen in Reihe zu schalten. 50 Ummantelung eines Sekundärteiles eingeführt. Die

Bei der praktischen Ausführung solcher nicht unter- Ringe können auch aus Aluminium hergestellt sein,

brochenen Kupferhülsen aus handelsüblichen, ur- Die zum Herausbilden der bestimmten vorgeschrie-

sprünglich nicht für elektrische Zwecke bestimmten benen Strombahnen erforderliche Isolierung der

Kupleirohren machen sich deren ungleiche Beschaf- Schrägringe gegeneinander sowie gegen den Kern des

fenheit und Maßtoleranzen in einem Sinne bemerk- 55 Sekundärteils läßt sich auf einfachste Weise durch

bar, der ebenfalls zu verschiedener Erwärmung, zu- Lacktränken od. dgl. und in der erforderlichen Dicke

sätzlicher Ungleichheit des Luftspalts und zur Rohr- herstellen, weil die Spannungen in den Ringen nur

verbiegungen führt. Bruchteile eines Volt betragen. Wegen der geringen

Nach der Aufgabe der Erfindung soll ein nach dem Stärke stellen die Isolationsschichten auch kein Hin-

Polysolcnoid-Systcm arbeitender Elektro-Linear- 60 dernis gegen den Wärmestrom dar.

Motor geschaffen werden, der auch bei Reihenschal- Die erfindungsgemäßen schrägen Ringe haben die

tung der Spulen einwandfrei arbeitet und dessen Linearmotoren weseniiieh verbessert. Auch bei un-

Sekundärteil die geschilderten Nachteile, nämlich die gleicher Dicke des Luftspaltes haben sich die Sekun-

Neigung des Sekundärteils zum Kleben, Pendeln oder därteile der Linearmotoren bewährt. Die Sekundär-

Vibrieren bzw. zu ungleichmäßiger Erwärmung, 65 teile wurden bereits in Polysolenoid-Linearmotoren

nicht hat. verschiedener Systeme eingebaut.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ringe Die Ringe sind zum Verhindern des Abriebs auf

isoliert sind und daß durch die axialen Bcgrcnzungs- der Oberfläche mechanisch vergütet.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung (Fig, 1 und 2) dargestellt und im folgenden nüher erläutert:

Der Kern 1 des Sekundürteils ist mit Ringen 2 verschen und in einem Gehäuse 3 des Linearmotors axial S verschiebbar gelagert. Zwischen den Blechen 4 des Stünders und den Ringen 2 des Sekundürteils ist ein Luftspalt 5 vorhanden.

Die Ringe 2 sind aus schrlig abgeschnittenen Kupferrohren gebildet und allseitig mit einer dünnen Lackschicht versehen.

Die axialen sehrügen Begrenzungsflüchen 2 α der Ringe 2 ergeben in der Abwicklung des Zylinders eine Spur gemäß der Fig. 2, die in jedem ihrer Punkte P gesetzmüßig unter verschiedenen Winkeln schrüg gegen den jeweiligen, durch den Punkt P gelegten, zur Längsachse senkrechten Normalkreis verläuft. Die Schrägung ündert sich entlang der Schnittkurve zwischen dem Wert 0 und einem Maximum. Der Maximalwert ist so gelegt, daß der Mittelwert so der durch die Schrägung bewirkten Verbesserung ausreichend hoch ist.

Da die Teilung der Erregerspulen bei den kleinsten Linearmotoren in der Größenordnung von 10 bis 15 mm, der Läuferdurchmesser etwa bei 20 mm liegt, ist die Schrägung bei einem derartig kleinen Linearmotor verhältnismäßig groß.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Sekundärteil mit einem Kern und diesen umgebende, elektrisch leitende, nicht ferromagnetische Ringe mit axialen Begrenzungsflächen für einen nach einem aus mehreren mehrphasig gespeisten, den Sekundärteil konzentrisch umgebenden, axial um eine Nutteilung getrennt nebeneinanderliegende Erregerspulen bestehenden PoIysolenoidsyslem arbeitenden Elcktro-l.inear-Motor, (I a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Ringe (2) isoliert sind und daß durch die axialen Begrcnzungsflilchen (2«) der Ringe (2) eine Schrägung zur Längsachse des Kerns (I) gebildet ist.

2. SekundUrteil nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Schrägung sich ergebenden axialen Abstünde der Begrenzungsflüchcn (2 a) am Umfang der Ringe (2) kleiner als die Nutteilung der Erregerspulen (4) und grüßer als die Breite einer durch die Breite der Erregerspulen bedingten Nutöffnung sind.

3. Sekundürtcil nach Anspruch 1, dadurch gc kennzeichnet, daß die Begrenzungsflächen (Iu) der Ringe (2) parallel sind.

4. Sekundürteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (2) axial gleich lang

5. Sekundärteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (2) axial ungleich lang sind.

6. Sekundärteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axial längeren der ungleichen Ringe (2) um ein Mehrfaches langer als die kürzeren Ringe (2) sind.

7. Sekundärteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (2) aus Kupfer bestehen.

8. Sekundärteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (2) aus Aluminium bestehen.

9. Sekundärteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Ringe (2) mechanisch vergütet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen