DE19912136C2 - Halteanker für ein Kapselgehäuse, insb. für einen Linearmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kapselgehäuse für einen vergossenen Primärteilmotorblock, welcher mit Nuten zur Aufnahme von Wicklungen ausgestattet ist, insbesondere für einen Linearmotor.

Linearmotoren werden bei modernen Produktionsmaschinen auf­ grund ihrer besonderen Schnelligkeit und Präzision immer häufiger verwendet. Üblicherweise wird dabei der Linearmo­ tor direkt an das zu bewegende Maschinenteil der Produkti­ onsmaschine angekoppelt. Dadurch ist er den im Arbeitsbe­ reich der Produktionsmaschine gegebenen Einwirkungen, bei­ spielsweise durch Staub, Späne, Kühl- und Schmiermittel un­ mittelbar ausgesetzt. Primärteile von Linearmotoren werden gegen solche Einwirkungen dadurch geschützt, daß sie gekap­ selt werden. In DE 196 04 642 A1 ist ein Kapselgehäuse beschrie­ ben, das aus dünnwandigem Edelstahlblech besteht und die dem Luftspalt zugewandete Fläche sowie die Seiten- und Stirnflächen des Primärteils abdeckt. Die Abdeckung der dem Luftspalt abgewandten Fläche des Primärteils ist als Kühl­ platte ausgebildet.

Da der Luftspalt, der das Primärteil vom Sekundärteil trennt, in der Regel nur ca. 1 mm dick ist, führt ein Ablö­ sen der Primärteilkapselung häufig dazu, daß diese das Se­ kundärteil berührt und beim Betrieb des Motors daran schleift. Im Extremfall wird das abgelöste Kapselungsblech bereits nach kurzer Betriebsdauer durchgeschliffen, womit dann das vorzeitige Ende der Lebensdauer erreicht ist. Eine solche Ablösung der Primärteilkapselung im Bereich des Luftspaltes kann z. B. dadurch entstehen, daß, etwa aufgrund von Wärmeeffekten, Dehnungskräfte entstehen, welche den dem Luftspalt zugewandten Teil des Kapselgehäuses stärker aus­ dehnen als den Motorblock des Primärteils.

Um zu vermeiden, daß sich das Primärteilkapselungsblech ab­ löst, muß es am Primärteilmotorblock verankert werden. Hierbei ist zu beachten, daß durch die Verankerung der Platzbedarf im Luftspalt nicht vergrößert werden darf. Würde die Verankerung im Luftspalt zusätzliche Bauhöhe be­ anspruchen, dann müßte zwangsläufig der magnetisch zu über­ windende Luftspalt um das Maß der zusätzlichen Bauhöhe zu­ nehmen. Dadurch würde die Vorschubkraft, das wichtigste Merkmal des Linearmotors, negativ beeinflußt. Dies ist un­ erwünscht. Eine Verankerungsmethode besteht darin, das Kap­ selungsblech mittels einer Laserbehandlung am Motorblock zu verankern. Dabei wird das Kapselungsblech, nachdem der Mo­ torblock eingesetzt und vergossen worden ist, im Bereich der Polzähne des Motorblocks mit kurzen fein gebündelten Laserpulsen behandelt, um das Kapselungsblech mit dem Ei­ senkern des Motorblocks zu verschweißen. Dabei ist zu be­ achten, daß bei der Behandlung keine übermäßig Wärme auf­ tritt und der üblicherweise aus Eisenblechen aufgebaute Ei­ senkern nicht beschädigt wird. Es sind daher eine Vielzahl von möglichst kleinen Verankerungspunkten nötig. Dies be­ deutet, daß eine Mehrzahl von zeitaufwendigen Arbeits­ schritten nötig ist, um das Kapselungsblech mittels Laser am Motorblock zu verankern.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kapse­ lungsgehäuse zu schaffen, das einfach und zuverlässig am Motorblock verankert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfin­ dungsgemäßen Kapselungsgehäuses ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Das erfindungsgemäße Kapselgehäuse ist mit Teilen, den sog. "Vergußankern", ausgestattet, die so beschaffen und posi­ tioniert sind, daß sie zwischen den Polzähnen in den Nuten Platz finden. Wenn der Motor im Verlauf des Fertigungsvor­ gangs ausgegossen wird, legt sich der Verguß auch um die Vergußanker. Die Formgebung der Vergußanker ist dabei so gestaltet, daß diese zum Kapselungsblech einen Hintergriff bilden, so daß sie nach dem Aushärten nicht mehr aus dem Verguß herausgezogen werden können. Der Verguß stellt daher nach dem Aushärten den Formschluß zwischen den Vergußankern und den Nuten des Motorkörpers her.

Der Formschluß kann unterstützt werden, indem man die Nuten im Bereich der Vergußanker ebenfalls mit einer Formgebung versieht, die einem Hintergriff gleichkommt. Dies könnte beispielsweise eine kleine linienförmige Einkerbung oder ein Vorsprung der Nutwandung sein.

Da sich die Vergußanker zwischen den Polzähnen befinden, beeinflussen sie die Formgebung der luftspaltseitigen Zahnoberfläche nicht. Sie beanspruchen auch keinen zusätz­ lichen Platz im Luftspaltraum.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kapselgehäuses sind die Vergußanker an Sicken im Kapselungsblech angeord­ net. Die Vergußanker können dann aus ebenen Blechstreifen bestehen, die seitlich über die Sicken überstehen und so einen Hintergriff bilden. Die Sicken sind in der Lage, eine relativ zum Motorblock größere Ausdehnung des dem Luftspalt zugewandten Kapselungsbleches, z. B. aufgrund thermischer Einflüsse, zu kompensieren. Dadurch können Kräfte, welche in der Lage sind, die Verbindung zwischen Kapselgehäuse und Motorblock zu schwächen, teilweise kompensiert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen und den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kapselgehäuses sowie des Eisenkerns des Motorblocks in ei­ ner perspektivischen, teilweise geschnittenen Ansicht.

Fig. 2 einen Teil eines gekapselten Primärteilmotorblocks mit einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kap­ selgehäuses in einer geschnittenen Seitenansicht.

Fig. 3 einen Teil eines gekapselten Primärteilmotorblocks mit einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kapselgehäuses in einer geschnittenen Seitenansicht.

Fig. 4 einen Teil eines gekapselten Primärteilmotorblocks mit einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kapselgehäuses in einer geschnittenen Seitenansicht.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Kapselgehäuses 1 und ein Primärteilmotorblock 3 zum Einsetzen in das Kapselgehäuse 1 dargestellt. Zur besseren Übersichtlichkeit ist vom Primärteilmotorblock 3 lediglich der Eisenkern 5 dargestellt. Der Eisenkern 5 des Primärteilmotorblocks 3, an dessen Größe das Kapselgehäuse 1 angepaßt ist, besitzt vorspringende Polzähne 17, zwischen denen Nuten 18 zur Aufnahme der Wicklungen ausgebildet sind. Das Kapselgehäuse 1 umfaßt zwei parallel gegenüber­ liegende Seitenwände 7, 8, zwei im rechten Winkel dazu an­ geordnete Stirnwände 10, 11, sowie eine das Kapselgehäuse nach unten abschließende Bodenfläche 13. An der Bodenfläche 13 sind Vergußanker in Form von Drähten 15 so angeordnet, daß sie bei eingesetztem Primärteilmotorblock 3 in die Nu­ ten 18 des Eisenkerns 5 hineinragen und parallel zu diesen verlaufen.

Wenn nach dem Einsetzen des Primärteilmotorblocks 3 in das Kapselgehäuse 1 das Primärteil ausgegossen wird, legt sich der Verguß 20 nicht nur um den Eisenkern und die Wicklungen 21, sondern auch um die Drähte 15 (Fig. 2). Da diese einen Hintergriff zur Bodenfläche 13 bilden, entsteht nach Aus­ härten des Vergusses 20 ein Formschluß zwischen den mit Verguß 20 ausgefüllten Nuten 18 und den Vergußankern. Der den Vergußanker bildende Draht 15 kann dann nicht mehr aus dem ausgehärteten Verguß 20 herausgezogen werden, wodurch das Kapselgehäuse 1 am Motorkern 3 sicher und zuverlässig verankert ist.

Der Formschluß zwischen den Vergußankern 15 und den vergos­ senen Nuten 18 des Motorblocks kann dadurch unterstützt werden, daß die Polzähne 17 an ihrem der Bodenfläche 13 des Kapselgehäuses 1 zugewandten Ende Vorsprünge 19 in Richtung auf die Nut 18 aufweisen. Diese Vorsprünge 19 bilden eben­ falls einen Hintergriff für den Verguß 20.

Da sich die Vergußanker zwischen den Polzähnen befinden, beeinflussen sie die Formgebung der luftspaltseitigen Zahnoberfläche nicht, und beanspruchen auch keinen zusätz­ lichen Platz im Luftspaltraum.

In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Kapselgehäuses 1 gezeigt. In diesem Kapselge­ häuse 1 bestehen die Vergußanker aus Winkelblechen 16, die mit ihrer Kante an der Bodenfläche 13 des Kapselgehäuses 1 angeordnet sind und parallel zu den Nuten 18 verlaufen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kap­ selgehäuses 1 ist in Abb. 4 dargestellt. In der Boden­ fläche 13 sind Sicken 23 ausgeformt, an denen ein Blech­ streifen 24 angeordnet ist. Der Blechstreifen 24 steht seitlich über die Sicken 23 über und bildet zusammen mit diesen den Vergußanker. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Sicken 23 in der Lage, Ausdehnungsunterschiede zwischen dem Primärteilmotorblock 3 und der Bodenfläche 13 des Kap­ selgehäuses 1 auszugleichen. Dadurch können Kräfte, die in Richtung einer Ablösung der Bodenfläche 13 vom Primärteil­ motorblock 3 wirken, verringert werden, wodurch das Risiko eines Ablösens des Kapselgehäuses vom Motorkern weiter ver­ mindert wird.

Die Rückseite des erfindungsgemäßen Kapselgehäuses 1 kann in bekannter Weise ausgebildet sein. Insbesondere kann sie von einer kühlmitteldurchströmten Kühlplatte gebildet wer­ den.

Außer den dargestellten sind weitere Ausgestaltungen der Vergußanker denkbar. So müssen die Vergußanker nicht über die volle Länge der Nuten ausgebildet sein, sondern können nur in einem Teil der Nut vorhanden sein oder gleichmäßig über die Nut verteilt sein, z. B. in Form von gleichmäßig in der Nut verteilten Drahtstücken. Weiterhin brauchen Ver­ gußanker nicht an der Bodenfläche 13 des Kapselgehäuses 1 befestigt zu sein. Es ist auch denkbar, z. B. die Drähte 15, die Winkelbleche 16 oder die Blechstreifen 24 mit etwas Ab­ stand von der Bodenfläche 13 an den Seitenwänden 7, 8 zu befestigen.

Claims (12)

1. Kapselgehäuse (1) für einen vergossenen Primärteilmotorblock (3) (3), der mit Nuten (18) zur Aufnahme von Wicklungen ausgestattet ist, insbesondere für einen Linearmotor, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Nuten (18) abdeckende Bodenfläche (13) des Kapselge­ häuses (1) Vergußanker (15; 16; 23, 24) aufweist, die so an­ geordnet sind, daß sie im vergossenen Primärteilmotorblock (3) in die Nuten (18) des Motorblocks (3) vorstehen und einen Hintergriff für den Verguß (20) bilden.

2. Kapselgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapselgehäuse (1) aus jeweils zwei Seiten- und Stirnwänden (7, 8, 10, 11) sowie er die Nuten (18) abdec­ kenden Bodenfläche (13) besteht.

3. Kapselgehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußanker aus an der Bodenfläche (13) angeordneten Drähten (15) be­ stehen.

4. Kapselgehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußanker aus an der Bodenfläche (13) angeordneten, sich zu Nuten (18) hin öffnenden Winkelblechen (16) bestehen.

5. Kapselgehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bodenflä­ che (13) im Bereich der Nuten (18) Sicken (23) in Richtung der Nuten (18) ausgebildet sind.

6. Kapselgehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußanker aus an den Sicken (23) angeordneten ebenen Blechen (24) be­ stehen, die seitlich über die Sicken (23) überstehen.

7. Kapselgehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußanker (15, 16, 23, 24) mit Abstand von der Bodenfläche (13) an den Seitenwänden (7, 8) angeordnet sind.

8. Kapselgehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine als Kühlmittel­ platte ausgebildete Rückseite.

9. Gekapselter Primärteilmotorblock mit einem Kapselgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Primärteilmotorblock nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (18) in den an der Bodenfläche (13) des Kapselgehäuses (1) an­ liegenden Bereichen so ausgebildet sind, daß ein Hinter­ griff entsteht, um den Formschluß zwischen den Vergußankern (15, 16, 23, 24) und den Nuten (18) zu unterstützen.

11. Primärteilmotorblock nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Eisen­ kern (5) mit Polzähnen (17) aufweist, die zu den Nuten (18) hin Vorsprünge (19) besitzen.

12. Primärteilmotorblock nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Eisen­ kern (5) mit Polzähnen (17) aufweist, die eine linienför­ mige Einkerbung besitzen.