DE19936064A1 - Sekundärteil für einen Linearmotor - Google Patents
Sekundärteil für einen LinearmotorInfo
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Abstract
Beschrieben wird ein Sekundärteil für einen Linearmotor, das sich durch hohe Stabilität auszeichnet, sowie ein Verfahren, um dieses Sekundärteil mit wenigen automatisierbaren Verfahrensschritten herzustellen. DOLLAR A Erfindungsgemäß werden Permanentmagnete (20) auf eine metallische Trägerplatte (10) aufgesetzt und dort gegen Verschieben gesichert. Anschließend wird diese Struktur in eine Vergußmasse derart eingegossen, daß ein Vergußkörper gebildet wird, in den die Permanentmagnete (20) eingebettet sind und der die Außenform des Sekundärteils bestimmt. Beim Vergießen können erforderliche Strukturelemente wie Versenkbereiche für Schraubenköpfe ausgebildet werden oder kennzeichnende Aufprägungen aufgebracht werden, ohne daß zusätzliche Arbeitsschritte erforderlich sind.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Sekundärteil für einen Li
nearmotor und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Se
kundärteils.
Sekundärteile von Linearmotoren bestehen in der Regel aus ei
ner metallischen Trägerplatte und darauf befestigten Perma
nentmagneten, die quer zur Längsrichtung der Trägerplatte und
damit quer zur Laufrichtung des Primärteils ausgerichtet sind
und entlang der Laufrichtung aneinandergereiht sind. Die Per
manentmagnete werden in der Regel durch zusätzliche Bauele
mente auf der Trägerplatte fixiert, d. h. durch Positionier
stifte und/oder zusätzliche aufgebrachte Metallstege oder
dergleichen. Alle diese Befestigungselemente müssen in der
Trägerplatte verankert werden, beispielsweise durch Ver
schraubungen, so daß umfangreiche Bohr- und Fräsarbeiten an
der Metallplatte erforderlich sind. Desweiteren muß die Trä
gerplatte mit Löchern für Befestigungselemente des Sekundär
teils an dem Einsatzort versehen sein, und diese Durchgangs
löcher müssen Versenkbereiche für die Köpfe der Befestigungs
schrauben aufweisen, so daß für jedes Befestigungsloch zumin
dest zwei Bohrvorgänge erforderlich sind.
Zu den aufwendigen Arbeitsschritten zur Fertigung der Träger
platte kommen anschließend noch die Montageschritte zur Befe
stigung der Positionierstifte und/oder der Metallstege sowie
zur Positionierung der Permanentmagnete. Insgesamt ist somit
die Fertigung eines Sekundärteils mit einem hohen Arbeitsauf
wand und damit auch großen Kosten verbunden. Durch den kom
plizierten Aufbau des bekannten Sekundärteils kann nicht un
ter allen Umständen ein sicherer Betrieb gewährleistet wer
den, da das bekannte Sekundärteil anfällig gegen Vibrationen,
Schläge und dergleichen ist.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde ein Sekun
därteil für einen Linearmotor anzugeben, das sich durch einen
stabilen Aufbau auszeichnet und das durch möglichst wenig Ar
beitsschritte herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Sekundärteil gemäß Anspruch 1
bzw. durch ein Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst; die abhän
gigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte weitere Ent
wicklungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß weist das Sekundärteil neben einer Träger
platte und einer Anzahl darauf angeordneter Permanentmagneten
einen Vergußkörper auf der Trägerplatte auf, in den die Per
manentmagnete eingebettet sind und der mindestens auf Seiten
der Permanentmagnete die Außenform des Sekundärteils defi
niert. Auf diese Weise werden einerseits die Permanentmagnete
zuverlässig an der Trägerplatte fixiert und gegen äußere Ein
flüsse geschützt, andererseits können in den Vergußkörper
beim Vergießen erforderliche Strukturelemente ausgebildet
werden. Derartige Strukturelemente sind beispielsweise Ver
senkbereiche für Befestigungsschrauben oder Aufprägungen an
der Außenseite des Vergußkörpers mit beispielsweise Kenndaten
des Motors, Hersteller etc. Somit wird vermieden, daß in die
Befestigungslöcher zusätzlich Versenkbereiche eingebohrt wer
den müssen; das Aufkleben eines Typenschildes entfällt.
Um eine durchgängige Oberfläche eines Permanentmagneten zu
erhalten und Lückenbildung aufgrund von Schrumpfen nach dem
Verguß zu vermeiden, befindet sich vorzugsweise zwischen der
Oberfläche der Permanentmagnete und der Außenfläche des Ver
gußkörpers ein Gewebevlies, vorzugsweise ein Glasfaservlies.
Der Vergußkörper besteht vorzugsweise aus Kunststoff oder
Kunstharz, wobei insbesondere Polyurethan oder Epoxyharz ge
eignete Materialien sind.
Vorzugsweise weist die Metallplatte und/oder die Oberfläche
der Permanentmagneten eine gewisse Rauhigkeit auf, so daß
auch in die so gebildeten Poren oder Spalten zwischen Träger
platte und Permanentmagneten das Material des Vergußkörpers
eindringen kann und die Magneten zusätzlich an der Träger
platte fixiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens weist die Trägerplatte keine Durchgangslöcher auf
sondern lediglich nach außen einseitig geöffnete Befesti
gungslaschen. Somit kann die Trägerplatte in einfacher Weise
aus einer Metallplatte ausgestanzt oder, vorzugsweise, mit
tels eines Lasers ausgeschnitten werden, und zwar in einem
ununterbrochenen Schneidvorgang.
Die Permanentmagneten werden dann auf der Metallplatte posi
tioniert und gegen Verschieben gesichert, beispielsweise
durch Sekundenkleber. Besonders vorteilhaft kann hierbei ein
Positionierwerkzeug eingesetzt werden, das auf die Träger
platte aufgesetzt wird und Ausnehmungen oder Fächer für die
Permanentmagnete aufweist, in die die Permanentmagnete ein
zeln eingesetzt werden.
Dieser Vorgang könnte auch automatisiert werden, indem ein
Roboter in der Art eines Bestückungsautomaten die einzelnen
Permanentmagnete positioniert, wobei das Positionierwerkzeug
entfallen könnte.
Um das seitliche Verschieben der Magnete auf der Trägerplatte
nach dem Positionieren zu behindern und um zusätzlich Poren
zur Fixierung der Vergußmasse zu schaffen, können die Perma
nentmagnete und/oder die Trägerplatte vor dem Positionieren
zusätzlich aufgerauht werden, beispielsweise durch Sandstrah
len.
Zur Ausbildung des Vergußkörpers wird die Trägerplatte mit
den Permanentmagneten vorzugsweise in eine Gießform einge
legt, wobei die Gießform komplementär zur Struktur des zu
bildenden Vergußkörpers ausgebildet ist, beispielsweise mit
Versenkbereichen für Schraubenköpfe und dergleichen.
Vorzugsweise wird das Ausbilden des Vergußkörpers unter er
höhtem Druck und/oder erhöhter Temperatur durchgeführt, um
sicherzustellen, daß das Material des Vergußkörpers in alle
Poren, Spalten und dergleichen eindringt.
Da die Außenform des Sekundärteils im wesentlichen durch den
Vergußkörper bestimmt ist, sind, anders als im Stand der
Technik, an die Maßhaltigkeit der Permanentmagnete keine
allzu hohen Anforderungen zu stellen. Dies gilt insbesondere
für die Abmessungen in seitlicher Richtung (parallel zur Trä
gerplatte), aber auch in gewissem Maße in Höhenrichtung, da
eventuelle Unregelmäßigkeiten durch das Material des Verguß
körpers ausgeglichen werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beigefüg
ten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Form zur Ausbildung des Vergußkörpers auf der
Trägerplatte mit eingelegter Trägerplatte in Seiten
längsschnittdarstellung,
Fig. 2 die Form gemäß Fig. 1 in der Draufsicht und
Fig. 3 die Form gemäß Fig. 1 in Seitenquerschnittsdar
stellung.
In der Aufsicht der Fig. 2 ist eine Trägerplatte 10 erkenn
bar, die aus einer Metallplatte herausgeschnitten wird, bei
spielsweise durch Schweißen, durch Stanzen oder durch Laser
schneiden. Diese Platte hat einen im wesentlichen rechtecki
gen Grundriß mit abgerundeten Kanten und weist Befestigungs
laschen 100 auf, die seitlich vom rechteckigen Rundkörper
vorstehen und seitliche geöffnete Durchgangslöcher 40 defi
nieren. Durch diese Formgebung kann die Trägerplatte in einem
Arbeitsvorgang ohne Absetzen aus der Metallplatte ausge
schnitten werden. Desweiteren weist die Trägerplatte in Form
einer Nase N eine bewußte Asymmetrie auf. Diese Nase N dient
der Kennzeichnung der Ausrichtung der später auf der Träger
platte anzuordnenden Permanentmagnete 20.
Nach dem Ausschneiden der Metallplatte, gegebenenfalls nach
Reinigung und Aufrauhen der Oberfläche, werden anschließend
Permanentmagnete auf die Trägerplatte 10 aufgesetzt. Diese
Permanentmagnete 20 sind kleine Parallelepipede und sie wer
den in ihrer Nord-Süd-Richtung quer zur Längsrichtung der
Trägerplatte angeordnet, wobei der Nordpol in Richtung der
Nase N orientiert ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
sind jeweils drei Permanentmagnete in Querrichtung aneinan
dergereiht. In Längsrichtung der Trägerplatte folgen jeweils
weitere Dreiergruppen von Permanentmagneten, die von den be
nachbarten Dreiergruppen beabstandet sind. Das in den Zeich
nungen dargestellte Sekundärteil ist in Längsrichtung relativ
kurz ausgebildet und eignet sich somit nur für sehr kurze
Verschiebewege. Für den Fachmann ist jedoch offensichtlich,
daß mehrere solcher Sekundärteile oder Sekundärteilelemente
zur Bildung eines Sekundärteils beliebiger Länge aneinander
gereiht werden können.
Zur Positionierung der Permanentmagnete auf der Trägerplatte
wird vorzugsweise ein Positionierwerkzeug eingesetzt. Das Po
sitionierwerkzeug ist im einfachsten Fall ein Rahmen mit ein
zelnen Fächern, wobei jedes Fach einer Dreiergruppe von Per
manentmagneten 20 entspricht. Die einzelnen Permanentmagnete
werden in diese Fächer von oben eingesetzt oder von einer
Stirnseite eingeschoben und dadurch automatisch positioniert.
Wenn alle Permanentmagnete 20 auf der Trägerplatte 10 posi
tioniert sind und, beispielsweise durch Kleben, gegen Ver
schieben gesichert sind, kann das Positionierwerkzeug von der
Trägerplatte abgenommen werden.
Die so gebildete Trägerplatte mit Permanentmagneten wird an
schließend in die in den Figuren dargestellte Form einge
bracht. Diese Form ist im Ausführungsbeispiel zweiteilig aus
gebildet, und zwar mit einer unteren Formhälfte 80 und einer
oberen Formhälfte 70. Beide Formhälften können nach dem Ein
bringen der Trägerplatte aneinander fixiert werden. Einzel
heiten der Form wie Zuhaltungen, Zu- und Ableitungen, Heiz-
oder Mischvorrichtungen sind hier nicht dargestellt, da dem
Fachmann der grundsätzliche Aufbau einer Gießform geläufig
sein dürfte. Es soll hier lediglich erwähnt werden, daß die
obere Formhälfte 70 komplementär zur Formgebung des zu bil
denden Vergußkörpers ausgebildet ist. Zu diesem Zweck sind
beispielsweise Zapfen 50 im Bereich der Befestigungslasche
100 mit den Öffnungen 40 vorgesehen, die später bei dem Ver
gußkörper Versenkbereiche 50 für Schraubenköpfe bilden. Des
weiteren können auch Stempel 60 eingesetzt werden, die so
strukturiert sind, daß später auf dem Vergußkörper Kenndaten
wie technische Daten oder auch Typbezeichnungen aufgeprägt
sind.
Vor dem Einbringen der Trägerplatte mit den Permanentmagneten
in die Form wird vorzugsweise ein Glasvlies auf die Oberflä
che der Permanentmagneten aufgebracht. Dieses Glasvlies ver
hindert, daß beim Schrumpfen des Gußkörers Lücken an der
Oberfläche auftreten.
Anschließend wird der Vergußmasse in den Hohlraum oberhalb
der Trägerplatte 10 eingespritzt, und zwar vorzugsweise unter
hohem Druck, damit die Vergußmasse in alle Zwischenräume zwi
schen den Permanentmagneten sowie zwischen der Trägerplatte
und den Permanentmagneten 20 eindringen kann. Dieses Ein
spritzen kann bei Bedarf auch bei höheren Temperaturen statt
finden, wobei die genauen Verfahren zu Parameter abhängig vom
zu verwendenden Material beispielsweise Polyurethan oder
Epoxyharz, sind.
Nach dem Erstarren und gegebenenfalls Erkalten des Vergußkör
pers kann das nunmehr im wesentlichen fertig gestaltete Se
kundärteil aus der Form entnommen werden, worauf gegebenen
falls noch ein Entgratungsvorgang folgt, in dem Angüsse des
Vergußmaterials entfernt werden.
Aus der Aufsicht der Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Öffnun
gen 40 der Befestigungslaschen 100 durch das Vergußmaterial
seitlich verschlossen werden, wobei sich oberhalb der so ge
bildeten Durchgangsbohrungen Versenkbereiche 50 für Schrau
benköpfe befinden. Der Umriß des Vergußkörpers 30 ist in
Fig. 2 durch eine dicke durchgezogene Linie gekennzeichnet.
Durch den oben beschriebenen Vorgang werden die Permanentma
gnete vollständig in den Vergußkörper eingebettet, wobei die
Permanentmagnete 20 auf der der Trägerplatte 10 abgewandten
Seite mit einer etwa 0,4 mm dicken Schicht aus einem 0,2 mm
dicken Glasvlies und Vergußmasse abgedeckt sind und so gegen
Beschädigungen und Korrosion geschützt sind.
Insgesamt sind zur Herstellung des erfindungsgemäßen Sekun
därteils lediglich drei Arbeitsschritte erforderlich, nämlich
das Ausschneiden der Trägerplatte, das Aufsetzen der Perma
nentmagneten und das bilden des Vergußkörpers, so daß der Ar
beitsaufwand deutlich reduziert ist. Zudem sind alle Arbeits
schritte zu einer Automatisierung geeignet.
Schließlich ist darauf zu verweisen, daß durch den kompakten
Aufbau des erfindungsgemäßen Sekundärteils und die Fixierung
der Permanentmagneten im Sekundärteil die Stabilität deutlich
erhöht ist.
Claims (12)
1. Sekundärteil für eine Linearmotor mit
einer Trägerplatte (10) und
einer Anzahl von Permanentmagneten (20), die an der Trä gerplatte (10) befestigt sind, gekennzeichnet durch einen Vergußkörper (30) auf der Trägerplatte, in dem die Permanentmagneten (20) eingebetet sind und der mindestens auf Seiten der Permanentmagnete die Außenform des Sekundärteils definiert.
einer Trägerplatte (10) und
einer Anzahl von Permanentmagneten (20), die an der Trä gerplatte (10) befestigt sind, gekennzeichnet durch einen Vergußkörper (30) auf der Trägerplatte, in dem die Permanentmagneten (20) eingebetet sind und der mindestens auf Seiten der Permanentmagnete die Außenform des Sekundärteils definiert.
2. Sekundärteil nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch ein Faservlies zwi
schen den Permanentmagneten (20) auf der der Trägerplatte
(10) abgewandten Seite und der Außenfläche des Vergußkörpers
(30).
3. Sekundärteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Material des Ver
gußkörpers Kunststoff- oder harz ist.
4. Sekundärteil nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kunststoff Polyure
than oder ein Epoxyharz ist.
5. Sekundärteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vergußkörper (30)
Senklöcher (50) für Schraubenköpfe oder dergleichen defi
niert.
6. Sekundärteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch Poren oder Spalte zwi
schen der Trägerplatte (10) und den Permanentmagneten (20),
die mit dem Material des Vergußkörpers (30) gefüllt sind.
7. Linearmotor mit einem oder mehreren Sekundärteilen nach
einem der Ansprüche 1 bis 6.
8. Verfahren zum Herstellen eines Sekundärteils für einen
Linearmotor mit den Schritten:
Anfertigen einer Trägerplatte (10),
Aufsetzen von Permanentmagneten (20),
Ausbilden eines Vergußkörpers (30) auf der Trägerplatte, in dem die Permanentmagnete (20) eingebettet sind und der mindestens auf Seiten der Permanentmagnete (20) die Außenform des Sekundärteils definiert.
Anfertigen einer Trägerplatte (10),
Aufsetzen von Permanentmagneten (20),
Ausbilden eines Vergußkörpers (30) auf der Trägerplatte, in dem die Permanentmagnete (20) eingebettet sind und der mindestens auf Seiten der Permanentmagnete (20) die Außenform des Sekundärteils definiert.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß man der Trägerplatte
zugewandete Seite der Permanentmagnete (20) und/oder die den
Permanentmagneten (20) zugewandte Seite der Trägerplatte (10)
vor dem Aufsetzen der Permanentmagnete aufrauht.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß man nach dem Aufsetzen
eines Permanentmagneten diesen gegen Verschieben fixiert.
11. Verfahren nach einem der Anspruche 8 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (10)
mit den Permanentmagneten (20) in eine Form (70, 80) ein
bringt und den Vergußkörper (30) unter erhöhtem Druck bildet.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß man beim Aufsetzen der
Permanentmagnete mittels eines Positionierwerkzeugs die Posi
tionen der Permanentmagnete (20) auf der Trägerplatte (10)
bestimmt, die Permanentmagnete in Ausnehmungen des Positio
nierwerkzeugs einsetzt, die Permanenmagnete an der Träger
platte gegen Verschieben sichert und das Positionierwerkzeug
von der Trägerplatte abnimmt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999136064 DE19936064B4 (de) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Sekundärteil für einen Linearmotor und Linearmotor sowie Verfahren zur Herstellung eines Sekundärteils |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1999136064 DE19936064B4 (de) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Sekundärteil für einen Linearmotor und Linearmotor sowie Verfahren zur Herstellung eines Sekundärteils |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19936064A1 true DE19936064A1 (de) | 2001-02-08 |
DE19936064B4 DE19936064B4 (de) | 2011-07-07 |
Family
ID=7916731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999136064 Expired - Lifetime DE19936064B4 (de) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Sekundärteil für einen Linearmotor und Linearmotor sowie Verfahren zur Herstellung eines Sekundärteils |
Country Status (1)
Country | Link |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SIEMENS AG, 80333 MUENCHEN, DE |
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R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20111008 |
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R071 | Expiry of right |