DE2007039A1

DE2007039A1 - Doppelseitiger Linearmotor

Info

Publication number: DE2007039A1
Application number: DE19702007039
Authority: DE
Inventors: Emmanuel Grenoble Remy (Frankreich)
Original assignee: Fa. Merlin Gerin, Grenoble, (Frankreich)
Priority date: 1969-02-17
Filing date: 1970-02-17
Publication date: 1970-09-03
Also published as: FR2032064A5; GB1253768A

Description

Dr. E. Wetzel ⁸⁵⁰° ^Nürnbere ι, 13·^©β·7° H«fn«r»platz 3 - Postfach 9347 Dinl-Inn P TVarnaii τ·ι·χ06/22327-τ·ι. oen/ao408i-a3

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8/2 (44/70) I Firma Merlin Gerin, Grenoble/Frankreich

Doppelseitiger Linearmotor

Die Erfindung bezieht sich auf einen linearen Induktionsmotor mit einem Induktor, der mit mindestens zwei Luftspaltflächen versehen ist, von denen die eine seitlich einen ersten Luftspalt und die andere einen zweiten Luftspalt des Motors begrenzt, und der mehrphasige Wicklungen trägt, die im ersten Luftspalt ein erstes transversales Magnetfeld,das entlang der ersten Luftspaltfläche gleitet, und im zweiten Luftspalt ein zweites transversales Magnetfeld erzeugen,das entlang der zweiten Luftspaltfläche gleitet, wobei die Magnetfelder mit einem ersten, im ersten Luftspalt angeordneten Anker bzw. mit einem zweiten, im zweiten Luftspalt angeordneten Anker zusammenarbeiten.

Zahlreiche Anlagen oder Einrichtungen erfordern lineare Bewegungen in entgegengesetzten Richtungen und machen dadurch zwei voneinander unabhängige, in entgegengesetzten Richtungen wirkende Motoren notwendig. Daraus ergibt sich eine Verdoppelung der Ausrüstung und der kostspieligen Investitionen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kompakte Antriebsvorrichtung zu schaffen. Der erfindungsgemäße lineare Induktionsmotor ist dadurch gekennzeichnet, daß die

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Wicklungen zum Erzeugen magnetischer Felder im ersten und zweiten Luftspalt angeordnet sind und daß die Magnetfelder in zwei im wesentlichen parallelen und entgegengesetzten Richtungen so gleiten, daß sie die Anker im ungekehrten Sinne antreiben. Der Induktor des Motors ist beiden gleitenden Magnetfeldern gemeinsam, die einander entgegenwirken und im Kern des Magnetkreises, dessen Ausmaße folglich reduziert werden können, sich sogar aufheben können. Es ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Motor keinesfalls ein einfaches Aneinandersetzen zweier unabhängiger Motoren darstellt, sondern eine echte Kombination mit einem einzigen Induktor. Die Wicklungen zur Erzeugung der entgegengesetzten Felder können unabhängig voneinander ausgebildet sein, aber gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bestehen sie aus einer einzigen Wicklung, wobei die aktiven Leiter in einer der Luftspaltflächen in einfacher Weise mit den entsprechenden Leitern der anderen Luftspaltfläche verbunden sind. Die inaktiven Leiteroder Spulenköpfe können so auf ein Minimum reduziert, und die Leistung des Motors kann gesteigert werden.

Gemäß der Erfindung kann der doppelseitige Motor für den Antrieb von endlosen Förderbändern oder von Förderwagen mit geschlossener Bahn verwendet werden, die Hin- und Rückwege aufweisen, und zwar selbstverständlich mit einer Bewegung in entgegengesetzten Richtungen. Der doppelseitige Motor ist zwischen den beiden Wegen angeordnet, wodurch eine einfache

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und kompakte Anordnung und eine Zugkraft auf jedem der beiden Wege erreicht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch eine Induktorwicklung eines Motors gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Profilansicht des Induktors nach Fig.1,

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Motors zum Antrieb von Förderwagen,

Fig. 4 eine vergrößerte Profilansicht des Förderwagens nach Fig.3,

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Motors zur Steuerung von Schiebetüren und

Fig. 6 einen erfindungsgemäßen Motor zum Antrieb eines endlosen Förderbandes.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein Induktor 10 in Quaderform an zwei entgegengesetzten Seiten 12,14 mit Querschlitzen 16,18 versehen,_< in denen Leiter 20 von mehrphasigen Wicklungen liegen. Gegenüber jeder der Flächen 12,14, die Luftspaltflächen darstellen, ist eine magnetische Platte 30,32 zur Schließung des Magnetkreises angeordnet, die den vom Induktor 10 erzeugten magnetischen Fluß entlang der durch die Pfeile in Fig.1 bezeichneten Strecken führt. Im Luftspalt 26, der zwischen der Luftspaltfläche 12 und der Platte 30 vorgesehen ist, erstreckt sich ein Anker 22 in Form einer Platte aus elektrisch leitendem Material und im Luft-

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spalt 28 zwischen der Fläche 14 und der Platte 32 ein ähnlicher Anker 24.

Die in den Querschlitzen 16 der Seite 12 angeordneten Leiter 20 sind in an sich bekannter Weise angeordnet, um - wenn sie von mehrphasigem Strom durchflossen werden ein transversales Magnetfeld im Luftspalt 26 zu erzeugen, das in der durch den Pfeil F1 in Fig.1 angegebenen Richtung gleitet und auf diese Weise eine Antriebskraft auf den Anker 22 in Richtung des Pfeiles F. ausübt. Die in den Querschlitzen 18 der Seite 14 angeordneten Leiter 20 erzeugen symmetrisch ein gleitendes Magnetfeld und eine Antriebskraft auf den Anker 24, und zwar gemäß Pfeil Fp in entgegengesetzter Richtung. Es ist leicht ersichtlich, daß, wenn der Induktor 10 ortsfest ist, die Anker 22,24 sich in entgegengesetzten Richtungen in den Luftspalten 26,28 bewegen, während, wenn einer der Anker, z.B. der Anker 22 ortsfest ist, der Induktor 10 und der Anker 24 beweglich sind und die Bewegung des letzteren die Resultante der beiden Einzelbewegungen ist. Selbstverständlich können herkömmliche Führungsmittel fur die beweglichen Teile vorgesehen werden, um die Bewegung entlang der parallelen oder zumindest wesentlich parallelen Bahnen zu gewährleisten} denn die Luftspaltflächen 12,14 sind nicht unbedingt parallel, wenn die Bewegungsbahn begrenzt ist.

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Der erfindungsgemäße Motor mit festem Induktor 10 wird vorteilhaft erweise für gleichzeitige Bewegungen in entgegengesetzten Richtungen verwendet. Nachfolgend werden drei bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Platten 30,32 zur Schließung der Magnetkreise können in diesem Falle entweder fest oder beweglich sein, da sie mit den beweglichen Ankern 22,24 entweder fest verbunden sind oder einen Teil von ihnen bilden. Ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Motors mit beweglichem Induktor kann aus einer teleskopartigen Antriebsvorrichtung von der Art einer Winde bestehen, wobei einer der ortsfesten Anker 22 als feste Stange dient,während der andere bewegliche Anker 24- sich entlang einer doppelten aktiven Strecke bewegt. Vorteilhafterweise verbindet man die Platten 30,32 mit dem Induktor 10, wobei sich dann das Ganze gemeinsam bewegt.

Auf der oder den Platten 30»32 können nicht dargestellte Wicklungen! angebracht werden, um die Motorkraft auf dem oder den Ankern 22,24 zu erhöhen. Im Falle nicht bewickelter Platten können diese mit dem plattenförmigen Anker in an sich bekannter Weise verbunden werden oder einen Teil von ihm bilden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Motors zum Antrieb einer Gruppe von Wagen 34, die sich entlang einer Schiene 36 in einer geschlossenen Bahn bewegen und für die die Bahn am Ende einen Umkehrpunkt 38 aufweist. Auf mindestens einem Teil der Bahn sind die Hin-und

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Rückfahrtstrecke parallel und ,übereinanderliegend, wobei sich die Wagen 34 auf der Hinfahrt in Richtung des Pfeiles F, in normaler Stellung bewegen und auf der Rückfahrt in entgegengesetzer Richtung F^ in umgekehrter Stellung (siehe Fig.4). Der Antrieb der Wagen erfolgt in an sich bekannter Weise durch Linearmotoren mit festen Induktoren 40,42, die entlang der Strecke gestaffelt angeordnet sind und mit plattenförmigen Ankern 44 zusammenarbeiten, die vom Chassis der Wagen 34- getragen werden. Gemäß der Erfindung sind die die Induktoren 40,42 aufweisenden Linearmotoren auf dem Abschnitt mit überlagerten und parallelen Schienen doppelseitig so ausgebildet, wie sie oben beschrieben und in Fig.1 und 2 dargestellt sind.

Die den Rückschluß des magnetischen Flusses sichernden Platten sind vorteilhafterweise mit den beweglichen Ankern 44 fest verbunden oder bilden einen Teil von ihnen.

Es ist verständlich, daß der Motor 42 gleichzeitig eine Gruppe von Wagen 34 auf der Hinfahrtstrecke in Richtung des Pfeiles F, und eine Gruppe auf der Rückfahrtstrecke in der umgekehrten Richtung F. ziehen kann, wobei sich die Motorkräfte in der jeweiligen Richtung auswirken. Die Anlage ist stark vereinfacht, und der reduzierte Raumbedarf des Induktors 42 erlaubt einen geringen Abstand der überlagerten Schienen.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Schienen nebeneinandergesetzt werden und höhengleich sein können, wobei der Motor dann zwischen die beiden Schienen gesetzt wird und mit einer

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Seitenfläche der Vagen zusammenarbeitet. Die Fig.5 und 6 zeigen beispielsweise zwei Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen doppelseitigen Motors bezüglich der Steuerung von Platten einer Schiebetür und eines endlosen Förderbandes.

Gemäß Fig.5 ist der Anker 22 mit einer Platte 46 einer Schiebetür verbunden und der Anker 24- mit einer Platte 48. Die Platten sind in üblicher Weise so gelagert und geführt, daß sie beim Schließen der Schiebetür aneinanderstoßen und beim öffnen der Tür sich im Abstande voneinander befinden. Der erfindungsgemäße doppelseitige Motor steuert die gleichzeitige Bewegung der Platten 46,48 in umgekehrter Richtung, um die Tür zu öffnen oder zu schließen, wobei die Bewegungsselbständigkeit der Platten erhalten bleibt. Die Platten 30,32 zum Schließen des Magnetkreises sind entweder in der in Fig. 5 dargestellten Weise ortsfest oder mit dem beweglichen Anker 22,24 fest verbunden oder aber ein Teil von ihnen.

Gemäß Fig. 6 bewegen sich der aktive Leiter 22 und der Rückleiter 24 eines Förderbandes, das zwischen den Umkehrrollen gespannt ist, in den jeweiligen Luftspalten des erfindungsgemäßen doppelseitigen Motors mit dem Induktor 10. Die Funktion ist wie oben beschrieben, und es wird nur noch darauf hingewiesen, daß die Antriebskraft des Bandes praktisch verdoppelt ist.

Die Wicklungen des bewickelten Induktors 10 des erfindungsgemäßen doppelseitigen Motors können beliebiger Art sein,

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aber gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die inaktiven Leiter, d.h. die Spulenköpfe, die nicht zur Erzeugung von Antriebskräften beitragen, durch die Verwendung einer ringförmigen Grammewicklung auf ein Minimum reduziert. Die Fig. 1 zeigt beispielsweise eine dreiphasige Wicklung mit einem Schlitz pro Phase. Selbstverständlich kann aber die Anzahl der Phasen und der Schlitze beliebig sein. Die Leiter 50 der Phase III, die in einem Querschlitz 16 der Luftspaltfläche 12 liegen, werden durch frontale Verbindungen oder einen Spulenkopf 52 mit den Leitern 54 verbunden, die im Querschlitz 18 der Luftspaltfläche 14 liegen, um in an sich bekannter Weise eine Wicklung in Spulen- oder Ringform zu bilden. Die Leiter 56 der Phase I, die in einem Querschlitz 16 untergebracht sind, sind durch Spulenköpfe 58 mit den zugeordneten Leitern 60 verbunden, die in einem Querschlitz 18 liegen, der symmetrisch zum Querschlitz 16 der Leiter bezüglich,äer Ebene des Ringes der Phase III liegt, um eine geneigte Spule zu bilden, deren Ebene die der Phase III kreuzt. Die Leiter 62 der Phase II eines Querschlitzes 16 sind in gleicher Weise durch Spulenköpfe 64 mit Leitern 66 eines symmetrischen Querschlitzes 18 verbunden. Es ist leicht ersichtlich, daß die Kreuzung der Spulenköpfe 52,58,64 eine geeignete Phasenfolge mit einem Verlauf der Magnetfelder sichert, die gemäß der Erfindung in umgekehrter Richtung erzeugt werden, und daß die inaktiven Leiter auf ein Minimum reduziert werden.

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Claims

Patentansprüche :

1.) Linearer Induktionsmotor mit einem Induktor, der mit mindestens zwei Luftspaltflächen versehen ist, von denen die eine seitlich einen ersten Luftspalt und die andere einen zweiten Luftspalt des Motors "begrenzt, und der mehrphasige Wicklungen trägt, die im ersten Luftspalt ein erstes transversales Magnetfeld, das entlang der ersten Luftspalt.-fläche gleitet, und im zweiten Luftspalt ein zweites transversales Magnetfeld erzeugen, das entlang der zweiten Luftspaltfläche gleitet, wobei die Magnetfelder mit einem ersten, im ersten Luftspalt angeordneten Anker "beziehungsweise mit einem zweiten, im zweiten Luftspalt angeordneten Anker zusammenarbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen zum Erzeugen magnetischer Felder im ersten und zweiten Luftspalt angeordnet sind und daß die Magnetfelder in zwei im wesentlichen parallelen und entgegengesetzten Richtungen so gleiten, daß sie die Anker im umgekehrten Sinne antreiben.

2. Linearer Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die LuftSpaltflächen im wesentlichen parallel sind und an gegenüberliegenden Längsseiten des die mehrphasigen Wicklungen tragenden Induktors angeordnet sind.

3. Linearmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß die das erste und zweite gleitende Magnetfeld erzeugenden Wicklungen eine einzige Spule mit Spulenköpfen bilden, die

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in einfacher Weise die der ersten Luftspaltfläche zugeordneten Leiter mit denen der zweiten Luftspaltfläche verbinden, so daß die Magnetfelder in entgegengesetzten Richtungen in den Luftspalten gleiten.

4. Linearmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor fest ist und der erste und zweite Anker durch Leit-er gebildet werden, die zu einem Bande gehören, das zu einer Umkehrvorrichtung hinführt.

5. Linearmotor nach Anspruch 2, dadurch gkennzeichnet,daß der Induktor fest ist und daß das erste gleitende Magnetfeld mit Ankern zusammenarbeitet, die fest mit Fahrzeugen verbunden sind, die sich auf der Hinfahrtstrecke einer geschlossenen Bahn bewegen, und daß das zweite Magnetfeld mit Ankern von Fahrzeugen zusammenarbeitet, die sich auf der Rückfahrtstrecke bewegen.

6. Linearmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß der Induktor fest ist und jeder Anker mit einer der Platten einer Schiebetür so verbunden ist, daß unter der Wirkung der entgegengesetzten gleitenden Magnetfelder eine gleichzeitige Näherungs- und Entfernungsbewegung der Platten erzeugt wird.

7. Linearmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß

der erste Anker ortsfest ist und die Bewegung des zweiten Ankers sich aus der zusammengesetzten Bewegung des Induktors hinsichtlich des ersten und des zweiten Ankers in bezug auf den Induktor ergibt.

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