DE2247033C3

DE2247033C3 - Reluctance stepper motor with a cylindrical rotor provided with teeth on the surface

Info

Publication number: DE2247033C3
Application number: DE19722247033
Authority: DE
Inventors: Trong La Celle St Cloud N'GuyenVan (Frankreich)
Original assignee: La Telemecanique Electrique SA
Current assignee: Telemecanique SA
Priority date: 1971-09-28
Filing date: 1972-09-26
Publication date: 1977-06-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Reluktanzschrittmotor mit einem zylindrischen an der Oberfläche mit Zähnen versehenen Läufer, die durch in Umfangsrichtung verlaufende erste Nuten gebildet sind, und mit einem Ständer, der mit ausgeprägten durch erste Spulen erregbaren ersten Polen ausgestattet ist, die mit Zähnen in einer den Zähnen des Läufers entsprechenden Schrittweite versehen sind und die bei Erregung den Läufer in axialer Richtung schrittweise antreiben, wobei der Läufer in axialer Richtung verlaufende zweite Nuten aufweist.The invention relates to a reluctance stepper motor with a cylindrical surface runners provided with teeth, which are formed by first grooves extending in the circumferential direction, and with a stand which is equipped with pronounced first poles which can be excited by first coils and which have teeth are provided in a step size corresponding to the teeth of the runner and the when energized Drive the rotor step by step in the axial direction, the rotor having second grooves running in the axial direction having.

Ein derartiger Reluktanzschrittmotor ist aus der US-PS 34 41 819 bekannt. Dieser Motor soll ausschließlieh als Linearmotor verwendet werden und ist demgemäß keinesfalls dazu in der Lage, eine Drehbewegung auszuführen. Der Läufer dieses Reluktanzschritt-Such a reluctance stepper motor is known from US Pat. No. 3,441,819. This motor is intended to be and is used exclusively as a linear motor accordingly by no means able to execute a rotary movement. The runner of this reluctance step- motors ist in zwei Teile geteilt, die durch einen dazwischen angeordneten Permanentmagneten entgegengesetzt magnetisch polarisiert sind, Die beiden Teile des Läufers sind mit auf einer Spirallinie entlang des Umfanges angeordneten Zähnen ausgestattet, die jedoch nicht durchlaufend sondern durch Nuten unierbrochen sind. Überdies sind die beiden Teile des Läufers so gegeneinander versetzt, daß jeweils die Zahngruppe eines Läuferteils den Lücken des Ständers gegenübersteht, wenn die Zahngruppe des anderen Läuferteils den Zähnen des Ständers gegenübersteh!. Durch sequenzielle Ansteuerung der ausgeprägten, um den Umfang des Ständers herum angeordneten Pole wird eine Axialverschiebung des Läufers bewirkt. Damit der Läufer ausschließlich eine axiale Linearbewegung ausführt und eine Rotationsbewegung verhindert wird, sind die Zähne des Läufers durch die Nuten unterteilt. Dadurch ist eine Drehbewegung bei diesem Motor ganz bewußt unterdrückt.motors is divided into two parts, which are magnetically polarized in opposite directions by a permanent magnet arranged in between. The two parts of the rotor are equipped with teeth arranged on a spiral line along the circumference, the however, they are not continuous but are uninterrupted by grooves. Moreover, the two parts of the Rotor so offset against each other that each group of teeth of a rotor part the gaps in the stator is opposite when the group of teeth of the other rotor part are opposite the teeth of the stator !. Through sequential control of the pronounced poles arranged around the circumference of the stand an axial displacement of the rotor is caused. So that the runner only has an axial linear movement executes and a rotational movement is prevented, the teeth of the rotor are divided by the grooves. As a result, a rotary movement is deliberately suppressed in this motor.

Ein anderer Motor, der nicht nach dem Prinzip eines Reluktanzmotors arbeitet, jedoch sowohl eine rotatorisehe als auch eine Axial-Linearbewegung ausführt-n kann, ist in der CH-PS 4 73 501 beschrieben. Dieser Motor weist einen Stator mit ausgeprägten Polen auf. die Spulen tragen, wobei die sequenzieile Speisung eines Teiles dieser Spulen eine geradlinige Bewegung Jes Lädfers und die Speisung des anderen Teiles der Spulen eine Drehbewegung des Läufers hervorruft. Bei einem Motor dieser Art erfolgt die Läuferdrehung immer in Schritten von 180". Eine feinere Abstufung der Schrittweite der axialen Bewegung läßt sich innerhalb eng gesteckter Grenzen nur durch eine größere Anzahl von entsprechenden Polpaaren erzielen. Die axiale Bewegung des Läufers erfolgt nur zwischen zwei vorgegebenen Endstellungen, eine Feinpositionierung ist nicht vorgesehen und auch nicht möglich.Another motor that does not work on the principle of a reluctance motor, but performs both a rotary and an axial-linear movement is described in CH-PS 4 73 501. This motor has a stator with salient poles. carry the coils, with the sequential feeding of part of these coils a rectilinear movement Isa Lädfers and the supply of the other part of the coils causes a rotary movement of the rotor. At a In this type of motor, the rotor always turns in steps of 180 ". A finer gradation of the The step size of the axial movement can only be set within narrow limits by using a larger number of corresponding pole pairs. The axial movement of the rotor takes place only between two specified end positions, a fine positioning is not provided and also not possible.

Zudem liefert dieser Motor nur eine geringe axiale Kraft und ein kleines Anlaufdrehmoment.In addition, this motor delivers only a small axial force and a small starting torque.

Nach dem Stand der Technik sind weiterhin Antriebseinrichtungen oder Manipulatoren bekannt, die mit mehreren Motoren ausgestattet sind, von denen jedem eine besondere Funktion übertragen ist. Dabei wird beispielsweise ein erster rotierender Antriebsmotor für die Steuerung der geradlinigen Auslenkung des Steuerlementes mit Hilfe eines Untersetzungsgetriebes aus Spindel und Mutter vorgesehen und ein zweiter rotierender Motor dient dazu, dem Steuerorgan eine bestimmte Winkelstellung zu erteilen. Die Verwendung von Ritzeln, Spindeln und Muttern hat in unvermeidbarer Weise ein mechanisches Spiel zur Folge, es sei denn, daß außerordentlich kostspielige Kugellager verwendet werden. Die linearen und winkelmäßigen Positionen können zudem nur mit Hilfe einer aufwendigen Kodiereinrichtung angesteuert werden.According to the prior art, drive devices or manipulators are also known which are equipped with several motors, each of which is assigned a special function. Included for example, a first rotating drive motor for controlling the rectilinear deflection of the Control element provided with the help of a reduction gear made of spindle and nut and a second rotating motor is used to give the control element a certain angular position. The usage of pinions, spindles and nuts inevitably results in mechanical play, unless that extremely expensive ball bearings are used. The linear and angular positions can also only be controlled with the help of a complex coding device.

Motore und Antriebseinrichtungen dieser Art werden vorzugsweise zur Herstellung von Manipulatoren und zur Steuerung der Positionierung der Organe von Werkzeugmaschinen verwendet, wobei bekanntermaßen auf Präzision und feine Eir.atellbarkeit besonderes Gewicht gelegt werden muß.Motors and drive devices of this type are preferably used in the manufacture of manipulators and Used to control the positioning of the organs of machine tools, known to be special on precision and fine adjustment Weight must be placed.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, eine Antriebsvorrichtung zu schaffen, die einfach und kostengünstig herzustellen ist und mit der eine rotatorische und eine translatorische Bewegung präzise einstellbar ist.The object of the invention is accordingly to provide a drive device that is simple and Is inexpensive to manufacture and with which a rotary and a translational movement is precise is adjustable.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Reluktanzschrittmotor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die ersten und die zweiten NutenAccording to the invention, this object is achieved in a reluctance stepper motor of the type mentioned at the beginning solved in that the first and second grooves

jeweils in anderen Teilen der Oberfläche des l.iiufers ungeordnet sind und daß der Lilufer durch die /weilen Nuten und im Ständer ausgebildete und durch zweite Spulen erregbare zweite Pule zusätzlich in Unifiingsrichtung schrittweise antrcihbar ist, Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß der Reluktanzschrittmotor in axialer Richtung nennenswerte Kriifte und ein hohes (Drehmoment bei der Drehbewegung entwickelt. Der Anlauf der translatorischen und der rotatorischen Bewegung kann auch unter Last erfolgen, die axiale und die radiale Bewegung können in beliebigen Positionen angehauen und arretiert werden, wobei wiederum ein nennenswertes Halte-Drchnioinent und eine llalickraft zur Verfügung stehen.each in other parts of the surface of the first bank are disordered and that the Lilufer through / while lingering Grooves and formed in the stator and excitable by second coils second coil also in the unifiingsrichtung is adjustable step by step, With this embodiment it is achieved that the reluctance stepper motor In the axial direction significant forces and a high torque (developed during the rotary movement. The start of the translational and the rotary movement can also take place under load, the axial and the the radial movement can be in any position be hacked and arrested, again with a noteworthy holding force and a llalickraft be available.

Zur Vermeidung von Interferenzen der beiden magnetischen Kreise für die axiale und die rotatorische Bewegung sieht eine besonders bevorzugte Ausführungsform vor, daß die ersten und die /weilen Nuten auf der Aullcnoberfliichc des zylindrischen l.iiufers jeweils in axial aufeinanderfolgenden Abschritten angeordnet «rind.To avoid interference of the two magnetic circuits for the axial and the rotary Movement provides a particularly preferred embodiment that the first and / while grooves the outer surface of the cylindrical left bank in each case arranged in axially successive steps.

Vorteilhaft kann sich auch eine Ausführung erweisen, bei der vorgesehen ist, JaIJ die ersten und die /weiten Nuten auf der Außenoberflaehe des zylindrischen Laufers in Abschnitten angeordnet sind, die in Umfiingsrichtung aufeinanderfolgen.A design can also prove to be advantageous in which it is provided JaIJ the first and the / wide grooves on the outer surface of the cylindrical Laufers are arranged in sections that follow one another in the circumferential direction.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, die eine nennenswerte Verkleinerung der Bauform des Reluktan/schrittmotors und zudem eine Vergrößerung der maximalen axialen Auslenkung ermöglicht, ist vorgcsehen, daß der Läufer ein Hohlzylinder ist, auf dessen Außenoberflaehe die ersten Nulcn, wahrend auf dessen Innenoberfläche die zweiten Nuten angeordnet sind, und daß im Inneren des Läufers die zweiten Pole für die geradlinige axiale Bewegung gehaltert sind.According to a preferred development, a significant reduction in the size of the reluctane / stepper motor and also enables an increase in the maximum axial deflection is provided, that the rotor is a hollow cylinder, on the outer surface of which the first nuances appear, while on its Inside surface the second grooves are arranged, and that inside the rotor the second poles for the straight axial movement are supported.

Zur Erzielung einer optimalen Präzision der axialen Auslenkung ist es bevorzugt, daß die zweiten Nuten, deren Ebenen im wesentlichen senkrecht zur Drehachse verlaufen, durch Ausbildung eines Gewindes hergestellt sind und daß die Zähne der zweiten Pole des Ständers gegenüber der Achse um einen Wert geneigt sind, der gleich dem Winkel der Schraubenlinie ist.To achieve optimal precision of the axial deflection, it is preferred that the second grooves, the planes of which are essentially perpendicular to the axis of rotation, produced by forming a thread are and that the teeth of the second poles of the stator are inclined with respect to the axis by a value that is equal to the angle of the helix.

Besonders vorteilhaft erweist sich eine Ausführungsform, bei der die zweiten Nuten durch ein Gewinde mit quadratischem Profil gebildet sind.An embodiment in which the second grooves are threaded with proves to be particularly advantageous square profile are formed.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigtThe invention is illustrated below on the basis of exemplary embodiments with reference to Drawing explained in more detail; it shows

Fig. I eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die beiden Nutenarten auf der Außenfläche des Läufers angeordnet sind,Fig. I shows an embodiment of the invention in which the two types of grooves are arranged on the outer surface of the rotor,

F i g. 2 eine zweite Ausführungsform, bei der eine der zwei Arten von Nuten im Inneren des Läufers angeordnet ist,F i g. 2 shows a second embodiment in which one of the two types of grooves are arranged inside the rotor,

F i g. 3 eine weitere Ausfülirungsform. die die Verwendung eines einzigen Poltyps für die Steuerung der Drehbewegung gestattet, undF i g. 3 another embodiment. the the Allowing a single type of pole to control the rotation, and

F i g. 4 eine besondere Ausführungsform der Pole für die Linearbewegung, wenn diese im Inneren des Läufers angeordnet sind.F i g. 4 a special embodiment of the poles for the linear movement when these are inside the rotor are arranged.

In der Fig. I sind das Gehäuse I des Antriebes und der Läufer 2 im Schnitt dargestellt.In Fig. I are the housing I of the drive and the rotor 2 shown in section.

Der Läufer 2, der die Form eines Drehzylinders aufweist, hat zwei Reihen von Nuten 5 und 6, die jeweils die Hälfte der Zylinderoberfläche einnehmen und zwischen denen eine Reihe von Zähnen gebildet ist. Die zweite Reihe von Nuten 6, deren Ebenen senkrecht auf der Achse stehen, dient dazu, eine Verzahnung zu schaffen, die mit den Polen J zusammenwirkt und so eine Antriebskraft oder eine Blockierung in axialer Richtung hervorruft. Die Pole 1 sind an der Innenwand des Gehäuses ! befestig! und in axialen; Abstand hintereinander angeordnet.The rotor 2, which has the shape of a rotary cylinder, has two rows of grooves 5 and 6, each of which occupies half of the cylinder surface and between which a row of teeth is formed. The second row of grooves 6, the planes of which are perpendicular to the axis, serves to create a toothing which cooperates with the poles J and thus causes a driving force or a blockage in the axial direction. Poles 1 are on the inside wall of the housing! fasten! and in axial; Spaced one behind the other.

Die erste Reihe von Nuten 5, deren Ebenen durch die Drehachse hindurchgehen oder parallel dazu verlaufen, wirkt mit einem Cat/ von Polen 4 zusammen und bewirkt dadurch eine Tangentialkraft bzw. ein Drehmoment auf den Läufer 2.The first row of grooves 5, the planes of which pass through the axis of rotation or run parallel to it, interacts with a Cat / of Poles 4 and thereby causes a tangential force or a torque on the runner 2.

Die Pole können entweder insgesamt oder z.T. in axialer Richtung mit ausreichendem Abstand hintereinander angeordnet sein. Sie können jedoch auch entlang dem Umfang des Läufers angeordnet sein, aber diese Lösung hat eine Verminderung der ausnui/baren Auslenkung zur Folge.The poles can either as a whole or in part in the axial direction with sufficient distance behind one another be arranged. However, they can also be arranged along the circumference of the runner, but this Solution results in a reduction in the extensible deflection.

Aus der in Fig. I dargestellten Ausfülirungsform isi ersichtlich, daß diejenigen Teile der Oberflüchen, die jeweils zu einer Reihe von Nuten gehören und den Polen gegenüberliegen, einen Winkelbereich einnehmen, der etwa einem Viertel des Winkelbereichcs entspricht, über den sich jede Zahnreihe erstreckt.From the Ausfülirungsform shown in Fig. I isi it can be seen that those parts of the surfaces which each belong to a series of grooves and the Opposite poles, occupy an angular range which is about a quarter of the angular range corresponds over which each row of teeth extends.

Diese Anordnung erlaubt dem Läufer folglich eine Drehung bis zu drei Achtel einer gan/en Umdrehung auszuführen, wenn die Pole 4 in geeigneter Weise erregt sind, wobei gewährleistet ist, daß ein Teil der Nuten i> immer gegenüber den Polen 1 verbleibt.This arrangement consequently allows the rotor to rotate up to three eighths of a full rotation when the poles 4 are suitably excited, it being ensured that a part of the slots i> always remains opposite the poles 1 .

Ein nicht dargestellter mechanischer Anschlag verhindert, daß sich der Läufer um mehr als drei Achtel des Unifanges dreht und dabei in Gefuhr läuft, eine Reihe von Nuten vor die Pole zu bringen, mit denen ein Zusammenwirken nicht möglich ist.A mechanical stop, not shown, prevents that the runner turns more than three-eighths of the unifangle and runs in a lead, one row to bring grooves in front of the poles, with which an interaction is not possible.

Auf eine lineare axiale Verlagerung des beweglichen Organes kann immer, auch wenn der Läufer axial blockiert ist, eine partielle Drehung folgen, da die axiale magnetische Blockierkraft auf eine Drehung um die Achse, bei der die Reluktanz im Bereich der Nuten 6 nicht verändert wird, keinen Einfluß hat.A linear axial displacement of the movable member can always, even if the runner is axial is blocked, a partial rotation will follow, since the axial magnetic blocking force on a rotation around the Axis in which the reluctance in the area of the grooves 6 is not changed has no influence.

Wenn umgekehrt ein Blockierdrehrnoment von den Spulen 4 bewirkt wird, wird die Drehung des Läufers verhindert, eine axiale Auslenkung ist jedoch weiterhin möglich.Conversely, when a locking torque is caused by the coils 4, the rotation of the rotor becomes prevented, but an axial deflection is still possible.

Da die Nuten mit einem Plastikmaterial ausgefüllt werden können, ist es einfach, dem Läufer die Form eines Zylinders zu verleihen, dessen Durchführung durch die Dichtungselemente des Gehäuses ohne Problem möglich ist.Since the grooves can be filled with a plastic material, it is easy to give the runner the shape to give a cylinder, its implementation through the sealing elements of the housing without Problem is possible.

Die in der F ί g. 2 dargestellte Variante basiert auf demselben Grundgedanken; es ist jedoch die gesamte Außenfläche des zylindrischen Läufers 2 mit Nuten 5, deren Ebenen durch die Achse hindurchgehen, ausgestattet, so daß unter der Einwirkung der Pole 4 eine Drehung des Läufers um mehrere Umdrehungen möglich wird.The in the F ί g. 2 variant shown is based on the same basic idea; however, it is the entire The outer surface of the cylindrical rotor 2 is provided with grooves 5, the planes of which pass through the axis, so that under the action of the poles 4 a rotation of the rotor by several revolutions becomes possible.

Der zylindrische Läufer 2 ist hohl, d. h. rohrförmig. Di^ gesamte zylindrische Innenfläche ist mit Nuten 6, deren Ebene* >enkrecht zur Achse verlaufen, ausgestattet. The cylindrical runner 2 is hollow, i. H. tubular. The entire cylindrical inner surface is grooved 6, whose level *> run perpendicular to the axis.

Die Zylinderfläche, die durch die Scheitel der kreisförmigen Zähne, die jeweils durch zwei Nuten gebildet werden, hindurchgeht, dient im übrigen zur Führung des Läufers.The cylindrical surface defined by the apex of the circular teeth, each formed by two grooves are formed, passes through, is also used to guide the rotor.

Die Führungseinrichtung ist durch eine Schürze 8 dargestellt, die mit einer Stirnwand des Gehäuses 1 verbunden ist und die einen Bereich der zylindrischen Fläche darstellt, deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Läufers entspricht und deren Winkelausdehnung größer als 180" und kleiner als 360" ist.The guide device is represented by an apron 8 which is attached to an end wall of the housing 1 is connected and which represents a region of the cylindrical surface, the outer diameter of which is the inner diameter of the rotor and the angular extent of which is greater than 180 "and less than 360".

Diese Führungsschürze weist eine Ausnehmung auf, in der die Pole 3, die zur axialen Auslenkung dienen, angeordnet sind, und einen massiveren Teil 7, an dem diese Pole 3 befestigt sind.This guide apron has a recess in which the poles 3, which are used for axial deflection, are arranged, and a more massive part 7 on which these poles 3 are attached.

Die Anordnung kann ebenfalls mit einem Epoxy-Kunstharz vergossen werden.The arrangement can also be made with an epoxy resin to be shed.

Bei einer weiteren, nicht dargestellten Abwandlung könnten die beiden Abschnitte der inneren oder äußeren zylindrischen Oberfläche des Läufers, die jeweils mit der Reihe der ihnen zugeordneten Zähne ro und Nuten ausgestattet sind, in axialer Richtung hintereinander angeordnet sein.In a further, not shown modification, the two sections of the inner or outer cylindrical surface of the rotor, each with the row of teeth associated with them ro and grooves are equipped, be arranged one behind the other in the axial direction.

In der Fig. 3 ist dargestellt, wie sich die Pole 4 der F i g. 2 in besonders vorteilhafter Weise ausbilden lassen.In Fig. 3 it is shown how the poles 4 of the F i g. 2 can be trained in a particularly advantageous manner.

Dabei sind vier Pole vorgesehen, von denen jeder um einen Viertel Schritt in bezug auf den benachbarten Pol verschoben ist. Diese Verschicbungen lassen sich natürlich auch mit Polen erreichen, die jeweils ein besonderes Profil aufweisen, oder deren Lage zueinander einstellbar ist. Dadurch wird jedoch die Herstellung etwas kompli/iericr und der Zusammenbau problematisch, da eine drehbare Führungsvorrichtung für die Pole erforderlich ist.Four poles are provided, each of which is a quarter step with respect to the adjacent pole is shifted. These displacements can of course also be achieved with poles that each have a have a special profile, or the position of which is adjustable to one another. However, this will reduce the manufacturing process somewhat compli / iericr and the assembly problematic, since a rotatable guiding device for the poles is required.

Wenn bei dieser Ausführungsform erwünscht ist, daß einerseits die magnetischen Kreise aller Pole, die in derselben l-bene angeordnet sind, identisch sind und daß diese Kreise auf ebenen Oberflächen des Gehäuses befestigt werden können, die symmetrisch in bc/ug auf die Achse des Läufers angeordnet sind, so ist erforderlich, daß die Anzahl der Zähne (oder der Nuten) ties I .äufcrs ungerade ist und daß die Winkclausdehnung eines Pols höchstens gleich 90" abzüglich desjenigen Winkels betragt, dessen Bogen gleich einem Viertel der Schritiweiie ist.In this embodiment, when it is desired that on the one hand the magnetic circuits of all poles, which are arranged in the same plane, are identical and that These circles can be attached to flat surfaces of the case that are symmetrical in bc / ug on the axis of the rotor are arranged so is required that the number of teeth (or grooves) ties I. is odd and that the angular expansion of a pole is equal to or less than 90 "minus that angle whose arc is equal to a quarter of the Step-by-step is.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform beschrieben, die ihrem Aussehen nach derjenigen der F i g. 2 ähnlich ist. bei der jedoch die Nuten 6. die im Inneren des Läufers 2 angeordnet sind, durch ein Gewinde mit ciuadratiNchem Profil gebildet werden. Ls liegt somit cmc spiralförmige Zähnung vor. Damit diese Zahnung mit den Polen zufriedenstellend zusammenwirkt, isi es erforderlich, daß die auf den Polen angeordneten Zähne um einen Wert geneigt sind, der gleich dem Winkel der Schraubenlinie ist.In the following, an embodiment will be described which is similar in appearance to that of FIGS. 2 is similar. in which, however, the grooves 6. the inside of the rotor 2 are arranged by a thread with ciuadratiNchem profile are formed. Ls is thus cmc spiral perforation. So that this toothing cooperates satisfactorily with the Poles, it is required that the teeth arranged on the poles are inclined by an amount equal to the angle of the helix.

Wenn bei dieser Anordnung die Spulen der Pole 3 permanent erregt weiden, so kann der Läufer nur noch eine Drehbewegung ausführen, die durch das Gewinde gebildeten Zähne des Läufers sind gegenüber den Zähnen der Pole 3 blockiert. Da die Zähne des Läufers aufgrund der magnetischen Wirkung immer gegenüber den entsprechenden Zähnen der Pole bleiben, wird eine Drehung des Läufers 2 in eine entsprechende schraubenförmige Auslenkung umgesetzt, wie sie eine Mutter, die sich um einen Gewindestift dreht, ausführt.If, with this arrangement, the coils of the poles 3 are permanently excited, the rotor can only perform a rotary movement, the teeth of the rotor formed by the thread are opposite the Pole 3 teeth blocked. Because the teeth of the rotor are always opposite due to the magnetic effect staying with the corresponding teeth of the poles becomes one Rotation of the rotor 2 implemented in a corresponding helical deflection, like a nut, which rotates around a threaded pin.

Mit Hilfe von zwei, in geeigneter Weise gespeisten Impulsgeneratoren, läßt sich somit eine schnelle lineare Auslenkung des Läufers erreichen, die mit einer gleichzeitigen geringen Drehung (im allgemeinen weniger als eine volle Umdrehung) verbunden ist. Dieser Vorgang läßt sich beispielsweise mit der schnellen Grobeinstellung der großen Einheilen eines numerischen Anzeigesystems vergleichen, bei der gleichzeitig die Anzeige der kleinen Einheiten, die dem System vorgegeben sind, ausgeführt wird. Dieses Grob-Fein-Positionicrungssystem weist dadurch eine geringe Ansprechzeit und eine hohe Genauigkeit auf.With the help of two appropriately fed pulse generators, a fast linear A deflection of the rotor can be achieved with a simultaneous slight rotation (generally less than a full turn). This process can be carried out, for example, with the compare rapid coarse adjustment of the major units of a numerical display system in which at the same time the display of the small units that are predefined for the system is carried out. This As a result, the coarse-fine positioning system has a short response time and high accuracy.

Wenn beispielsweise der Außendurchmesser des Läufers etwa 32,6 mm beträgt, so kann auf dem Läufer eine Reihe von 64 Zähnen mit einer Schrittweite von 1,6 mm vorgesehen werden. Bei einem innen angeordneten Gewinde, mit quadratischem Profil und einer Steigung von 1,6 mm erreicht man eine axiale Auslenkung von 1,6 mm/64 = 0,025 mm für eine Umdrehung des Läufers, die einem Schrill des Steuerorgans entspricht.For example, if the outside diameter of the runner is about 32.6 mm, then on the runner a row of 64 teeth with a pitch of 1.6 mm can be provided. With an inside arranged Thread, with a square profile and a pitch of 1.6 mm, is an axial one Deflection of 1.6 mm / 64 = 0.025 mm for one revolution of the rotor, which corresponds to a shrill of the control element.

Da überdies ein System mit vier Polen 3 ein Vorrücken in Viertel Schritten erlaubt, kann für die geradlinige axiale Auslenkung mit einem Inkrement von etwa 6 Mikrometer gerechnet werden. Dieser Wert ist bei weitem ausreichend, um zu gewährleisten, daß die Organe von gegenwärtig üblichen Werkzeugmaschinen mit ausreichender Genauigkeit positioniert werden.Furthermore, since a system with four poles 3 allows advancement in quarter steps, the straight axial deflection with an increment of about 6 micrometers can be expected. This value is by far sufficient to ensure that the Organs of currently common machine tools are positioned with sufficient accuracy.

Natürlich läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung weiter abwandeln, indem beispielsweise die Nuten parallel zur Achse im Inneren des rohrförmigen Läufers angeordnet werden. Die Pole 4 können dann die in der F i g. 4 angegebene Form annehmen. Wenn überdies der Läufer 2 mit dem Aufbau einer Maschine verbunden ware, würde er in seiner Lage festgehalten, so daß sich das Gehäuse 1 in entgegengesetzter Richtung bewegen wurde.Of course, the device according to the invention can be modified further, for example by adding the grooves be arranged parallel to the axis inside the tubular rotor. The poles 4 can then be used in the F i g. 4 take the form indicated. Moreover, when the rotor 2 is connected to the construction of a machine ware, he would be held in his position so that himself the housing 1 was moving in the opposite direction.

Diese Ausführungsform wäre dann von Vorteil, wenn es erwünscht ist. daß mehrere Elemente mechanisch mit dem I eil ties Antriebes verbunden sind, der sich bewegt.This embodiment would be advantageous if so desired. that several elements mechanically with are connected to the quick drive that moves.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

f. Rcluktanzschriumotor mit einem zylindrischen an der Oberflache mit Zahnen versehenen Läufer, die durch in Umfangsrichtung verlaufende erste Nuten gebildet sind, und mit einem Ständer, der mit ausgeprägten durch erste Spulen erregbaren ersten Polen ausgestattet ist, die mit Zähnen in einer den Zähnen· des Läufers entsprechenden Schrittweite versehen sind und die bei Erregung den Läufer in axialer Richtung schrittweise antreiben, wobei der Läufer in axialer Richtung verlaufende zweite Nuten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (6) und die zweiten Nuten (5) jeweils in anderen Teilen der Oberfläche des Läufers (2) angeordnet sind und daß der Läufer durch die zweiten Nuten (5) und im Ständer ausgebildete und durch zweite Spulen erregbare zweite Pole (4) zusätzlich in Umfangsrichtung schrittweise antreibbar ist.f. Ructance rotor with a cylindrical on the surface with teeth provided runners, which by running in the circumferential direction first Grooves are formed, and with a stator, the first with pronounced excitable by first coils Poles are equipped with teeth in a pitch corresponding to the teeth of the rotor are provided and which when energized drive the rotor in the axial direction step by step, the Having second grooves running in the axial direction, characterized in that the first (6) and the second grooves (5) each in different parts of the surface of the rotor (2) are arranged and that the rotor is formed by the second grooves (5) and in the stator and second poles (4) which can be excited by second coils can additionally be driven stepwise in the circumferential direction.

2. Reluktanzmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (5) und die zweiten Nuten (6) auf der Außenoberfläche des zylindrischen Läufers (2) jeweils in axial aufeinanderfolgenden Abschnitten angeordnet sind.2. reluctance motor according to claim 1, characterized in that the first (5) and the second Grooves (6) on the outer surface of the cylindrical rotor (2) in each case in axially successive Sections are arranged.

3. Reluktanzmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (5) und die zweiten Nuten (6) auf der Außenoberfläche des zylindrischen Läufers (2) in Abschnitten angeordnet sind, die in Umfangsrichtung aufeinanderfolgen.3. reluctance motor according to claim 1, characterized in that the first (5) and the second Grooves (6) are arranged on the outer surface of the cylindrical rotor (2) in sections which in Successive circumferential direction.

4. Reluktanzmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (2) ein Hohlzylinder ist, auf dessen Außenoberfläche die ersten Nuten (5), während auf dessen Innenoberfläche die zweiten Nuten (6) angeordnet sind, und daß im Innern des Läufers (2) die zweiten Pole (3) für die geradlinige axiale Bev/egung gehaltert sind.4. reluctance motor according to claim 1, characterized in that the rotor (2) is a hollow cylinder is, on the outer surface of the first grooves (5), while on the inner surface of the second Grooves (6) are arranged, and that inside the rotor (2) the second pole (3) for the straight line axial movement are supported.

5. Reluktanzmotor nach einem der Ansprüche 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Nuten (6), deren Ebenen im wesentlichen senkrecht zur Drehachse verlaufen, durch Ausbildung eines Gewindes hergestellt sind und daß die Zähne der zweiten Pole (3) des Ständers gegenüber der Achse um einen Wert geneigt sind, der gleich dem Winkel der Schraubenlinie ist.5. reluctance motor according to one of claims 2 or 4, characterized in that the second Grooves (6), the planes of which are essentially perpendicular to the axis of rotation, by forming a Thread are made and that the teeth of the second pole (3) of the stator opposite the axis are inclined by an amount equal to the angle of the helix.

6. Reluktanzmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Nuten (6) durch ein Gewinde mit quadratischem Profil gebildet sind.6. reluctance motor according to claim 5, characterized in that the second grooves (6) through a Thread with a square profile are formed.