DE2906404A1

DE2906404A1 - Elektromotor

Info

Publication number: DE2906404A1
Application number: DE19792906404
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr Ing Kofink
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-02-20
Filing date: 1979-02-20
Publication date: 1980-08-28

Description

Elehtremetor
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Elektromotor, der sowohl eine drehende als auch eine exiale @ubbewegung ausführt. Dieser Elekt@emeter sei hier als "Dreh-@ub-Motor" oder als "Diagonal-Motor" bezeichnet.
Für vielerlei Bewegungsaufgaben sind drehende als auch hin-und hergehende Bewegungen erforderlich. Solche Bowegungen werden nach dem Stand der Technik mit drehenden @lcktro@@toren in Kombination mit Zahnräder- oder Schubkurbelgetrieben bewer@-stelligt. Auch kann eine Kombination mit hydrau@@@ch@@ @@nrichtungen vorgesehen sein.
Derartige Einrichtungen zur Erzeugung von drehenden und zugleich axialen Bewegungen sind @ombinationen von an sich etrennten Einrichtungen für die Drehbewegung und für die Längsbewegung unddaber im Aufwand teuer, kompliziert und unterliegen einer großen Abnützung. Dies sind große Nachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im Aufbau einfachen Elektromotor aufzuzeigen, mit dem sowohl eine Drehals auch eine Längsbewegung gleichzeitig oder getrennt in frei wahlbarer Zuordnung ausgeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung sieht hierzu vor, sowohl die drehende als auch die axiale Bewegung durch bauliche Vereinigung der entsprechenden Teile eines Drehfeldmotors und eines Linearmotors zu einem einheitlichen Motor zu bewerkstelligen, derart, daß die BewegungsanIer der beiden Antriebsteile auf einer gemeinsamen Welle angeordnet und dieser die entsprechenden felderzeugenden Statoren zugeordnet sind. Der Drellfeldmotor ist als Synchron- oder Asynchromnotor ausgebildet, der Linearmotor besteht aus einem Linearkamm und einem Hagnetanker, der als permanenter Ringmagnet ausgebildet ist.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß sowohl der Drehfeldmotor als auch der Linearmotor als Schrittmotor ausgebildet ist. Die elektrische Stromspeisung des Drehfeld- und Linearmotors erfolgt mit Hilfe von Wechsel- oder Drehstrom oder durch mit elektronischen Einrichtungen erzeugten Wechsel-oder Impuls strom Die gesamte Steuerung des Elektromotors erfolgt erfindungsgemäß mit Hilfe einer an sich bekannten programmierbaren elektronischen Einrichtung. Zur Begrenzung des axialen Verschiebungsweges des Linearmotorankers sind rechts und links des Linearmotorankers elektronische Sensoren entsprechend angeordnet.
Erfindungsgemäß ist weiterhin, daß die gemeinsame Ankerwelle rechts und links in zwei Lagern drehbar und axial verschiebbar gelagert ist, dabei ist die axiale Verschiebemöglichkeit der Ankerwelle mit Doppelanker durch Anschläge begrenzt.
Gegebenenfalls sind rechts und links des Doppelankers Federn zugeordnet, die sich an drehbaren Lagerstellen abstützen.
Mit diesem erfindungsgemäßen neuartigen Elektromotor -Diagonalmotor - kann zugleich eine drehende als auch eine wellenaxiale Bewegung ausgeführt werden. Durch Steuerung mit Hilfe von elektronischen Einrichtungen kann praktisch jede gewünschte Hub- und Drehbewegung durch elektronische Programmierungssteuerung erzielt werden. Diese Tatsache eröffnet reichhaltige Anwendungsmöglichkeiten für den neuartigen Elektromotor, so z. B. für Steuer- und Regeleinrichtungen, Schlag- und Spezial-Bohrmaschinen, Hon- und Läppmaschinen, Erdbohrmaschinen, Drahtspulen-Wickelmaschinen, Bohrmaschinen zum Bohren von Platten für gedruckte Schaltungen, Flaschenputzmaschinen, Flüssigkeits und Feststoffmischer, Rüttelprüfmaschinen, Poliermaschinen, Schreibmaschinen mit Zylinder-oder Kugelkopf, Zahnputz-Einrichtungen, Roboter usw.
Die Figur zeigt den prinzipiellen Aufbau des erfindungsgemäßen Elektromotors.
In der Figur ist mit 1 das teilbare Motorgehäuse dargestellt, das die beiden Motorteile umschließt. Die gemeinsame Motorelle 4 ist in den beiden Lagerstellen 2 und 3 sowohl drehbar als auch axial verschiebbar gelagert. Auf der gemeinsamen Motorwelle 4 ist auf der einen Seite der Drehfeldanker 5 anbeordnet und daneben liegend der Linearfeldanker 6. Dem Drehfeldanker 5 ist der Drehfeldstater 7 zugeordnet, der Linearfeldanker 6 der Linearkanmstator P,. Der Aufbau des Drehfeldmotors 9 kann 2- oer 4-polig sein; als Synchronmotor ist der Drehfeldanker 5 mit permanentmagnetischen Polen 1C ausgerästet, als Asynchronmotor mit den üblichen Leiteratben, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind.
Der Linearfeldanker 6 des Linearfeldmetorteiles 11 besteht aus einem permanenten Ringmagneten 12, der schichtweise senkrecnt zu seiner Drehachse magnetisiert ist. Der Linearfeldanker 6 ist vom Linearkammstator 8 umschlossen, der hier in der dargestellten Form vier Ringspulen 13 aufweis-t, die in Ringnuten 14 des Linearkammstators 8 liegen.
Zur Begrenzung des axialen Hubes des Linearfeldmotorteiles 11 sind die beiden Sensoren 14 und 15 derart angeordnet, daß mit Hilfe einer nicht dargestellten elektronischen Einrichtung der Linearfeldanker 6 in seinen Endlagen in gewinschter Weise umgesteuert wird und damit eine hin- und hergehende Bewegung gewährleistet ist.
Der Drehfeldmotorteil 9 wird als Synchronmotor mit permanenten Drehfeldanker 5 mit Hilfe eines Sensors 16 gesteuert.
Die elektrische Stromspeisung des gesamten Elektromotors erfolgt vorzugsweise über eine elektronische Einrichtung, die programmierbar ist, so daß sowohl die Umdrehungszahl des Drehfeldmotors in weiten Grenzen geregelt werden kann als auch die Hubzahl des Linearfeldmotorteiles 11. Dadurch können sowohl sehr rasante Bewegmngen(in Kombination) als auch schleichende Bewegungen darges-tellt werden, besonders dann, wenn sowohl der Drehfeldmotorteil 9 als auch der Linearfeldmotorteil 11 als Schrittmotoren elektronisch getrennt gesteuert werden.
Die Lagerstelle 9 zeigt noch als Detail die Abstützung der Feder 17 auf dem drehbar gelagerten Federteller 18. Die Lagerstellen 2 und 3 sind nur schematisch dargestellt, sie können selbstverständlich mit Kugellagern ausgerüstet sein, ebenso mit Axialdrucklagern zur Aufnahme von axialen Federkräften.
Der gesamte Aufbau des erfindungsgemäßen Elektromotors ist äußerst einfach, er ist sehr wartungsarrn und verschleißfest, da keine Bürsten und kein Kollektor erforderlich ist. Zum Betrieb des Rotor dürfte die Verwendung von zweiphasigem Wechselstrom am zweckmäßigsten sein, der in seiner Impulsdauer bzw. seiner Frequenz programmiert wird.
L e e r s e i t e

Claims

PATENTANSPROCHE ektromotor, bestehend aus Stator- und Läuferteilen nebst Lagerstellen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer gemeinsamen Weile (4) hintereinander sowohl der Anker (5) eines Drehfeldmotors (9) als auch der Anker (6) eines Lineannotors (11) angeordnet sind, denen einerseits der Stator (7) eines Drehfeldmotors (9) uno andererseits der Linearkamm (8) eines Linearmotors (11) zugeordnet ist
2 Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehfeldmotor (9) als Synchron- oder Asynchronmotor ausgebildet ist.
3. Elektromotor nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmotor (11) aus einem Linearkamm (8) und einem Magnetanker (6), der als permanenter Ringmagnet (12) ausgebildet ist, besteht.
4. Elektromotor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Drehfeldmotor :9) als auch der Linearmotor (11) als Schrittmotoren ausgebildet sind.
5. Elektromotor nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Stromspeisung des Drehfeld- und Linearmotors (9, 11) mit Hilfe von Wechsel- oder Drehstrom, oder durch mit elektronischen Einrichtungen erzeugten Wechsel- oder Impulsstrom erfolgt
6. Elektromotor nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Elektromotors (9, 11) (Drehfeld- und Linearmotors) mit Hilfe einer programmierbaren elektronischen Einrichtung geschieht.
7. Elektromotor nach den Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Verschiebungsweg des Linearmotorankers (6) durch elektronische Sensoren (14, 15) begrenzt ist.
8. Elektromotor nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Ankerwelle rechts und links (2, 3) drehbar und axial verschiebbar gelagert ist.
9. Elektromotor nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verschiebemöglichkeit der Ankerwelle (4) mittels Doppelanker (5, 6) durch Anschläge begrenzt ist.

lo. Elektromotor nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß rechts ud links des Doppelankers (5, 6) an drehbaren Lagerstellen (18) abgestützte Federn zugeordnet sind.