DE2913697C2

DE2913697C2 - Vorgefertigte Wicklung für einen Linearmotor

Info

Publication number: DE2913697C2
Application number: DE19792913697
Authority: DE
Inventors: Manfred 8542 Roth Wein
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1979-04-05
Filing date: 1979-04-05
Publication date: 1986-05-22
Also published as: DE2913697A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine vorgefertigte dreiphasige Wechselstromwicklung für einen Linearmotor, der aus einem Läuferteil und einem langgestreckten Stator mit Nuten besteht, in welche drei die Wicklungsstränge der Wicklung darstellende elektrische Kabel unter Bildung von außerhalb des Stators liegenden, gekrümmten Wickelköpfen einlegbar sind, und welche mit Verschlußteilen zur Sicherung der Wicklung verschließbar sind, bei welcher die Kabel vor dem Einlegen in die Nuten des Stators an langgestreckten, als Verschlußteile für die Nuten dienenden Halterungen aus mechanisch festem Isoliermaterial, die sich auf beiden Seiten bis in den Bereich der Wickelköpfe erstrecken, befestigt sind.

Linearmotoren sind für elektrische Antriebe unterschiedlichster Art seit langem bekannt. Es gibt dabei sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstrom-Synchron- und Asynchronmotoren. Beim Linearmotor sind sowohl Ständer als auch Läufer im Gegensatz zum konventionellen Motor nicht kreisförmig, sondern geradlinig angeordnet. Die elektrische Energie wird dabei so in mechanische Energie umgesetzt, daß sie unmittelbar für eine Translationsbewegung nutzbar wird. Der Linearmotor kann prinzipiell eine in Nuten des Stators angeordnete Erregerwicklung haben, die bei Wechselstrom dreiphasig ausgebildet ist Der Läuferteil besteht dann entweder aus einer Schiene aus elektrisch gut leitendem Material wie Kupfer oder Aluminium (Asynchronmotor) oder aus permanentmagnetischem Material (Synchronmotor). Es sind allerdings auch Linearmotoren bekannt, bei denen die Wicklung im Läuferteil angeordnet ist

Einsatzgebiete der Linearmotoren sind beispielsweise der Personenverkehr, das Förder- und Transportwesen, Fließbänder, Gepäcktransport, Bergbau, Krane, Schleppanlagen, Schlitten von Werkzeugmaschinen und die Betätigung von Schiebern. Je nach Einsatzgebiet sind dementsprechend die Motoren mehr oder weniger lang. Die Wicklung kann dabei in den Nuten des Stators in üblicher Weise angeordnet werden. Je länger der Stator ist desto aufwendiger wird die Arbeit zur Anbringung der einzelnen Wicklungsstränge. Darüber hinaus ist für diese Arbeit bisher stets ein Fachmann erforderlich.

In der DE-AS 27 21 905 ist ein Linearmotor beschrieben, dessen Wicklung vorgefertigt und als Einheit in die Nuten des Stators eingelegt ist Bei dieser Wicklung können die Wickelköpfe zum Schutz der Kabel durch an der Wicklung verbleibende Formstücke aus mechanisch festem Material geführt sein, und es ist auch möglich, an den Kabeln Verschlußelemente für die Nuten und Elemente zu deren Auskleidung anzubringen. Eine solche vorgefertigte Wicklung läßt sich auf eine Spule aufwikkeln und auch relativ einfach in die Nuten des Stators einlegen. Da die Kabel nur so befestigt sind, daß sie ihre spätere Lage in den Nuten des Stators einnehmen können, kann die Wicklung nicht nur in ihrer Längsrichtung sondern auch in sich gebogen werden, wobei es wegen der sich verändernden Lage der drei Kabel (Ober- oder Unterlage) auch zu Verdrehungen innerhalb der Wicklung kommen kann. Hierdurch kann es geschehen, daß der Abstand der Wicklungsstränge voneinander verandert wird und nicht mehr dem Abstand der Nuten entspricht, und daß die Wicklung in sich verdreht ist. Hierdurch könnte die Einlegarbeit in die Nuten des Stators erschwert werden.

Die DE-OS 28 35 386 beschreibt eine Wicklung, wie sie eingangs angegeben ist. Bei dieser Wicklung sind die einzelnen Sträge nicht nur miteinander verbunden, sondern auf Halterungen festgelegt, die nach dem Einlegen der Wicklung in die Nuten als Verschlußteile für dieselben dienen. Dadurch kann die Einlegearbeit wesentlich erleichtert werden. Auch hier sind die Wicklungsstränge jedoch wieder in allen Richtungen bewegbar, so daß auch hier die oben schon geschilderten Erschwernisse bei der Montage der Wicklung auftreten können, zumal die Wicklung sich beim Verlegen und gegebenenfalls auch beim Abziehen von einer Vorratsspule dehnen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorgefertigte Wicklung für einen Linearmotor so zu gestalten, daß unter Beibehaltung der guten Biegbarkeit in Längsrichtung der Wicklung ein Verschieben der Stränge im Verbund der Wicklung vermieden ist, so daß beim Einlegen der Wicklung in die Nuten des Stators keine Justierarbeit mehr erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Wicklung der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Halterungen untereinander durch mechanisch feste, gut biegbare und über die gesamte Länge der Wicklung verlaufende, langgestreckte Befesligungscle-

mente verbunden sind, die auf beiden Seiten der Halterungen im Bereich der Wickelköpfe an denselben festgelegt sind.

Durch die mit allen Halterungen verbundenen Befestigungselemente ergibt sich ein fester Zusammenhalt der gesamten Wicklung mit definierten Abständen der einzelnen Wicklungsstränge voneinander. Die Halterungen mit den Wicklungssträngen können somit aus ihrer vorgegebenen Lage nicht mehr heraus, so daß sie beim Einlegen in die Nuten eines aus aktivem Teil (Blechpaket) und der Wicklung bestehenden Stators stets an der gewünschten Stelle liegen. Eine Verschiebung der Wicklungsstränge im Verbund der Wicklung kann nicht mehr eintreten und zusätzliche Justierarbeit entfällt dadurch. Trotz des festen Zusammenhalts bleibt die Wicklung insgesamt gut biegbar und kann daher auf eine Spule aufgewickelt und für die Verlegung leicht wieder von derselben abgewickelt werden, ohne daß hierbei eine Dehnung der Wicklung zu befürchten ist.

Die Formstabilität der Wicklung kann noch dadurch verbessert werden, daß, wie in der DE-OS 8 39 517 beschrieben, zwei oder auch mehr Halterungen durch Verbindungselemente fest miteinander verbunden werden. Die Befestigungselemente sind dann an den Verbindungselementen befestigt und es ergibt sich insgesamt ein kettenähnlicher Aufbau.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.

F i g. 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einer Wicklung nach der Erfindung. Die

F i g. 2 und 3 geben die für die Herstellung verwendeten Halterungen in vergrößertem Maßstab wieder.

Die dreiphasige Wechselstromwicklung für einen Linearmotor besteht gemäß Fig. 1 aus drei elektrischen Kabeln 1, 2 und 3, welche zu ihrer Unterscheidung unterschiedlich gekennzeichnet sind. Als Kabel können beispielsweise Mittel- oder Niederspannungskabel eingesetzt werden, die ein aus Kupfer- oder Aluminiumdrahten aufgebautes Leiterseil haben, über dem eine Leiterglättung liegen kann. Darüber ist eine Isolierung aus wärmebeständigem Material angeordnet, über der noch eine weitere leitende Schicht angebracht sein kann.

Die Kabel sind an Halterungen 4 befestigt, deren möglicher Aufbau aus den F i g. 2 und 3 hervorgeht. Bei der Herstellung der Wicklung kann so vorgegangen werden, daß zunächst eine größere Anzahl von Halterungen 4 parallel zueinander in einer Fertigungsvorrichtung festgelegt wird, und zwar mit einem Abstand, der dem Abstand der Nuten im Stator des Linearmotors entspricht, in welche die Wicklung eingelegt werden soll. Die Breite der Halterungen ist so bemessen, daß diese nach dem Einlegen der Wicklung gleichzeitig als Verschlußelemente für die Nuten verwendet werden können, und zwar vorzugsweise so, daß die Halterungen ohne sonstige Befestigungselemente in die Nuten eingedrückt werden und dort in entsprechende Vertiefungen einschnappen. Die Kabel 1,2 und 3 sind durch die Festlegung auf den Halterungen 4 untereinander verbunden, so daß sich eine zusammenhängende Wicklung ergibt, die auf eine Spule aufgewickelt und wieder von derselben abgewickelt werden kann.

Die Halterungen 4 können aus einem mechanisch festen Isoliermaterial bestehen. Sie haben in ihrem mittleren Bereich in einer Länge A, die der Breite des Blechpaketes im Stator des Linearmotors entspricht, eine rohrförmig geschlossene Erweiterung 5. Diese Erweiterung 5 besteht vorzugsweise aus einem schalenförmigen Unterteil und einem ebenfalls schalenförmigen Oberteil, die beispielsweise an der Nahtstelle 6 durch Ultraschallschweißung fest miteinander verbunden werden können, wenn der entsprechende Wicklungsstrang auf die Halterung 4 gelegt ist

Die Halterungen 4 ragen an beiden Seiten über die Erweiterung 5 hinaus und können an ihren Enden jeweils eine Stützwand 7 aufweisen, die senkrecht vom Hauptteil der Halterungen absteht Diese Stützwände können zum mechanischen Schutz der Wickelköpfe 8 und zur Begrenzung des Wickelraums dienen. Es ist jedoch auch möglich, die Halterungen geradlinig auslaufen zu lassen, da die Wickelköpfe 8 im montierten Zustand der Wicklung durch andere Teile ausreichend geschützt sind.

An den Enden der Halterungen 4 sind auf beiden Seiten Befestigungselemente 9 angebracht, die sich über die gesamte Länge der Wicklung erstrecken und mit jeder Halterung verbunden sind. Die aus gut biegbarem Material bestehenden Befestigungselemente können draht- oder bandförmig ausgeführt sein. Trotz guter Biegbarkeit müssen sie auf der anderen Seite zugfest genug sein, damit eine Verschiebung einer der Halterungen 4 im Verbund der Wicklung nicht eintreten kann. Vorzugsweise sind die Befestigungselemente 9 als Stahlbänder ausgebildet.

Da im Bereich des Stators, in dessen Nuten die Wicklung eingelegt werden soll, kleine Maßabweichungen vorkommen können, werden die Befestigungselemente 9 vorzugsweise nicht starr mit den Halterungen 4 verbunden, sondern an den Befestigungsstellen wird ein geringfügiges Spiel zugelassen, so daß Maßabweichungen im Stator ausgeglichen werden können.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn zwei oder auch mehr Halterungen 4 zunächst durch Verbindungselemente fest miteinander verbunden werden. Die Stabilität der Wicklung gegenüber Verdrehungen wird dadurch erhöht, ohne daß ihre Biegbarkeit wesentlich beeinflußt wird. Die Befestigungselemente 9 werden dann an den Verbindungselementen festgelegt, wodurch die Anzahl der Befestigungspunkte um mindestens die Hälfte gesenkt werden kann. Um die Herstellung der Wicklung insgesamt noch weiter zu vereinfachen, können die Befestigungselemente 9 an den Halterungen 4 oder an den Verbindungselementen mittels Schnappverbindungen festgelegt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorgefertigte dreiphasige Wechselstromwicklung für einen linearmotor, der aus einem Läuferteil und einem langgestreckten Stator mit Nuten besteht, in welche drei die Wicklungsstränge der Wicklung darstellende elektrische Kabel unter Bildung von außerhalb des Stators liegenden, gekrümmten Wickelköpfen einlegbar sind, die Nuten mit Verschlußteilen zur Sicherung der Wicklung verschließbar sind und die Kabel vor dem Einlegen in die Nuten des Stators an langgestreckten, als Verschlußteile für die Nuten dienenden Halterungen aus mechanisch festem Isoliermaterial, die sich auf beiden Seiten bis in den Bereich der Wickelköpfe erstrecken, befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (4) untereinander durch mechanisch feste, gut biegbare und über die gesamte Länge der Wicklung verlaufende, langgestreckte Befestigungselemente (9) verbunden sind, die auf beiden Seiten der Halterungen im Bereich der Wickelköpfe (8) an denselben festgelegt sind.

2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Halterungen (4) durch Verbindungselemente fest miteinander verbunden sind, und daß die Befestigungselemente (9) an den Verbindungselementen festgelegt sind.

3. Wicklung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente (9) an den Halterungen (4) bzw. Verbindungselementen mit geringfügigem Spiel festgelegt sind.

4. Wicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente (9) als zugfeste Bänder, vorzugsweise als Stahlbänder, ausgebildet sind.

5. Wicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente (9) an den Halterungen (4) oder an den Verbindungselementen über Schnappverbindungen festgelegt sind.