DE2920477C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine vorgefertigte dreiphasige Wechselstromwicklung für einen Linearmotor gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 (DE-AS 27 21 905).

Linearmotoren sind für elektrische Antriebe unterschiedlicher Art seit langem bekannt. Es gibt dabei sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstrom-Synchron- und Asynchronmotoren. Beim Linear­ motor sind sowohl Stator (Induktor mit Wicklung) als auch der Läuferteil im Gegensatz zum konventionellen Motor nicht kreis­ förmig, sondern geradlinig angeordnet. Die elektrische Energie wird dabei so in mechanische Energie umgesetzt, daß sie un­ mittelbar für eine Translationsbewegung nutzbar wird. Der Linearmotor kann prinzipiell eine in Nuten des Induktors an­ geordnete Erregerwicklung haben, die bei Wechselstrom drei­ phasig ausgebildet ist. Der Läuferteil besteht dann entweder aus einer Schiene aus elektrisch gut leitendem Material, wie Kupfer oder Aluminium (Asynchronmotor) oder aus permanentmagne­ tischem 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, Kräne, 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 In­ duktors in üblicher Weise angeordnet werden. Je länger der Induktor ist, desto aufwendiger wird die Arbeit zur Anbringung der einzelnen Wicklungsstränge. Darüber hinaus ist für diese Arbeit bisher stets ein Fachmann erforderlich.

Bei der bekannten Wicklung nach der gattungsbildenden DE-AS 27 21 905 wird der Zusammenhalt der drei als elek­ trische Kabel ausgebildeten Wicklungsstränge beispielsweise durch Formstücke hergestellt, durch welche die Wickelköpfe der Kabel hindurchgeführt sind. Bei dieser Wicklung können an den Kabeln auch Teile angeformt sein, die nach dem Ein­ legen der Wicklung in die Nuten des Induktors als Auskleidung und Verschlußelemente für die Nuten dienen. Durch die Vorferti­ gung der Wicklung zu einem zusammenhängenden, einteiligen Gebilde ergibt sich bei der Montage eine wesentliche Erleichte­ rung. Der Aufwand für die Vorfertigung und Montage der Wicklung ist jedoch infolge der Vielzahl der Formstücke und das nachträgliche Anformen der Nutverschlußelemente und der Nutauskleidung an die Wicklung immer noch erheb­ lich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wicklung für einen Linearmotor der gattungsgemäßen Art anzugeben, deren Vorfertigung und Montage weiter vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unter­ ansprüchen hervor.

Diese Wicklung kommt für ihre Festlegung in den Nuten des Induktors vollständig ohne gesonderte Befestigungselemente aus. Die als Befestigungselemente dienenden Stege sind Teil des Mantels der Kabel und somit von vornherein an den Kabeln angeformt. Sie werden zusammen mit dem Mantel herge­ stellt. Eine mit derartig profilierten Wicklungssträngen vor­ gefertigte Wicklung läßt sich mit einem einfachen Handgriff in die Nuten eines Induktors eindrücken. Hierbei werden die Stege durch die engeren Nutenöffnungen verformt, so daß sie sich dann, wenn der jeweilige Wicklungsstrang seine vorgegebene Position erreicht hat, elastisch federnd in die entsprechenden Ausnehmungen der Nuten legen.

Die Stege verlaufen vorzugsweise über die gesamte Länge der Kabel. Es ist möglich, zur besseren Biegbarkeit der Kabel im Bereich der Wickelköpfe, die Stege aufzutrennen bzw. ganz abzuschneiden. Als elektrische Kabel können beliebige Aus­ führungen verwendet werden, wobei der Ausdruck "Kabel" stell­ vertretend auch für Leitungen gelten soll.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf eine vorgefertigte Wicklung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Wicklung nach der Erfindung,

Fig. 3 ausschnittsweise eine Seitenansicht der Wicklung in vergrößerter Darstellung, wobei nur ein einziger Wicklungs­ strang erfaßt und im Querschnitt wiedergegeben ist.

Mit 1, 2 und 3 sind die drei Wicklungsstränge einer vorge­ fertigten Wicklung für einen Linearmotor bezeichnet, die durch Befestigungselemente zu einer einteiligen zusammenhängenden Wicklung untereinander verbunden sind. Diese Befestigungs­ elemente gehen in einer beispielsweisen Ausführungsform aus den Fig. 2 und 3 hervor. Die Wicklungsstränge 1, 2 und 3 sind durch elek­ trische Kabel gebildet, wobei die Leiter aus einem Draht oder aus mehreren Drähten bestehen können. Es ist auch möglich, in einem solchen Kabel mehrere gegeneinander isolierte Leiter unterzubringen.

Jeder Wicklungsstrang 1, 2 oder 3 bzw. das entsprechende Kabel weist einen Mantel 4 aus Isoliermaterial auf, der aus Fig. 3 zu ersehen ist. Der Mantel 4 hat eine äußere Profilierung, die der Form der Nuten in dem nur schematisch angedeuteten Induktor 10 eines Linearmotors in etwa entspricht. Seitwärts an dem Mantel 4 sind Stege 5 und 6 angebracht, die so ausgebildet sind, daß sie elastisch federn können, und die sich im montierten Zustand der Wicklung in zu­ gehörige Ausnehmungen der Nuten einlegen und dadurch den je­ weiligen Wicklungsstrang 1, 2 oder 3 in der zugehörigen Nut festlegen.

Die Leiter eines Wicklungsstranges 1, 2 oder 3 können beliebigen Quer­ schnitt haben, so daß sie entsprechend der Darstellung in Fig. 3 beispielsweise auch rechteckig ausgebildet sein können. Es ist jedoch auch möglich, eine größere Anzahl von runden Leitern an­ zubringen. Als Material für den Mantel 4 eignet sich ein ent­ sprechend eingestelltes Polyvinylchlorid. Es ist jedoch auch möglich, hierfür Polyäthylen, Polyurethan oder Polypropylen zu verwenden, und der Mantel kann selbstverständlich auch aus Gummi bestehen. Durch den Mantel 4 und die federnd einrasten­ den Stege 5 und 6 erübrigt sich eine Auskleidung der Nuten und es sind auch keine besonderen Befestigungselemente mehr er­ forderlich.

Der Zusammenhalt der Wicklungsstränge 1, 2 und 3 wird entsprechend der Darstellung in Fig. 2 durch Haltebänder 7 und 8 hergestellt, die mit Ausneh­ mungen 9 versehen sind, in welche die Wicklungsstränge 1, 2 und 3 im Wege der Vorfertigung eingelegt werden. Die Ausnehmungen der Halte­ bänder 7 und 8 haben etwa die Form der Nuten des Induktors 10, in welche eine solche Wicklung eingelegt werden soll, so daß sich die Stege 5 und 6 auch in den Haltebändern 7 und 8 in ent­ sprechende Vertiefungen 11 und 12 legen können. Zweckmäßig werden die Abmessungen der Ausnehmungen 9 etwas kleiner gewählt als die lichten Abmessungen der Nuten, damit die Wicklungs­ stränge 1, 2 und 3 in den Ausnehmungen 9 so festgehalten werden, daß sie von den scharfen Kanten des Induktors 10 nicht verletzt werden können.

Die Haltebänder 7 und 8 bestehen vorzugsweise aus einem ge­ eigneten Kunststoff, bei dem es sich um Polyvinylchlorid oder Polyäthylen handeln kann. Sie müssen eine ausreichende mecha­ nische Festigkeit aufweisen und sollen andererseits die Biegbarkeit der kompletten Wicklung nicht beeinträchtigen, sondern die Wicklung soll insgesamt noch auf eine Spule auf­ wickelbar sind. Wenn das Material der Haltebänder 7 und 8 selbst nicht ausreichend zugfest ist, können dieselben mit Beilauffäden 13 und 14 versehen sein, welche zugfest sind und so auch den Haltebändern 7 und 8 die erforderliche Festigkeit geben.

Eine entsprechend der Darstellung in Fig. 2 aufgebaute, vorge­ fertigte Wicklung stellt ein einteiliges, zusammenhängendes Gebilde dar, das durch die beiden Haltebänder 7 und 8 nicht nur zusammengehalten wird, sondern bei dem auch der Abstand der Wicklungsstränge 1, 2 und 3 zueinander in dem Bereich, wo sie parallel zueinander verlaufen, so festgelegt ist, daß die Wicklung ohne Probleme in die zugehörigen Nuten eines Induktors 10 eingelegt werden kann. Hierbei wird jeder Wicklungsstrang 1, 2 oder 3 so weit in eine Nut eingedrückt, bis die Stege 5 und 6 die schmalere Nutöff­ nung passiert haben, so daß sie sich anschließend in ent­ sprechende Ausnehmungen der Nut legen und die Wicklung dadurch in der Nut festhalten können.

Zur weiteren Verbesserung der Stabilität und des Zusammen­ halts der vorgefertigten Wicklung ist es möglich, die einzelnen Kabel bei ihrem Einlegen in die Ausnehmungen 9 der Haltebänder 7 und 8 fest mit diesen zu verbinden. Hier­ für kann eine Verklebung vorgesehen werden. Es ist jedoch auch möglich, Haltebänder 7 und 8 und zugehörige Kabel durch Ultraschall miteinander zu verschweißen.

Claims (3)

1. Vorgefertigte dreiphasige Wechselstromwicklung für einen Linearmotor, der einen Läuferteil und einen langgestreckten, aus einem mit Nuten versehenen Induktor und in den Nuten liegen­ den Wicklungssträngen bestehenden Stator aufweist, bei welcher die aus drei getrennten Wicklungssträngen aufge­ baute Wicklung durch im Bereich der Wickelköpfe angeordnete Halterungsglieder zu einem zusammen­ hängenden Gebilde zusammengefaßt ist, bei welcher die Wicklungsstränge als elektrische Kabel mit einem äußeren Mantel aus Isoliermaterial ausgebildet sind und bei welcher an den Wicklungssträngen Befestigungselemente angeformt sind, die bei montierter Wicklung in Ausnehmungen der Nuten eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (4) der Wicklungsstränge (1, 2, 3) darstellenden Kabel ent­ sprechend der Form der Nuten profiliert und mit seitwärts abstehenden, elastisch verbiegbaren Stegen (5, 6) als Befestigungselemente versehen ist, die zum federnden Einrasten in den Ausnehmungen der Nuten bestimmt sind, und daß die Halterungsglieder Haltebänder (7, 8) sind, die sich über die gesamte Wicklungs­ länge erstrecken und Ausnehmungen (9) aufweisen, in denen die Wicklungsstränge mittels der Stege (5, 6) federnd ein­ rastend gehalten sind.

2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (5, 6) sich über die gesamte Länge der Kabel erstrecken.

3. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichten Abmessungen der Ausnehmungen (9) in den Halte­ bändern (7, 8) geringfügig kleiner als die lichten Ab­ messungen der Nuten sind.