DE2920478C2 - Vorgefertigte dreiphasige Wechselstromwicklung für einen Linearmotor - Google Patents

Description

— daß die Befestigungselemente als Federbeine (13) ausgebildet sind, die entlang von Mantellinien auf zwei einander gegenüber liegenden Seiten der gleichzeitig als Auskleidung und Verschlußelemente für die Nuten (2) dienenden Rohrstücke (7) angebracht und rechtwinklig zu diesen Mantellinien elastisch biegbar sind,

— daß die Rohrstücke (7) aus zwei in axialer Richtung getrennten, durch einrastende Nasen (11) miteinander verriegelbaren Teilen (10, 12) bestehen und

— daß die Rohrstücke (7) durch zugfeste, biegbare Bänder (8,9) miteinander verbunden sind.

2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei R mrstücke (7) zu einer Einheit zusammengefaßt sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine vorgefertigte dreiphasige Wechselstromwicklung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Wicklung geht aus der DE-AS 27 21 905 hervor.

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 Stator als auch Läuferteil 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 Induktors 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, 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 Induktors in üblicher Weise angeordnet werden. Je langer 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 vorgefertigten Wicklung nach der eingangs erwähnten DE-AS 27 21 905 wird der Zusammenhalt der drei elektrischen Kabel beispielsweise durcL Formstücke hergestellt, durch welche die Wickelköpfe der Kabel hindurchgeführt sind. Bei dieser Wicklung können an den Kabeln auch Teile angebracht sein, die nach dem Einlegen der Wicklung in die Nuten des Induktors als Auskleidung und als Verschlußelemente für die Nufen dienen. Durch die Vorfertigung der Wicklung zu einem zusammenhängenden, einteiligen Gebilde ergibt sich bei der Montage eine wesentliche Erleichterung. Der Aufwand für die Festlegung der einzelnen Wicklungsstränge in den Nuten des Induktors ist jedoch immer noch erheblich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wicklung für einen Linearmotor anzugeben, die im Wege der Vorfertigung so gestaltet ist, daß nicht nur das Einlegen in die Nuten des Induktors, sondern auch das Festlegen der Wicklung in den Nuten mit einem einfachen Handgriff möglich ist.

Diese Aufgabe wir<V entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst
Durch die mit den elastischen Federbeinen ausgerüsteten, die einzelnen Wicklungsstränge wenigstens im Bereich der Nuten vollständig umgebenden Rohrstücke ist die Wicklung für einen Linearmotor komplett so vorgefertigt, daß jeder Strang dieser Wicklung mit einem einfachen Handgriff in eine Nut eingebracht werden kann. Bei diesem Vorgang werden die Federbeine der Rohrstücke durch die etwas engere Nut verformt Sie schnappen dann, wenn der Wicklungsstrang seine gewünschte Position erreicht hat, elastisch in die entsprechenden Ausnehmungen der Nut ei*··. Auf diese Weise ist der jeweilige Wicklungsstrang nicht nur fest in der Nut gehalten, sondern es ist auch eine meist erforderliche Nutauskleidung bei diesem Arbeitsgang mit angebracht. Wenn die Wicklung beispielsweise für Reparaturzwecke wieder vom Induktor entfernt werden soll, dann können die Wicklungsstränge durch Verbiegen der Federbeine von außen ebenso leicht wieder aus den Nuten entfernt werden.

Begünstigt wird die einfache Handhabung der Wicklung durch die axiale Trennung der Rohrstücke. Die Kabel können dadurch besonders einfach in die Rohrstücke eingebracht werden, wobei die Teile derselben nach dem Einlegen der Kabel durch einrastende Nasen miteinander verriegelbar sind. Durch die die Rohrstücke miteinander verbindenden Bänder ist sichergestellt, daß die Rohrstücke mit den Kabeln einen unverrückbaren maximalen Abstand voneinander haben, der dem Abstand der Nuten im Induktor entspricht. Dadurch wird das Einlegen der Wicklung in die Nuten weiter vereinfacht.

Die Verwendung von Federbeinen bzw. federnden Haken zum einrastenden Verbinden von Bauteilen ist an sich bekannt. Die Zeitschrift »Verbindungstechnik«, Heft 7/8, Juli/August 1977,9. Jahrgang zeigt das auf Seite 32 am Beispiel einer Abdeckkappe für ein Elektrogerät.

Die Zeitschrift »Konstruktion« 29 (1977), Heft 10, zeigt auf Seite 389, daß rotationssymmetrische und andere geschlossene Verbindungen durch federnde Haken

hergestellt werden können.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 29 13 697 ist eine vorgefertigte Wicklung für Linearmotoren zu entnehmen, bei der Halterungen der Wicklungsstränge durch über die gesamte Länge der Wicklung verlaufende Befestigungselemente verbunden sind.

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

F i g. 1 in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt eines Stators für einen Linearmotor, bei welchem Induktor und Wicklung getrennt sind,

F i g. 2 ebenfalls perspektivisch die Teile der Rohrstücke in getrenntem Zustand,

F i g. 3 in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt durch eine Nut des Induktors mit darin befindlichem Wicklungsstrang.

Mit 1 ist der Induktor eines Linearmotors bezeichnet, der auf seiner einen Seite mit Nuten 2 zur Aufnahme der Wicklung des Motors versehen ist und auf seiner anderen Seite Vertiefungen 3 aufweist, die zur Befestigung des Induktors an einem nicht dargestellten Träger dienen.

Die Wicklung, weiche in F i g. 1 unterhalb des Induktors 1 dargestellt ist, besteht aus drei unterschiedlich gekennzeichneten, voneinander getrennten elektrischen Kabeln 4, 5 und 6. Diese Kabel sind so gebogen und untereinander zusammengefaßt, daß sie eine einteilige, zusammenhängende Wicklung ergeben, die direkt in die Nuten 2 des Induktors eingelegt werden kann. Hierzu sind die einzelnen Wicklungsstränge der Kabel 4,5 und 6 in Rohrstücke 7 aus einem mechanisch festen Isoliermaterial eingebettet, die die Kabel in den Bereichen umgeben, welche später in den Nuten des Induktors liegen. Der Aufbau dieser Rohrstücke 7 geht genauer aus den F i g. 2 und 3 hervor. Es ist möglich, zwei oder auch mehr Rohrstücke zu einer Einheit zusammenzufassen, wodurch die vorgefertigte Wicklung insgesamt stabilisiert werden kann. Weiterhin sind die Rohrstücke 7 an beiden Seiten durch zugfeste, biegbare Bänder 8 und 9, bei welchrn es sich beispielsweise um Stahlbänder handeln kann, miteinander verbunden. Die durch die Bänder verbundenen Rohrstücke ergeben so den Aufbau einer Kette, wobei die Rohrstücke die einzelnen Kettenglieder darstellen.

Für die elektrischen Kabel 4, 5 und 6 können beispielsweise Mittelspannungs- oder Nkderspannungskabel verwendet werden, die ein aus Kupfer- oder Aluminiumdrähten aufgebautes Leiterseil haben. Über dem Leiterseil kann eine Leiterglättung und darüber eine geeignete Isolierung aus -värmebeständigem Material liegen. Gegebenenfalls kann über dieser Isolierung noch eine weitere leitende Schicht und ein Mantel aus Isoliermaterial angebracht sein.

Bei der Herstellung der vorgefertigten Wicklung wird beispielsweise so vorgegangen, daß die Kabel 4,5 und 6 in der entsprechenden Reihenfolge in die Gehäuseteile (Teil 10) der Rohrstücke 7 eingelegt werden. Danach werden die Rohrstücke durch Aufbringen der Verschlußteile (Teil 12) verschlossen, wobei diese Verschlußteile beispielsweise durch einrastende Nasen 11 mit den Gehäuseteilen fest verbunden werden. Bei der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform sollen jeweils zwei Rohrstücke 7 zu einer Einheit zusammengefaßt werden, so daß in diesem Fall ein einziges Gehäuseteil 10 genügt, um zwei Rohrstücke zu schließen, wenn die beiden v'erschluBteile 12 auf das darunter liegende Gehäuseteil 10 Tifgesteckt werden. Die Verschlußtcilc 12 der Rnhrstiicke 7 sine! mil Federbeinen 13 versehen, die rechtwinklig zur Achse bzw. zu einer Mantellinie der Rohrstücke elastisch verformbar sind. Diese Federbeine 13 weisen auswärts gerichtete Zungen 14 auf, die zur einrastenden Verankerung in den Nuten 2 des Induktors 1 dienen. Die aus den Gehäuseteilen 10 und den Verschlußteilen 12 bestehenden Rohrstücke 7 umgeben die Wicklungsstränge somit in dem Bereich, welcher bei montierter Wicklung in den Nuten 2 liegt, vollständig und stellen auf diese Weise gleichzeitig eine ίο Auskleidung und ein Verschlußelement für die Nuten dar. Zur Abstützung der aus den Rohrstücken bzw. Nuten herausragenden Wickelköpfe der Kabel können die Verschlußteiie 12 mit über die Rohrstücke hinausragenden Erweiterungen 17 versehen sein.
Wenn ein Wicklungsstrang mit Rohrstück 7 in eine Nut 2 eingebracht ist, dann hat er eine Lage, wie sie in vergrößertem Maßstab aus Fig. 3 hervorgeht. Beim Einbringen des Rohrstücks in die Nut 2 in Richtung des Pfeiles 15 werden die Zungen 14 der Federbeine 13 so weit zusammengedrückt, daß sie durrh die schmaleren Nutöffnungen hindurchgelangen koinen. In der in F i g. 3 dargestellten Position federn die Federbeine 13 nach außen, so daß die Zungen 14 sich in die Ausnehmungen 16 der Nuten 2 legen und dadurch das Rohrstück 7 mit darin befindlichem Wicklungsstrang fest in der Nut 2 halten.

Für das leichte Eindrücken der Rohrstücke in die Nuten und aus Symmetriegründen ist es zweckmäßig, die Federbeine 13 auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Rohrstücke anzubringen, so wie es in den F i g. 2 und 3 dargestellt ist. Die Form der Nuten 2 ist in der zeichnerischen Darstellung so gewählt, daß sich beim Stanzvorgang der einzelnen Bleche, aus welchen der Induktor 1 aufgebaut ist, kein Abfall ergibt, da die Stege zwischen jeweils zwei Nuten 2 genau den lichten Abmessungen der Nuten entsprechen, so daß beim Stanzen spiegelverkehrt gleichzeitig zwei Bleche hergestellt werden können.

Wenn die Wicklung für Reparaturzwecke wieder aus dem induktor 1 entfernt werden soll, dann reicht es aus, wenr> die Federbeine 13 so weit nach innen gedruckt werden, bis die Zungen 14 durch die Nutöffnungen hindurchpassen. Durch die Erfindung ist somit eine Möglichkeit gegeben, eine komplett vorgefertigte Wicklung für einen Linearmotor nicht nur besonders einfach in den Nuten eines Induktors zu befestigen, sondern die Wicklung kann ebenso einfach wieder aus diesen Nuten entfernt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorgefertigte dreiphasige Wechselstromwicklung für einen Linearmotor, der einen Läuferteil und einen langgestreckten, aus einem mit Nuten versehenen Induktor und drei in den mit Ausnehmungen für Ve-rschlußelemente ausgerüsteten Nuten liegenden Wicklungssträngen bestehenden Stator aufweist, bei welchem die Wicklungsstränge aus elektrischen Kabeln bestehen, die zu einer zusammenhängenden Wicklung miteinander verbunden sind und die in den für die Nuten bestimmten Bereichen von als Auskleidung für die Nuten dienenden Rohrstükken aus Isoliermaterial umgeben sind, an denen zum Einrasten in den Ausnehmungen der Nuten bestimmte Befestigungselemente angebracht sind, dadurch gekennzeichnet,