Patentanspruch: Linearmotor für anzeigende und schreibende Meßgeräte
mit einer Anzahl von statorfesten, in Längsrichtung des Stators aufeinander folgenden,
separat umpolbaren Teilspulen, die einen gemeinsamen Statoreisenkern umschließen,
mit einem entlang der Induktionsspulen beweglichen Läufer mit einem senkecht zur
Spulenachse magnetisierten Dauermagneten, wobei die Teilspulen, denen der Dauermagnet
gegenüberliegt, im antreibenden Sinn erregt werden, und andere Teilspulen, die sich
nicht im Wirkbereich des Dauermagneten befinden, auf Gegenerregung geschaltet sind,
und zwar derart, daß eine Kompensation des im antreibenden Sinn erzeugten magnetischen
Flusses bewirkt wird, und wobei ein parallel zum Statoreisenkern verlaufender Eisenrückschluß
vorgesehen ist, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß - der Statoreisenkern (1) und
der Eisenrückschluß (7) an den Enden (9, 11) über Brücken (13) magnetisch leitend
miteinander verbunden sind, - vier Teilspulen (3, 4, 5, 6) vorgesehen sind, wobei
längs des Statoreisenkerns (1) jeweils die erste und die dritte Teilspule (3, 5)
ein Teilspulenpaar und die zweite und die vierte Teilspule (4, 6) das andere Teilspulenpaar
bilden, - die Teilspulen (3, 5 und 4,6) der Teilspulenpaare magnetisch in entgegengesetzter
Richtung erregt werden und - immer jeweils wenigstens die Teilspule, vor der sich
der Dauermagnet (15) befindet, und die im Läufersinn folgende Teilspule zur Erzeugung
eines Magnetfeldes im Laufsinn erregt sind.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Linearmotor für anzeigende und
schreibende Meßgeräte mit einer Anzahl von statorfesten, in Längsrichtung des Stators
aufeinander folgenden, separat umpolbaren Teilspulen, die einen gemeinsamen Statoreisenkern
umschließen, mit einem entlang der Induktionsspulen beweglichen Läufer mit einem
senkrecht zur Spulenachse magnetisierten Dauermagneten, wobei die Teilspulen, denen
der Dauermagnet gegenüberliegt, im antreibenden Sinn erregt werden, und andere Teilspulen,
die sich nicht im Wirkbereich des Dauermagneten befinden, auf Gegenerregung geschaltet
sind, und zwar derart, daß eine Kompensation des im antreibenden Sinn erzeugten
magnetischen Flusses bewirkt wird, und wobei ein parallel zum Statoreisenkern verlaufender
Eisenrückschluß vorgesehen ist.
Ein derartiger Linearmotor ist aus der DE-PS 2542299 bekannt.
Durch die Gegenerregung einzelner Teilspulen wird dabei eine derartige
Spulenfeldkompensation erzielt, daß der Statoreisenkern kaum belastet und nicht
gesättigt wird. Das Eisen muß hauptsächlich nur in bezug auf das Feld des permanenten
Magneten ausgelegt werden.
Bei dem Linearmotor nach der DE-PS 25 42299 sind die Enden des Statoreisens
und des Eisenrückschlusses nicht miteinander verbunden. Dadurch soll zusätzlich
ein
Fluß zwischen dem Statoreisenkern und dem Eisenrückschluß vermieden werden. Dadurch
sinkt aber der Ärbeitspunkt des Läufermagneten, und die Schubkraft des Motors ist
begrenzt.
Aus der DE-OS 19 04905 ist es bekannt, den Statoreisenkern und den
Eisenrückschluß an den Enden über Brücken aus Eisen magnetisch leitend miteinander
zu verbinden. Es wäre an sich denkbar, derartige leitende Brücken auch bei dem Linearmotor
nach der DE-PS 2542299 einzusetzen. Diese Maßnahme würde aber kaum einen Effekt
erzielen, weil der magnetische Fluß im Eisen des Linearmotors nach der DE-PS 2542
299 ohnehin gering ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Linearmotor der eingangs erwähnten
Art derart zu verbessern, daß bei Speisung der Statorspulen aus zwei umpolbaren
Speiseeinheiten das von den Statorspulen im Statoreisenkern erregte Magnetfeld minimal,
das für die Schubkraft maßgebliche, durch den Läufermagneten erregte Magnetfeld
jedoch maximal wird.
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß - der
Statoreisenkern und der Eisenrückschluß an den Enden über Brücken magnetisch leitend
miteinander verbunden sind, - vier Teilspulen vorgesehen sind, wobei längs des Statoreisenkerns
jeweils die erste und die dritte Teilspule ein Teilspulenpaar und die zweite und
die vierte Teilspule das andere Teilspulenpaar bilden, - die Teilspulen der Teilspulenpaare
magnetisch in entgegengesetzter Richtung erregt werden und - immer jeweils wenigstens
die Teilspule, vor der sich der Dauermagnet befindet, und die im Laufsinn folgende
Teilspule zur Erzeugung eines Magnetfeldes im Laufsinn erregt sind.
Da durch die Gegenerregung im Statoreisenkern ohnehin nahezu kein
Fluß fließt, ist es nun, ohne schädliche Folgen und ohne Sättigungen befürchten
zu müssen, möglich, die Enden von Statoreisenkern und Eisenrückschluß zu verbinden.
Der Permanentmagnetkreis enthält dann einen Luftspalt weniger und wird damit günstiger,
d. h. der Arbeitspunkt steigt an.
Darüber hinaus ergibt sich der wesentliche, den Linearmotor vereinfachende
Vorteil, daß für die Speisung der gesamten Wicklung nur zwei Leistungsendstufen
notwendig sind.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert Auf einem Statoreisenkern 1 sind aneinandergereiht mehrere Teilspulen
3,4,5 und 6 angeordnet Parallel zu dem Statoreisenkern 1 erstreckt sich ein Eisenrückschluß
7. Die axialen Enden 9 des Statoreisenkerns 1 und die axialen Enden 11 des Eisenrückschlusses
7 sind über Brücken 13 aus Eisen miteinander verbunden. Zwischen dem Statoreisenkern
1 und dem Eisenrückschluß 7 ist als Motorläufer ein Dauermagnet 15 in Motorlängsrichtung
verschiebbar angeordnet Der Dauermagnet 15 ist senkrecht zur Motorlängsrichtung
magnetisiert und führt an einem schematisch angeordneten Arm 17 einen Schreib- oder
Lesekopf.
Die Teilspulen 3 und 5 sowie 4 und 6 sind paarweise erregbar über
Leitungen 19/20 bzw. 21/22. Die Teilspulen 3 und 5 bzw. 4 und 6 sind dabei immer
gegeneinander geschaltet, so daß sich die von ihnen im Statoreisenkern 1 gebildeten
Flüsse kompensieren.