DE3807132C2 - - Google Patents
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- DE3807132C2 DE3807132C2 DE3807132A DE3807132A DE3807132C2 DE 3807132 C2 DE3807132 C2 DE 3807132C2 DE 3807132 A DE3807132 A DE 3807132A DE 3807132 A DE3807132 A DE 3807132A DE 3807132 C2 DE3807132 C2 DE 3807132C2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
- H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für einen
Vorhang mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Generell ist ein Linearmotor als ein linearer Antriebs
motor bekannt; er wird praktisch bei einem Roboter, einem
X-Y-Drucker und einer Antriebsvorrichtung eines Vorhangs
in einem kleinen Bereich sowie bei der Eisenbahn und dgl.
in einem größeren Bereich angewandt.
Ein Fenster eines Kombiwagens, wie er in Fig. 6 angedeutet
ist, ist mit einem Vorhang ausgestattet, der dabei üblicher
weise klein ist und dessen Vorhangschiene
häufig bogenförmig ausgebildet ist.
Bisher ist eine Antriebsvorrichtung eines derartigen
Vorhangs, der am Fenster eines Automobils angebracht ist,
beispielsweise in der JP-GM-OS 98 489/1985 ange
geben worden. Die in dieser Schrift angegebene Antriebsvorrich
tung der eingangs genannten Art verwendet einen Linearmotor, der ein Gehäuse umfaßt,
welches eine Vorhangschiene bildet, die im Querschnitt
entsprechend einem umgedrehten U-Buchstaben geformt ist.
Ferner ist ein magnetischer Polteil in Form einer Füh
rungsschiene innerhalb des Gehäuses in gegenüberliegender
Beziehung zu dem betreffenden Gehäuse in dessen Längsrich
tung vorgesehen, um einen gleichmäßigen Magnetfluß in
einem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem betreffenden Teil
zu erzeugen. Schließlich ist eine bewegbare Spule vorge
sehen, die durch den magnetischen Polteil in Form der Füh
rungsschiene so geführt werden kann, daß sie in dem Spalt
rechtwinklig zu dem Magnetfluß bewegbar ist.
Die vorstehend erwähnte konventionelle Vorrichtung nutzt
die Kraft aus, welche dann erzeugt wird, wenn ein Strom
durch die bewegbare Spule fließt, die in dem magnetischen
Fluß untergebracht ist. Die betreffende Vorrichtung weist
den Vorteil auf, daß die bewegbare Spule relativ dünn aus
gebildet werden kann. Dennoch weist die betreffende Vor
richtung folgende Mängel auf.
Zunächst einmal wirkt die elektromagnetische Kraft ledig
lich auf einen vertikalen Bereich der bewegbaren Spule,
nicht jedoch auf einen anderen Spulenbereich. Demgemäß ist
der meiste Teil der Spule nicht nutzbar; zur Erzielung der
erwünschten elektromagnetischen Kraft für den Antrieb muß
daher die bewegbare Spule entsprechend größer ausgebildet
werden. Demgemäß wird die gesamte Struktur der Vorrichtung
größer, womit die betreffende Vorrichtung nicht geeignet
ist für den Vorhang des Automobils, der bzw. das eine
relativ kleine Antriebsvorrichtung für den betreffenden
Vorhang benötigt, wie dies oben erwähnt worden ist.
Zum zweiten kann die bewegbare Spule der Vorhangschiene
längs des gekrümmten Bereiches nicht folgen, wenn viele
gekrümmte bzw. bogenförmige Bereiche im Installationsraum
des Vorhangs innerhalb des Automobils vorhanden sind, da
die Länge der bewegbaren Spule in deren Längsrichtung auf
grund der großen Spulengröße groß ist. Da die Vorhang
schiene aufgeteilt werden muß, um lediglich in einem gera
den Bereich angeordnet zu werden, oder nur begrenzt
in einem gekrümmten Bereich angeordnet
werden kann, sind demgemäß die Auslegung der Installation der
Vorhangschiene und die Auslegung des Vorhangs extrem ein
geschränkt.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine
Antriebsvorrichtung für einen Vorhang zu schaffen,
die einen hohen Wirkungsgrad aufweist, deshalb im Ganzen und insbesondere in ihrem
bewegbaren Teil sehr klein ausgebildet werden kann und
so eine stärkere Krümmung der installierten
Vorhangschine ermöglicht.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe gemäß der
Erfindung durch, die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
Anhand von Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
nachstehend näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht einer Vorhang-Antriebs
vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
wobei eine Vorhangschiene im Schnitt dargestellt ist.
Fig. 2 zeigt im Schnitt eine Vorderansicht der Vorrichtung
gemäß Fig. 1 längs der dort eingetragenen Linie A-A.
Fig. 3 zeigt in einer linken Seitenansicht einen beweg
baren Teil in der Antriebsvorrichtung.
Fig. 4 zeigt in einer rechten Seitenansicht einen beweg
baren Teil in der Antriebsvorrichtung.
Fig. 5 veranschaulicht in einem Entwicklungsdiagramm das
Prinzip der Arbeitsweise der Antriebsvorrichtung.
Fig. 6 zeigt in einer Draufsicht einen Kombiwagen, an
dem die Antriebsvorrichtung angebracht ist.
Nunmehr wird die Struktur bzw. der Aufbau einer
Vorhang-Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Er
findung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher er
läutert.
Wie beispielsweise in Fig. 6 veranschaulicht, sind Vorhang
schienen 2 an einem hinteren Teil sowie an den rechten und
linken Seiten eines Kombiwagens W angebracht. Die hintere
Vorhangschiene 2 ist leicht gekrümmt, und die Seiten-Vor
hangschienen 2 sind in ihrem vorderen Bereich aufgrund des
Vorhandenseins von mittleren Schiebetüren Dm schwach ge
krümmt, und außerdem sind sie in ihrer Mitte zur Innenseite
hin halbkreisförmig gebogen, und zwar aufgrund der In
stallation eines Kanals für eine Klimaanlage. Demgemäß be
steht die Vorhangschiene 2 aus einer Kombination eines ge
radlinigen bzw. geraden Teiles und eines gekrümmten Teiles,
während die Antriebsvorrichtung 1 des Vorhangs für die
Vorhangschiene 2 geeignet ist, die einen derart gekrümmten
Bereich aufweist.
Die Vorhangschiene 2 ist so ausgebildet, daß sie einen
weitgehend rechteckförmigen Querschnitt aufweist, wie dies
aus Fig. 2 ersichtlich ist. Eine nutförmige Laufschiene 15
ist dabei in einer unteren Seite 2 a der Vorhangschiene 2
in deren Längsrichtung gebildet; ein Läufer 16, an dem ein
Vorhang K hängt, ist in der Laufschiene 15
untergebracht. An der Innenfläche einer Seite 2 b der Vor
hangschiene 2 ist in deren Längsrichtung ein Joch 3 ange
bracht; ein Gummi-Magnet 20, der beispielsweise aus einem
Ferrit-Kunstgummi besteht, weist Magnetpole auf, die ab
wechselnd magnetisiert sind, so daß ihre benachbarten Pole
voneinander verschieden sind. Dieser Gummi-Magnet ist dem
Joch 3 derart überlagert, daß eine Magnetgruppe 4 gebildet
ist, die unterschiedliche Magnetpole aufweist, welche
einander abwechselnd in der Längsrichtung der Vorhang
schiene 2 angeordnet sind. Demgemäß bilden das Joch 3 und
die Vorhangschiene 2 einen Feldteil 5. Ein Paar von vor
stehenden Führungsschienen 30 ist zusammenhängend in be
stimmten mittleren Bereichen der Innenfläche einer oberen
Seite 2 d und der unteren Seite 2 a der Führungsschiene 2
in deren Längsrichtung gebildet. Insgesamt sind vier Rollen
31, die in oberen und unteren Seiten der vor
deren und hinteren Bereiche eines bewegbaren Teiles 8 vor
gesehen sind, auf den Führungsschienen 30 verschiebbar
vorgesehen.
Der bewegbare Teil 8 wird nunmehr unter Bezugnahme
auf Fig. 3 und 4 erläutert. Der betreffende bewegbare Teil 8
weist ein rechteckförmiges Kern-Grundteil 60 mit einer be
stimmten Dicke auf, welches parallel gegenüber dem Gummi-
Magnet 20 angeordnet ist. Das Kern-Grundteil 60 ist auf
der dem Gummi-Magneten 20 gegenüberliegenden Seite mit
vier Kernen 6 a, 6 b, 6 c und 6 d versehen, die zu den Gummi-
Magneten 20 hinweisen und die rechtwinklig zu dem Kern-Grund
teil 60 verlaufen, dabei aber zusammenhängend in gleichen
Intervallen in Längsrichtung gebildet sind. Der Abstand
zwischen den Mitten der abwechselnd angeordneten Kerne ist
gleich einer halben Polteilung des Gummi-Magneten
20 magnetisiert sind. Zwischen den Kernen 6 a-6 d
und dem Gummi-Magnet 20 ist ein kleiner Zwischenraum ge
bildet. Demgemäß ist der magnetische Weg durch den Gummi-
Magnet, den Kern, das Kern-Grundteil, den Kern und den
Gummi-Magneten gebildet, wie dies in Fig. 1 durch die
gestrichelte Linie L angedeutet ist. Ferner sind die
Kerne 6 a, 6 b, 6 c und 6 d in Spulen 7 a, 7 b, 7 c bzw. 7 d
untergebracht, die zuvor im gewickelten Zustand
bereitgestellt worden sind. Die Spulen
für die Kerne 6 a und 6 c sind miteinander in Reihe geschaltet,
und die Spulen für die Kerne 6 b und 6 d sind miteinander in
Reihe geschaltet.
In den vorderen und hinteren Bereichen der oberen und
unteren Seiten des Kern-Grundteiles 60 sind in vertikaler
Richtung verlaufende Lager 32 vorgesehen. Jede der vorge
sehenen Wellen 33 enthält Stopper 33 a, die
im mittleren Bereich der betreffenden Wellen zusammen
hängend gebildet sind. Die
Wellen sind jeweils in Lager 32 eingesetzt. Jedes Ende
der Wellen 33 ist in jeweils
eine drehbare Rolle 31 eingesetzt. Demgemäß sind die
Wellen 33 rechtwinklig zu der Anziehungsrichtung der
Magnet-Gruppe angeordnet, und die Rollen 31 können auf
den Führungsschienen 30 verschoben werden.
An einem unteren Ende des Kern-Grundteiles 60 ist ein
horizontaler Tragrahmen 17 mit diesem zusammenhängend
ausgebildet. Ein Ende des Vorhangs K, dessen anderes Ende
an einem Ende der Vorhangschiene 2 angebracht ist, ist
an dem Tragarm 17 derart angebracht, daß der betreffende
Vorhang K durch die Bewegung des bewegbaren Teiles 8 ge
öffnet bzw. geschlossen werden kann.
Die andere Seite des Kern-Grundteiles 60 ist mit einer
Ausnehmung 34 versehen, und ein Bürstenhalter 40 ist in
der Ausnehmung 34 untergebracht. Bürsten 41 a, 41 b, 41 c
und 41 d, wie sie in Fig. 4 veranschaulicht sind, sind an
dem Bürstenhalter 40 angebracht. Kommutatorplatten 42 x
und 42 y mit dem aus Fig. 5 ersichtlichen Muster sind an
der anderen Seite 2 c der Vorhangschiene 2 angebracht, und
zwar gegenüber den Bürsten 41 a bis 41 d, die mit den
Kommutatorplatten 42 x und 42 y in Kontakt gelangen.
Dadurch ist ein Kommutator 9 gebildet.
Wenn die Kommutatorplatten 42 x und 42 y mit Minus- bzw.
Plus-Gleichspannungsquellen verbunden sind, fließt ein
Strom durch die Kommutatorplatte, die Bürste, die Spule,
die Bürste und die Kommutatorplatte von der betreffenden
Spannungsquelle her, wodurch die Spulen 7 a bis 7 d erregt
werden. Dadurch werden bestimmte Magnetpole in den
Kernen 6 a bis 6 d hervorgerufen. Die Pole der Kerne 6 a
bis 6 d werden durch den Kommutator 9 in Übereinstimmung
mit der Position umgeschaltet, in der sich der bewegbare
Teil befindet.
Nunmehr wird die prinzipielle Arbeitsweise der Antriebs
vorrichtung 1 mit Linearmutter 10 beschrieben. Die Spulen 7 a und 7 c
sind miteinander in Reihe geschaltet; beide Enden der in
Reihe geschalteten Spulen sind mit den Bürsten 41 a bzw. 41 c
verbunden. Die Spulen 7 b und 7 d sind ebenfalls miteinander
in Reihe geschaltet; beide Enden der so in Reihe geschal
teten Spulen sind mit den Bürsten 41 b bzw. 41 d verbunden.
Demgemäß werden Magnetpole, wie in Fig. 5 angedeutet, in
jeder der Positionen 8 a, 8 b und 8 c des bewegbaren Teiles 8
erzeugt, wie dies in Fig. 5 durch Strichpunktlinien ange
deutet ist. Dadurch wird der bewegbare Teil 8 stets zu den
Magnetpolen der Magnetgruppe 4 angezogen, um in der durch
einen Pfeil angedeuteten Richtung bewegt zu werden. Wenn
die Polarität der Kommutatorplatten 42 x und 42 y umgekehrt
wird, wird im übrigen der bewegbare Teil 8 in die entgegen
gesetzte Richtung bewegt.
Wie oben beschrieben tritt bei der erfindungsgemäßen An
triebsvorrichtung 1 für den Vorhang der durch die Spulen 7 a
bis 7 d erzeugte gesamte magnetische Fluß durch die Kerne 6 a
bis 6 d hindurch, und die magnetischen Pole werden an den
Enden der Kerne 6 a bis 6 d gebildet. Demgemäß ist ein nutz
loser Teil der Spule eliminiert, und der bewegbare Teil 8
besitzt sogar dann genügend Antriebskraft, wenn der be
treffende Teil klein ist. Die Breite des bewegbaren Tei
les 8 in Längsrichtung beträgt etwa 3 cm; sie kann auf etwa
die Hälfte des Wertes im Vergleich zu einer konventionellen
bewegbaren Spulenanordnung reduziert werden. Die Höhe der
betreffenden Anordnung kann ebenfalls auf etwa die Hälfte
im Vergleich zur konventionellen Höhe reduziert werden,
womit die Gesamtgröße auf 1/4 oder weniger im Vergleich zur
konventionellen Größe reduziert werden kann. Da der magneti
sche Wirkungsgrad ausgezeichnet ist, kann die Antriebsvor
richtung eine Antriebskraft erzeugen, die ausreicht, um den
im Automobil vorgesehenen Vorhang K zu öffnen und zu
schließen.
Abschließend sei noch bemerkt, daß die vorliegende Erfindung
zwar anhand eines Ausführungsbeispiels im einzelnen er
läutert worden ist, darauf jedoch nicht beschränkt ist.
So kann beispielsweise die Magnetgruppe 4 aus einer Vielzahl
von festen diskreten Magneten gebildet sein, die einen
einzigen Pol haben und die aufeinanderfolgend nebeneinander
angeordnet sind. Obwohl bei dem beschriebenen Ausführungs
beispiel vier Kerne verwendet worden sind, dürfte einzu
sehen sein, daß auch eine größere Anzahl von Kernen erforder
lichenfalls verwendet werden kann. Darüber hinaus ist die beispielsweise
Antriebsvorrichtung so ausgestattet, daß von ihr der Vor
hang K herabhängt. Eine Antriebsvorrichtung
kann jedoch auch an der Unterseite des Vorhangs K vorge
sehen sein, z. B. um die Oberseite bzw. die Unterseite des be
treffenden Vorhangs K gleichmäßig zu ziehen. Die Antriebs
vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist
zwar in Verbindung mit einem Automobil beschrieben worden;
die Antriebsvorrichtung kann jedoch auch für andere An
wendungen genutzt werden.
Claims (2)
1. Antriebsvorrichtung für einen Vorhang, mit einem
Linearmotor, der in einer Vorhangschiene untergebracht
ist und der einen feststehenden Feldteil mit einem Joch und einer
längs des Joches angeordnete Magnetgruppe, einen be
wegbaren Teil, mit in der Vorhangschiene bewegbar
geführten Spulen und einen Kommutator umfaßt, mit
dessen Hilfe die Polarität der Spulen umschaltbar
ist,
wobei ein Ende des Vorhangs an dem bewegbaren Teil der art angebracht ist, daß ein Öffnen und Schließen des Vorhangs ermöglicht ist, und
wobei der Feldteil derart aufgebaut ist, daß die Magnetgruppe längs des Joches derart abwechselnd angeordnete Magnetpole aufweist, daß aneinander benachbarte Pole voneinander verschieden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß daß der bewegbare Teil (8) so aufgebaut ist, daß von einem Kern-Grundteil (60) gegenüber der Magnetgruppe (4) mindestens vier Kerne (6 a, 6 b, 6 c, 6 d) zu der betreffenden Magnetgruppe (4) hin abstehen und mit dem Kern-Grundteil (60) zusammenhängend ausgebildet sind,
daß auf den betreffenden Kernen (6 a, 6 b, 6 c, 6 d) Spulen (7 a, 7 b, 7 c, 7 d) gewickelt sind,
daß die Kerne (6 a, 6 b, 6 c, 6 d) in einer Teilung angeordnet sind die auf die Hälfte der Teilung der Magnetpole der Magnetgruppe (4) festgelegt ist,
und daß der Kommutator (9) derart aufgebaut ist, daß eine Beziehung aufrecht erhalten bleibt, gemäß der jeweils zwei Kerne die N-Polarität und die übrigen Kerne die S-Polarität aufweisen, und daß die Magnetpole der Magnetgruppe (4) durch magnetisches Ungleichgewicht stets eine Anziehungskraft hervorrufen.
wobei ein Ende des Vorhangs an dem bewegbaren Teil der art angebracht ist, daß ein Öffnen und Schließen des Vorhangs ermöglicht ist, und
wobei der Feldteil derart aufgebaut ist, daß die Magnetgruppe längs des Joches derart abwechselnd angeordnete Magnetpole aufweist, daß aneinander benachbarte Pole voneinander verschieden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß daß der bewegbare Teil (8) so aufgebaut ist, daß von einem Kern-Grundteil (60) gegenüber der Magnetgruppe (4) mindestens vier Kerne (6 a, 6 b, 6 c, 6 d) zu der betreffenden Magnetgruppe (4) hin abstehen und mit dem Kern-Grundteil (60) zusammenhängend ausgebildet sind,
daß auf den betreffenden Kernen (6 a, 6 b, 6 c, 6 d) Spulen (7 a, 7 b, 7 c, 7 d) gewickelt sind,
daß die Kerne (6 a, 6 b, 6 c, 6 d) in einer Teilung angeordnet sind die auf die Hälfte der Teilung der Magnetpole der Magnetgruppe (4) festgelegt ist,
und daß der Kommutator (9) derart aufgebaut ist, daß eine Beziehung aufrecht erhalten bleibt, gemäß der jeweils zwei Kerne die N-Polarität und die übrigen Kerne die S-Polarität aufweisen, und daß die Magnetpole der Magnetgruppe (4) durch magnetisches Ungleichgewicht stets eine Anziehungskraft hervorrufen.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Magnetgruppe (4)
einen flexiblen Gummi-Magneten (2 a) aufweist, dessen Pole
derart unterschiedlich magnetisiert sind, daß benachbarte
Pole voneinander verschieden sind.
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