DE3904269A1 - Federndes presspasssystem fuer magnetostriktive materialien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum feder-elastischen radialen Festhalten des magnetostriktiven Materials in einem Preßrohr.

Magnetostriktive Materialien haben die Eigenschaft, im magnetischen Feld ihre Geometrie zu ändern. Ein Stab wird beispielweise schlanker und länger. Stellt man sich das magnetostriktive Material in Art eines derartigen Stabes vor, so kann das zum Bau von Vorschubelementen eingesetzt werden.

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Eine bekanntgewordene Bauform für Linearmotoren sieht vor, den magnetostriktiven Stab auf seiner Mantelfläche fest in einem den Stab mit Preßpassung umschließendem Statorrohr zu halten. Eine Längsbewegung des Stabes im Rohr geschieht mit einer wurmartigen Bewegung dadurch, daß der Stab einem in Längsrichtung wanderndem Magnetfeld ausgesetzt wird. In den Magnetfeldbereichen längt sich der Stab und füllt einen Vorschubschritt aus. Parallel dazu verjüngt sich der Querschnitt und hebt dabei die Preßpassung auf.

Schweden: Patentansökning nr 87 00 219-2 vom 22.07.1987

Internationale Klasse 4 H02 N 2/00

Da zwischen Stab und Innenwand des Statorrohrs eine mechanische Bewegung mit Reibung auftritt, ist mit Verschleiß und Abrieb zu rechnen. Demzufolge ändern sich auch die Durchmesserverhältnisse, die Preßpassung und damit die Dimensionierung des Systems.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit radial federndem Statorrohr, das verschleißbedingte Durchmesseränderungen des magnetostriktiven Materials und der Innenwand des Rohres ausgleicht.

Die Einrichtung zeichnet sich zudem dadurch aus, daß die Herstellbarkeit der fluchtenden Achsen zwischen Statorrohr und Vorschubelement fertigungstechnisch erleichtert wird, da die Preßpassung durch eine elastische radiale Vorspannung der Rohrelemente erreicht wird.

Zudem kann die radiale Vorspannung des geschlitzten Rohres um das Translatorelement herum durch federnde Elastizitäten z.B. mit Federelementen dem Bedarf und der Dimensionierung des Motors sicher angepaßt werden. Damit ist durch die radial wirkenden Federelemente die Vorschubkraft und Festhaltekraft in weiten Grenzen einstellbar. Derartige Federelemente können auch durch ein einziges außenherumliegendes aufgeschrumpftes Rohr aus federelastischem Material wie z.B. aus pseudoelastischer Legierung gebildet sein.

Mit der Anwendung eines elastisch radial vorgespannten Statorrohrs müssen die Passungen und Vorspannungen nicht im Herstellungsprozeß der Teile erreicht werden. Gezieltermaßen werden diese Größen durch frei wählbare Vorspannelemente während der Montage erreicht. Damit sind auch beliebige Werkstoffkomponenten für eine Beschichtung des Translations­ elementes und inbesondere des Statorrohres wählbar wie dieses z.B. durch verschleißfeste Keramikelemente geschehen kann.

Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen.

Fig. 1 (1a und 1b) zeigt den Stand der Technik in zwei Phasen,

Fig. 1a zeigt das Vorschubelement 1, mit Preßpassung fest­ gehalten im Preßrohr 2,

Fig. 1b zeigt das Vorschubelement 1 a zum Teil lose in Preßrohr 2. Durch Ansteuerung in einem Magnetfeld B ist 1a länger und dünner geworden.

Fig. 2 zeigt den Gegenstand der Erfindung in perspektivischer Ansicht. Das Preßrohr 3 ist nunmehr geschlitzt, die radiale Vorspannung wird gezielt durch Federelemente 4 erreicht.

Fig. 3 zeigt die Schnittdarstellungen des Gegenstandes der Fig. 2.

Fig. 3a zeigt das Vorschubelement 1 im Statorrohr 3. Dieses Rohr ist mit einem Schlitz 3 a versehen, der Durchmessertoleranzen von 1 und 3 zuläßt. Die Federn 4 a bis 4 f drücken die geschlitzten Rohrelemente radial aufeinander und erreichen die Vorspannung zwischen Rohr 3 und Vorschubelement 1.

Fig. 3b zeigt dieses System im angesteuerten Zustand. Das Magnetfeld B ändert partiell die Geometrie des Vorschubelementes 1. Da die Steifigkeit des Rohres 3 größer als die Durchmesserabnahme von Teil 1 ist, löst sich 1 von 3 in der Innenbohrung. Die restliche Länge von Teil 1 bleibt weiterhin im Rohr unter radialer Vorspannung festgehalten.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Alternative zur Erreichung der Vorspannung des Preßrohres 3 c. Das Preßrohr 3 c ist wiederum längsgeschlitzt und trägt im Außenbereich der Schlitze geometrische Ansätze dergestalt, daß damit und durch die Klammern 5 a, 5 b u.s.f. die Schlitze elastisch zugezogen werden.

Claims (7)

1. Elastische Spannvorrichtung für magnetostriktives Material in Form eines Preßrohres, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßrohr mindestens einen Längsschlitz hat und das Rohr durch Federungselemente beliebige radiale Vorspannung und damit definierte Festhaltekraft für das innenliegende Vorschub­ element erhält.

2. Spannrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Längs­ schlitze ein Federn der Rohrteile ermöglichen.

3. Spannrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Federelemente die Spannrohrteile mit gezielter und definierter radialen Vorspannung auf das innenliegende Vorschubelement drücken.

4. Spannrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit der Rohrhälften größer als die Durchmesser­ abnahme des magnetostriktiven Vorschubelementes 1 im Magnet­ feld ist.

5. Federelement nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch ihre Dimensionierung eine ausreichende radiale Klemmkraft von dem geschlitzten Rohr auf das Vorschubelement ausgeübt wird.

6. Geschlitztes Rohr nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dieses in Längsrichtung hohe Steifigkeit besitzt, in radialer Richtung zwar biegesteif aber insgesamt radial ferdernd gestaltet ist, um das Vorschubelement sicher klemmen zu können.

7. Geschlitztes Rohr nach Anspruch 1, 4 und 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß seine Segmente in Längsrichtung so steif sind, daß bei Ansteuerung das Vorschubelement radial nach innen abhebt.