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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Einspritzmechanismus
einer Spritzgießmaschine
und bezieht sich insbesondere auf einen Einspritzmechanismus einer
Spritzgießmaschine,
die einen Linearmotor als Antriebsquelle des Einspritzmechanismus
benutzt.
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Ein
Einspritzmechanismus zum Antreiben einer Einspritzförderschnecke
einer Spritzgießmaschine
in axialer Richtung, der einen Motor benutzt, ist bereits bekannt.
Ebenfalls ist ein Mechanismus zum Antreiben dieser Einspritzförderschnekke
in axialer Richtung, der einen Linearmotor benutzt, z. B. aus den
Druckschriften JP-A-11-58468, JP-A63-1516 und dgl. bekannt.
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Im
Falle eines Einspritzmechanismus, der einen herkömmlichen Linearmotor benutzt,
ist der Linearmotor integral in den Einspritzmechanismus eingebaut.
Dem ist zuzuschreiben, dass es nachteiligerweise schwierig ist,
den Linearmotor auszutauschen oder einzustellen. Der Linearmotor
ist derart aufgebaut, dass ein sehr kleiner Spalt zwischen einem
bewegbaren Abschnitt (oder einer Nadel) des Linearmotors, der eine
lineare Bewegung ausführt,
und einem festen Abschnitt (oder einem Stator) des Linearmotors
ausgebildet ist, um dadurch dem bewegbaren Abschnitt zu gestatten,
sich relativ zu dem festen Abschnitt zu bewegen. Die Größe dieses
Spalts beeinflusst die Motorleistung. Wenn der Linearmotor fehlerhaft
wird und es notwendig wird, ihn gegen einen anderen Linearmotor
auszutauschen, ist der Austauschvorgang wegen der Tatsache schwierig
auszuführen,
dass der Linearmotor in den Einspritzmechanismus eingebaut ist.
Ferner ist die Einstellung oder dgl. des Spalts zwischen dem festen
Abschnitt und dem bewegbaren Abschnitt, wie sie zuvor angegeben
sind, nachteiligerweise schwierig auszuführen.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, es möglich zu
machen, Gefahren von Tätigkeiten,
die durch die magnetische Kraft eines Linearmotors verursacht werden,
zu verringern, wenn der Linearmotor ausgetauscht oder repariert
wird, und außerdem
das Einstellen des Spalts zwischen dem Magneten. des Linearmotors
und einer Spule in dem Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine
zu erleichtern, die den Linearmotor als Antriebsquelle zum Längsantreiben
einer Einspritz-Förderschneckenwelle
benutzt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Einspritzmechanismus einer Spritzgießmaschine vorgesehen,
der einen Linearmotor als Antriebsquelle zum Antreiben einer Einspritz-Förderschneckenwelle
in ihrer axialen Richtung benutzt, wobei der Linearmotor umfasst:
einen bewegbaren Abschnitt, der mit der Einespritz-Förderschneckenwelle
verbunden ist und sich in axialer Richtung erstreckt, einen äußeren Körper und
einen festen Abschnitt, der an dem äußeren Körper angebracht ist und sich
in axialer Richtung erstreckt, während
er dem bewegbaren Abschnitt gegenübersteht, dadurch gekennzeichnet dass
der Einspritzmechanismus eine Vielzahl von Linearmotoren umfasst,
die um die Achse der Förderschneckenwelle
angeordnet sind und den bewegbaren Abschnitt und den äußeren Körper gemeinsam umfassen,
wobei jeder Linearmotor einen jeweiligen festen Abschnitt umfasst,
der derart abnehmbar an dem äußeren Körper angebracht
ist, dass in jedem Linearmotor ein elektrisches Element des jeweiligen festen
Abschnitts einem elektrischen Element des bewegbaren Abschnitts
gegenübersteht.
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Vorzugsweise
umfasst der bewegbare Abschnitt der Linearmotoren ein polygonales
Prisma, das eine Vielzahl von Paaren von Ebenen hat, die parallel
zueinander liegen, und auf den Ebenen, die parallel zueinander liegen,
sind elektrische Elemente der Linearmotoren vorgesehen.
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In
einem insbesondere bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der bewegbare
Abschnitt der Linearmotoren durch ein Prisma gebildet, das einen
rechteckigen Querschnitt hat, und auf den vier Ebenen des Prismas
sind elektrische Elemente der Linearmotoren vorgesehen.
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In
jedem Linearmotor kann ein Lochabschnitt in dem äußeren Körper vorgesehen sein, der feste Abschnitt,
der aus einem Deckel gebildet ist, verschließt den Lochabschnitt, und ein
elektrisches Element des festen Abschnitts ist fest an einer Innenseite
des Deckels angebracht.
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Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe zur Wirkung
gebracht werden kann, wird im folgenden auf die vorliegenden Figuren
Bezug genommen, die lediglich Beispiele darstellen.
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1 zeigt eine Teil-Querschnittsansicht
der wichtigsten Teile eines Einspritzmechanismus in einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine Querschnittsansicht
des Ausführungsbeispiels
gemäß 1.
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3 zeigt eine erklärende Ansicht
eines Zustands, in dem der Einspritzmechanismus in diesem Ausführungsbeispiel
in eine Spritzgießmaschine eingebaut
ist.
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4 zeigt ein Beispiel für einen
Linearmotor-Abschnitt im Falle des Bildens eines kompakten Einspritzmechanismus
in einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt ein Teil-Querschnittsansicht
der wichtigsten Teile ein Einspritzmechanismus in einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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An
einer Vorderplatte 5 ist ein Zylinder 2 angebracht.
An dem Spitzenende des Zylinders 2 ist ein Mundstück 1 angebracht.
In den Zylinder 2 ist eine Einspritzförderschnecke 3 eingesetzt.
Die Einspritzförderschnecke 3 mischt
und schmilzt Harzmaterial, das über
einen Fülltrichter 4 eingegeben
ist, und spritzt das sich ergebende Harzmaterial in ein Spritzform
ein, die nicht gezeigt ist. Das hintere Ende der Welle der Förderschnecke 3 ist
drehbar, aber axial unbewegbar an einer sich bewegenden Platte 6 angebracht.
Die Förderschnecke 3 hat
einen Aufbau, bei dem dieses hintere Ende der Welle mit einer Dosierstange 14 verbunden,
die später
zu beschreiben ist, und bei dem sich die Förderschnecke 3 in
Reaktion auf eine Drehung der Dosierstange 14 dreht.
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An
der sich bewegenden Platte 6 ist über eine Kraftmessdose 7 ein
bewegbarer Abschnitt 8 des Linearmotors befestigt. Der
bewegbare Abschnitt 8 des Linearmotors umfasst ein polygonales
Prisma, das eine Vielzahl von Paaren von Ebenen hat, die parallel
zueinander liegen. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst der
bewegbare Abschnitt 8 ein tetragonales Prisma, das einen
rechteckigen Querschnitt hat, wie dies in 2 gezeigt ist. 2 stellt eine Querschnittsansicht dar,
die zeigt, dass der Linearmotor-Abschnitt, der in 1 gezeigt im, im Zentrum geschnitten
ist. Wie in 2 gezeigt
sind vier Magnete 9a, 9b, 9c u. 9d,
die jeweils eines der elektrischen Bestandteilelemente des Linearmotors
sind, auf den vier Oberflächen
des bewegbaren Abschnitts 8 des Linearmotors angeordnet,
der ein tetragonales Prisma umfasst, welche Oberflächen parallel
zu der axialen Linie der Förderschnecke 3 liegen.
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Ferner
ist ein äußerer Körper 10,
der den Linearmotor bildet, fest an der Vorderplatte 5 angebracht.
In dem äußeren Körper 10 sind
in Bereichen, die den jeweiligen Oberflächen des bewegbaren Abschnitts 8 des
Linearmotors (oder den jeweiligen Ebenen des polygonalen Prismas)
gegenüberstehen, Löcher ausgebildet,
und der feste Abschnitt des Linearmotors ist derart vorgesehen,
dass er dem bewegbaren Abschnitt 8 des Linearmotors gegenübersteht.
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Der äußere Körper 10 umfasst
in diesem Ausführungsbeispiel
ein Unterseitenkörper 10a,
Seitenkörper 10b u. 10d und
einen Oberseitenkörper 10c.
In den jeweiligen Körpern 10a bis 10d sind Lochabschnitte 11a bis 11d vorgesehen.
An den Körpern 10a bis 10d sind
feste Abschnitte 12a bis 12d des Linear Motors
abnehmbar angebracht, um jeweils als Deckel der Lochabschnitte 11a bis 11d zu dienen.
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Die
festen Abschnitte 12b, 12c u. 12d des
Linearmotors. die an den beiden Seitenkörpern 10b, 10d und
dem Oberseitenkörper 10c angebracht
sind, haben Außenseitenteile,
die jeweils zu Flanschen ausgebildet sind, welche Flanschteile durch
Schrauben oder dgl. an den jeweiligen Körpern 10b, 10d u. 10c befestigt
sind. Zusätzlich
ist der feste Abschnitt 12a des Linearmotors, der an dem
Unterseitenkörper 10a angebracht
ist, derart ausgebildet, dass er mit der äußeren Oberfläche des
Unterseitenkörpers 10a bündig ist
und an dem Unterseitenkörper 10a in
einer Position befestigt ist, in welcher der feste Abschnitt 12a keine
Auswirkung auf einen Mundstückberührungs-Antriebsmechanismus
hat, da der Mundstückberührungs-Antriebsmechanismus
zum Bewegen des Einspritzmechanismus, um das Mundstück 1 die Spritzform
berühren
zu lassen, unterhalb des Unterseitenkörpers 10a angeordnet
ist, wie dies in 3 gezeigt
ist, die später
zu beschreiben ist.
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Auf
den jeweiligen festen Abschnitten 12a bis 12d des
Linearmotors sind Spulen 13a bis 13d, die als
elektrische Bestandteilelemente der festen Abschnitte des Linearmotors
dienen, derart vorgesehen, dass die Spulen den jeweiligen Magneten 9a bis 9d gegenüberstehen.
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Die
Magnete 9a bis 9d des bewegbaren Abschnitts 8 des
Linearmotors und. die Spulen 13a bis 13d der festen
Abschnitte 12a bis 12d des Linearmotors stehen
jeweils einander mit kleinen Spalten gegenüber, die dazwischen ausgebildet
sind. Da sich die Kennlinien des Linearmotors entsprechend den Größen der
Spalte ändern,
ist es notwendig, die Spalte einzustellen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind die festen Abschnitte 12a bis 12d des
Linearmotors an den jeweiligen äußeren Körpern 10a bis 10d angebracht.
Durch Halten von Einstellelementen, wie Keile, zwischen den festen
Abschnitten 12a bis 12d des Linearmotorsund und
den Körpern 10a bis 10d und Befestigen
der Einstellelemente mit Schrauben kann die Einstellung der Spalte
durchgeführt
werden.
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Ferner
reicht es beim Austauschen der Spulen 13a bis 13d des
Linearmotors aus, nur die festen Abschnitte 12a bis 12d selbst
auszutauschen, um dadurch einen Austauschvorgang zu vereinfachen.
Außerdem
reicht es beim Reparieren der festen Abschnitte 12a bis 12d des
Linearmotors aus, die festen Abschnitte 12a bis 12d von
den äußeren Körpern 10a bis 10d abzunehmen,
um dadurch auf gefährliche
Arbeiten durch Zuschadenkommen aufgrund einer magnetischen Kraft
verzichten zu können.
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Der
bewegbare Abschnitt 8 des Linearmotors ist durch Linearführungen 22 u. 22 gehalten
(s. 2), die derart auf
dem Unterseitenkörper 10a vorgesehen
sind, dass sie linear in axialer Richtung der Förderschnecke 3 bewegbar
sind. Der bewegbare Abschnitt 8 des Linearmotors hat außerdem ein Durchdringungsloch 15,
das in dem Zentrum des ersteren vorgesehen ist, in welches Loch
die Dosierstange 14 eingesetzt ist. Die Dosierstange 14,
die mit der Welle der Förderschnecke 3 verbunden
ist, verläuft durch
dieses Durchdringungsloch 15, steht von dem hinteren Endteil
des bewegbaren Abschnitts 8 des Linearmotors vor, verläuft ferner
durch den Körper 10e an
der hinteren Endseite des äußeren Körpers 10 und
ist durch eine Motoranbringungsplatte 21 gehalten, die
fest an dem hinteree Endkörper 10e angebracht
ist. Überdies
ist: die Dosierstange 14 in dem hinteren Endteil mit einer
Längsnut 16 ausgebildet, und
mit dieser Längsnut 16 ist
eine Rolle 17 verbunden.
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An
der Motoranbringungsplatte 21, die an dem hinteren Endkörper 10e des äußeren Körpers 10 angebracht
ist, ist ein Förderschneckendrehmotor 18 zum
Drehen der Förderschnecke 3 angebracht,
um dadurch Harz mischen, schmelzen und dosieren zu können. Zwischen
der Rolle 19, die an der Ausgangswelle dieses Motors 18 befestigt
ist, und der Rolle 17, die mit der Dosierstange 14 längsnutverbunden
ist, ist ein Treibriemen 20, wie ein Zahnriemen, angeordnet.
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3 zeigt einen Zustand, in
dem dieser Einspritzmechanismus an der Basis einer Spritzgießmaschine
angebracht ist und in dem die Dosierstange 14, der hintere
Endseitenkörper 10e und
der Förderschneckendrehmotor 18 abgenommen
worden sind.
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Der äußere Körper 10 des
Einspritzmechanismus ist an einem Montageteil 32 angebracht.
Das Montageteil 32 ist derart durch Linearführungen 31 angebracht,
die auf der Basis 30 der Spritzgießmaschine vorgesehen sind,
dass es linear in einer Richtung entweder hin zu oder fort von einer
festen Platen 34 bewegbar ist, an der Spritzform angebracht
ist.
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Ein
Motor 33 treibt den Einspritzmechanismus an, um das Mundstück die Spritzform
berühren zu
lassen. Durch das Antreiben wird das Montageteil 32, nämlich der äußere Körper 10 (d.
h. der Einspritzmechanismus), der an dem Montageteil 32 angebracht
ist, vorwärts
und rückwärts bewegt,
und das Mundstück 1.
kommt mit der Spritzform, die an der festen Platte 34 angebracht
ist, unter Druck in Berührung
oder wird von der Spritzform entfernt.
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Der
Einspritzmechanismus ist in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet,
wie es zuvor angegeben wurde. Die Paare von Magneten 9a bis 9d,
die auf den jeweiligen Oberflächen
des bewegbaren Abschnitts 8 des Linearmotors vorgesehen
sind, und die Spulen 13a bis 13d, die auf dem
jeweiligen festen Abschnitt des Linearmotors vorgesehen sind, welche den
Magneten 9a bis 9d gegenüberstzehen, bilden jeweils
Linearmotoren. Das bedeutet, dass der Magnet 9a und die
Spule 13a, der Magnet 9b und die Spule 13b,
der Magnet 9c und die Spule 13c und der Magnet 9d und
die Spule 13d jeweils einen von vier Linearmotoren bilden.
Daraus folgt, dass vier Linearmotoren auf einen bewegbaren Abschnitt 8 des
Linearmotors angewendet sind, um es dadurch möglich zu machen, eine Gesamtkraft
zu erzeugen.
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Zusätzlich bilden
das Paar des Magneten 9a und der Spule 13a und
dasjenige des Magneten 9c und der Spule 13c die
jeweiligen Linearmotoren auf den Oberflächen, die parallel zueinander
liegen. Da sich die Spulen 13a u. 13c in Richtungen
befinden, in denen beide der Spulen einander gegenüberliegen, werden
Kräfte,
welche den bewegbaren Abschnitt des Linearmotor in der vertikalen
Richtung abstoßen, durch
einander aufgehoben. Außderdem
bilden das Paar des Magneten 9b und der Spule 13b und
dasjenige des Magneten 9d und der Spule 13d die
jeweiligen Linearmotoren auf den anderen zwei Oberflächen, die
parallel zueinander liegen. Da sich die Spulen 13b u. 13d in
Richtungen befinden, in denen die beiden Spulen einander gegenüberliegen,
werden Kräfte,
die den bewegbaren Abschnitt 8 des Linearmotors in der
Querrichtung abstoßen,
durch einander aufgehoben. Als Ergebnis wird keine übermäßige Last
auf die Linearführungen 22 ausgeübt, die
den bewegbaren Abschnitt 8 des Linearmotors führen.
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Im
Falle des tetragonalen Prismas, wie es in diesem Ausführungsbeispiel
gezeigt ist, können
vier Linearmotoren vorgesehen sein. Wenn ein bewegbarer Abschnitt
des Linearmotors aus einem polygonalen Prisma gebildet ist, das
eine größere Vielzahl
von Paaren von Oberflächen
hat, die parallel zueinander liegen, z. B. ein polygonales Prisma,
das einen regelmäßigen hexagonalen
Querschnitt hat, können sechs
Linearmotoren vorgesehen sein, und es können drei Paare von Linearmotoren
vorgesehen sein, wobei jedes solcher Paare auf Oberflächen des
bewegbaren Abschnitts des Linearmotors angeordnet ist, die parallel
zu einander liegen, um es dadurch möglich zu machen, Kräfte, in
einer senkrechten Richtung zu der Richtung der Förderschneckenwelle wirken,
durch einander aufzuheben. Es sei angemerkt, dass der Querschnitt
des polygonalen Prismas nicht nowendigerweise eine regelmäßige polygonale
Form haben muss und dass ein bewegbarer Abschnitt des Linearmotors
aus einem polygonalen Prisma gebildet sein kann, das eine Vielzahl
von Paaren von Oberflächen
hat, die parallel zueinander liegen.
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In
dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel
werden in einem Einspritzschritt die Linearmotoren, die das Paar
des Magneten 9a und der Spule 13a, dasjenige des
Magneten 9b und der Spule 13b, dasjenige des Magneten 9c und
der Spule 13c bzw. dasjenige des Magneten 9d und
der Spule 13d umfassen, synchron miteinander getrieben,
und der bewegbare Abschnitt 8 des Linearmotors wird durch
die Linearführungen 22 geführt, um
dadurch den bewegbaren Abschnitt 8 in Linksrichtung in 1 anzutreiben. Durch Vorgehen
in dieser Weise bewegen sich die sich bewegende Platte 6,
die fest über
die Kraftmessdose 7 an dem bewegbaren Abschnitt 8 des
Linearmotors angebracht ist, und die Förderschnecke 3, die
drehbar und. axial unbewegbar an der sich bewegenden Platte 6 angebracht
ist, linear zusammen mit dem bewegbaren Abschnitt 8 des
Linearmotors, und das geschmolzene Harz wird in den Zylinder 2 eingespritzt.
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In
einem Dosierschritt wird der Förderschneckendrehmotor 18 getrieben,
die Dosierstange 16 wird durch die Rolle 19, den
Treibriemen 20 und die Rolle 17 gedreht, und es
wird die Förderschnecke 3, die
mit der Dosierstange 16 verbunden ist, gedreht, um dadurch
das Harz zu mischen und zu schmelzen. Zu dieser Zeit wird durch
Treiben der vier Linearmotoren wie zuvor angegeben ein Rückdruck
auf das Harz ausgeübt.
Da der Rückdruck
niedrig ist, muss nur ein Paar des oberen und des unteren Linearmotors
oder ein Paar des linken und des rechten Linearmotors synchron miteinander
getrieben werden.
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In
dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel
sind die Lochabschnitte 11a bis 11d in dem äußeren Körper 10 vorgesehen,
und die festen Abschnitte 12a bis 12d des Linearmotors
sind jeweils fest an den Lochabschnitten 11a to 11d als
Deckel angebracht. Alternativ dazu können die festen Abschnitte
des Linearmotors auf dem äußeren Körper 10 selbst
vorgesehen sein. Insbesondere können
die Spulen 13a bis 13d direkt auf dem Unterseitenkörper 10a,
dem Seitenkörper 10b,
dem Oberseitenkörper 10c bzw.
dem Seitenkörper 10d angeordnet
sein. In letzterem Fall wird das Spalteinstellen jedoch nachteiligerweise
schwieriger als im Falle des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels.
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Überdies
kann die Größe des Einspritzmechanismus,
wenn der Einspritzmechanismus kompakt konfiguriert werden soll,
durch Schaffen der Möglichkeit
klein ausgeführt
werden, dass sich die Magnete 9 und die Spulen 13 innerhalb
der Dicke des äußeren Körpers 10 einander
gegenüber
stehen, wie dies in in 4 gezeigt
ist. In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die elektrischen
Bestandteilelemente des bewegbaren Abschnitts des Linearmotors Magnete
und diejenigen des festen Abschnitte des Linearmotors sind Spulen.
Alternativ dazu können
die Bestandteilelemente des bewegbaren Abschnitts und der festen
Abschnitte umgekehrt angeordnet sein. Das heißt, dass die elektrischen Bestandteilelemente
der festen Abschnitte Magnete und diejenigen des bewegbaren Abschnitts
Spulen sein können.
Es ist auch möglich,
Linearmotoren vorzusehen, die keine Magnete benutzen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
gefährliche
Arbeiten, die der magnetischen Kraft des Linearmotors zuzuschreiben
sind, zur Zeit des Austauschens oder Reparierens des Linearmotors
zu verringern und leicht die Spalte zwischen den Magneten und den
Spulen des Linearmotors einzustellen.