DE60204625T2 - Linearmotor, insbesondere für elektromechanische Stellglieder in Webmaschinen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte elektrische Linearmotoranordnung für elektromechanische Aktuatoren von Webmaschinen und insbesondere von Dosier-Schussfadenzufuhrvorrichtungen für Fluidstrahlwebmaschinen.
• Präziser betrifft die Erfindung lineare Elektromotoren mit einer üblicherweise aus einem keramischen Material bestehenden Antriebswelle, mit der zylindrische, radial gepolte Permanentmagnete verbunden sind, die einen bewegbaren Kern für den Motor bilden. Der Kern gleitet linear in einem Hohlraum eines Statorgehäuses, das Anregerspulen und Führungs/Stützhülsen für die Antriebswelle trägt.
• Die US-A-3,870,931 offenbart einen Solenoid-Servomechanismus mit einem ferromagnetischen Gehäuse, das Solenoidspulen aufnimmt, welche gesteuert werden, um eine axiale Verschiebung eines innerhalb der Spulen angeordneten ferromagnetischen Ankers zu bewirken. Der Anker umgibt eine Welle, an der er durch Rändeln befestigt ist, und die Welle ist für axiale Bewegungen an ihren entgegengesetzten Enden in an dem Gehäuse abgestützten Gleitlagern abgestützt.
• Die EP-A-0 363 938 beschreibt eine elektromagnetische Einheit in Schussfadenzufuhrvorrichtungen von Fluidstrahlwebmaschinen, die dazu eingerichtet ist, das sich von der Schussfadenzufuhrvorrichtung abwickelnde Garn zu blockieren. Die elektromagnetische Einheit umfasst zwei koaxiale, zueinander benachbarte Spulen, die von einem zylindrischen hohlen Gehäuse umgeben sind. Ein bewegbarer langgestreckter Schaft ist axial innerhalb der Spulen verschiebbar und ist in seiner axialen Bewegung durch einen hohlen Zylinder geführt. Der mittlere Teil des Schafts ist von einem hohlen Eisenzylinder umgeben, der mit diesem verbunden ist. Der Schaft ist mit zwei voneinander beabstandeten mittleren Krägen versehen.
• Wie dem Fachmann gut bekannt ist, bewegt sich der bewegbare Kern in einem oben beschriebenen Linearmotor mit einer hohen Geschwindigkeit. Aufgrund dessen sind derartige Motoren einerseits besonders geeignet, um aufgrund ihrer raschen Bewegung als elektromechanische Aktuatoren betrieben zu werden, andererseits leidet der Kern jedoch aufgrund der hohen Beschleunigungen und Abbremsungen, denen der Kern ausgesetzt ist, unter hohen mechanischen Spannungen und die Teile des Motors müssen daher überdimensioniert sein, was zu unvorteilhaften dynamischen und wirtschaftlichen Konsequenzen, einschließlich einer Beschränkung der Lebensdauer des Motors führt.
• Es ist die Hauptaufgabe dieser Erfindung, die oben genannten Nachteile bekannter Linearmotoren zu überwinden und insbesondere einen Linearmotor mit einem deutlich verbesserten Aufbau, mit einer hohen mechanischen Widerstandsfähigkeit, mit einer einfachen und kompakten Struktur, mit einer begrenzten Masse und Trägheit und freiformgeschweißten und verbundenen Verbindungsstellen und aus geformten Polymerkomponenten bereitzustellen, so dass die Anordnung einfach zu montieren und dazu in der Lage ist, unter harten Bedingungen für eine lange Zeit und bei hohen Frequenzen, beispielsweise im Bereich von 1300 bis 1600 Zyklen/Minute zu arbeiten.
• Erfindungsgemäß werden die oben genannte und weitere Aufgaben, wie sie aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich werden, durch eine elektrische Linearmotoranordnung mit den in den beigefügten Ansprüchen genannten Merkmalen gelöst.
• Im Wesentlichen basiert die Erfindung auf dem innovativen Konzept, die Antriebswelle mit einem mittleren vorspringenden Kragen zu versehen, der integriert mit der Welle ausgebildet ist und auf den der gesamte bewegbare Kern des Motors fest gecrimpt ist. Zu einem derartigen Zweck besteht der bewegbare Kern aus zwei im Wesentlichen zylindrischen identischen Kernabschnitten, die aus einem nicht magnetischen Material bestehen, mit jeweiligen Endflanschen versehen und an entgegengesetzten Seiten des Krages an der Antriebswelle angebracht sind, von dem sie durch mindestens einen Elastomerring getrennt sind. Die Kernabschnitte weisen jeweilige mit einem Gewinde versehene Bereiche auf, die in entsprechende mit einem Gewinde versehene Bereiche eines zylindrischen mittleren Gehäuses geschraubt sind. Der Gewindeeingriff schiebt durch eine Verformung des Elastomerrings die Endflansche der Kernabschnitte axial in Anlage an entsprechende radial gepolte Magnetringe, wodurch die Magnetringe auf der Antriebswelle festgelegt werden.
• Die Merkmale, Ziele und Vorteile der erfindungsgemäßen verbesserten Motoranordnung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezugnahme auf die beigefügten erläuternden Zeichnungen ersichtlich, von denen:
• 1 ein Axialschnitt eines erfindungsgemäßen verbesserten elektrischen Linearmotors ist,
• 2 ein Detail des bewegbaren Kerns des in 1 dargestellten Motors ist,
• 3 eine perspektivische Explosionsansicht des in 2 dargestellten bewegbaren Kerns ist.
• 1 zeigt einen bekannten Linearmotor 1 eines bekannten Typs mit einem hohlen Stator 2, der mindestens zwei Polstücke 3, 4 und vorzugsweise ein drittes Polstück 5 (dazu vorgesehen, die Leistung des Motors beträchtlich zu verbessern) sowie zwei Anregerspulen 6, 7 aufweist. Ein allgemein mit 8 bezeichneter bewegbarer Kern des Motors ist mit einer geradlinigen Bewegung in dem Statorhohlraum verschiebbar und fest auf eine Antriebswelle 9 gecrimpt, die typischerweise aus einem keramischen Material besteht und ebenfalls verschiebbar ist, wobei sie durch von dem Stator 2 getragene Hülsen 10 abgestützt und geführt wird.
• Erfindungsgemäß ist die Antriebswelle 9 mit einem vorspringenden mittleren Kragen 9a versehen, der integriert mit der Welle ausgebildet ist und auf den der bewegbare Kern 8 fest gecrimpt ist. Zu einem derartigen Zweck besteht der Kern 8 aus zwei identischen, im Wesentlichen zylindrischen Kernabschnitten 11a, 11b, die aus einem nicht magnetischen Material, wie z.B. Aluminium bestehen, und ist mit entsprechenden Endflanschen 110a, 110b versehen. Diese Abschnitte sind an der Antriebswelle 9 an entgegengesetzten Seiten des Kragens 9a angebracht und sie sind von dem Kragen durch mindestens einen O-Ring 12 aus Elastomermaterial getrennt. Die Kernabschnitte 11a, 11b weisen jeweilige mit einem Gewinde versehene Bereiche 13–14 auf, die in ein entsprechend mit Gewinden versehenes zylindrisches mittleres Gehäuse 15 geschraubt sind. Der Gewindeeingriff schiebt die Endflansche 110a–b der Kernabschnitte durch eine Verformung des Elastomerrings 12 axial in Anlage an entsprechende radial gepolte Magnetringe 16a, 16b, wodurch die Magnetringe auf der Antriebswelle 9 festgelegt werden.

Claims (3)

1. Elektrische Linearmotoranordnung (1), insbesondere für elektromechanische Aktuatoren von Webmaschinen, mit einer Antriebswelle (9), die mit einem integral damit ausgebildeten vorspringenden mittleren Kragen (9a) versehen ist, und einem zugehörigen bewegbaren Kern (8), der fest auf den mittleren Kragen (9a) gecrimpt und linear in einem entsprechenden Hohlraum eines Statorgehäuses (2) bewegbar ist, welches Anregungsspulen (6–7) und Führungs-/Stützhülsen (10) für die Antriebswelle trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbare Kern (8) aus zwei Kernabschnitten (11a, 11b) besteht, die aus einem nicht magnetischen Material bestehen, mit jeweiligen Endflanschen (110a, 110b) versehen und an entgegengesetzten Seiten des vorspringenden Kragens (9a) an der Antriebswelle (9) angebracht sind, von dem sie durch mindestens einen Elastomerring (12) getrennt sind, und dass die Kernabschnitte (11a, 11b) im Wesentlichen zylindrisch sind und jeweilige mit einem Gewinde versehene Bereiche (13–14) aufweisen, die sich mit einem mit einem entsprechenden Gewinde versehenen zylindrischen mittleren Gehäuse (15) in Eingriff befinden, wobei der Gewindeeingriff den Elastomerring (12) verformt, um die Endflansche (110a–b) der Kernabschnitte axial in Anlage an radial gepolte Magnetringe (16a, 16b) zu schieben, um dadurch die Magnetringe auf der Antriebswelle festzulegen.
2. Elektrische Linearmotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (9) aus einem Keramikmaterial besteht und die im Wesentlichen zylindrischen Kernabschnitte (11a–11b) aus Aluminium bestehen.
3. Elektrische Linearmotoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernabschnitte (11a, 11b) identisch sind.