EP1415384A1 - Elektrodynamischer lineardirektantrieb und verfahren zur herstellung seines spulensystems - Google Patents

Elektrodynamischer lineardirektantrieb und verfahren zur herstellung seines spulensystems

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EP1415384A1
EP1415384A1 EP02762375A EP02762375A EP1415384A1 EP 1415384 A1 EP1415384 A1 EP 1415384A1 EP 02762375 A EP02762375 A EP 02762375A EP 02762375 A EP02762375 A EP 02762375A EP 1415384 A1 EP1415384 A1 EP 1415384A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coil
drive
drive coils
coil system
subsystems
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02762375A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Finkbeiner
Ralf Hartramph
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Festo SE and Co KG filed Critical Festo SE and Co KG
Publication of EP1415384A1 publication Critical patent/EP1415384A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings prior to their mounting into the machines
    • H02K15/043—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings prior to their mounting into the machines winding flat conductive wires or sheets
    • H02K15/0431—Concentrated windings
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    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
    • Y10T29/49012—Rotor

Definitions

  • the invention relates to an electrodynamic linear direct drive and a method for producing a coil system of an electrodynamic linear drive containing several coaxially arranged drive coils.
  • Electrodynamic linear direct drives generally have a coil system that can be clocked with an excitation voltage and a magnet system that can be moved relative to the coil system and contains several axially successively arranged permanent magnets.
  • the magnet system is part of a driven part that is movable in the longitudinal direction relative to the coil system. By energizing the coil system, the magnet system and with it the entire driven part can be made to move linearly.
  • the coil system which has a plurality of drive coils which are arranged coaxially one after the other, has hitherto usually been located on a coil carrier, which is usually made of plastic material and which is separated axially from one another by partitions. has chambers in which the drive coils are wound.
  • the coil system is then mounted together with the coil carrier on a yoke device which enables the magnetic yoke for the magnet system.
  • an electrodynamic linear direct drive with a coil system containing a plurality of drive coils that are arranged coaxially one after the other, which can be acted upon by a clocked excitation voltage, with a magnet system that contains several permanent magnets arranged axially in the interior or on the outer circumference of the coil system , which is designed as part of a driven part that is movable in the longitudinal direction relative to the coil system, and with one on the opposite side of the magnet system Inference device provided on the inside or outside of the coil system, axially adjacent drive coils of the coil system directly abutting one another without a space.
  • a coil carrier for the coil system can be omitted.
  • the coil system can also rest directly or at most with only a thin insulation layer on the inference device, so that no significant gaps occur here either.
  • the inference device it is possible, for example, to design the inference device to be tubular and to arrange the coil system within the inference device so that it is coaxially enclosed on the outside by the inference device. Furthermore, there is the possibility of forming the yoke device in the form of a rod and placing it in the interior space delimited by the coil system, so that it is coaxially enclosed by the coil system.
  • the coil system expediently consists of at least two, for example two or three, respectively continuously wired coil subsystems, each of which contains a plurality of drive coils which are arranged coaxially at a distance from one another, the drive coils of the coil subsystems being arranged alternately in succession.
  • a bridging section of the coil wire of the coil subsystem in question expediently runs between axially adjacent drive coils of a respective coil subsystem. This extends at the level of the outer circumference of the coil subsystem in question and passes through the at least one drive coil of the at least one further coil subsystem arranged in the intermediate space in the region of the outer circumference.
  • the bridging section of the coil wire of a respective coil subsystem runs on the coil base of adjacent drive coils of another coil subsystem, which ensures the production of an ideal coil shape for all drive coils.
  • the wire routing of the coil wire over adjacent drive coils Nes other coil subsystem is therefore not critical and does not interfere with the winding or the degree of filling of the adjacent drive coils.
  • the individual coil subsystems expediently each form a self-supporting, dimensionally stable structure with mutually coaxial drive coils.
  • the individual coil subsystems can be designed like a comb and inserted into one another transversely to their longitudinal axis.
  • the dimensional stability can be achieved by using a so-called baked enamel wire as the coil wire, the coil wire consisting of copper being surrounded by a layer which melts due to the action of heat, so that adjacent wire sections bake together.
  • the above-mentioned object is further achieved by a method for producing a coil system of an electrodynamic linear direct drive which contains a plurality of coaxially arranged drive coils, at least two continuously wired coil subsystems being produced separately from one another, each of which contains a plurality of drive coils arranged at a distance from one another, between which , at the level of the outer circumference, a bridging section of the continuous coil wire runs so that there is a comb-like structure, and these comb-like structured coil subsystems are inserted into one another transversely to their longitudinal extension, so that all drive coils are arranged coaxially with one another and the overlap bridging sections of the coil wires that pass through the bridged gap at least one drive coil of the at least one further coil subsystem on the outer circumference.
  • the coil subsystems are expediently wound on a winding tool which contains axially spaced annular groove-like winding chambers into which the coil wire is wound for producing the drive coils.
  • the winding chambers are expediently provided on a tool jacket which consists of a plurality of jacket segments which are placed at a distance from one another on the outer circumference of an elongated tool core and which are used to “demold” the coil made.
  • Subsystem can move radially inward into the interior of the coil subsystem after having pulled out the tool core.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of an electrodynamic linear direct drive which is equipped with the coil system produced according to FIGS. 1 to 6,
  • FIG. 8 shows the unit consisting of the coil system and inference device in the linear direct drive according to FIG. 7 in a partially broken representation
  • FIG 9 shows an alternative design of an electrodynamic linear direct drive which is equipped with a coil system produced according to the invention.
  • FIGS. 7 and 9 each show, in a schematic representation, an electrodynamic linear direct drive 1 in a perspective representation.
  • a coil system 2 which has a plurality of drive coils 3 arranged coaxially one after the other.
  • the coil system 2 is composed of a plurality of coil subsystems 4a, 4b, which are shown individually in FIGS. 5 and 6.
  • Each coil subsystem 4a, 4b has a plurality of mutually coaxial and axially successively arranged drive coils 3, which are additionally designated by reference numerals 3a and 3b for better differentiation.
  • a total of two coil subsystems 4a, 4b are present.
  • the linear direct drive according to FIG. 9 is equipped with three coil subsystems of this type, the drive coils 3 of the third coil subsystem being additionally designated with reference number 3c.
  • the coil subsystems 4a, 4b are expediently arranged such that the drive coils 3a, 3b or 3a, 3b, 3c are arranged alternately in succession.
  • a clocked excitation voltage can be applied to the coil system 2, wherein the coil subsystems are repeatedly electrically excited at intervals from one another. On in this way, a magnetic field traveling in the direction of the longitudinal axis 5 of the coil system 2 is generated.
  • Each linear direct drive 1 is also equipped with a permanent magnetic magnet system 6, which is only shown in broken lines in FIG.
  • the magnet system 6 contains a plurality of axially successively arranged permanent magnets 7, which are ring-shaped in the exemplary embodiment.
  • a radial polarization of the permanent magnets 7 is expediently present, with directly adjacent permanent magnets 7 having opposite polarity.
  • the magnet system 6 is arranged on the outer circumference of the coil system 2 and surrounds it coaxially. In the exemplary embodiment in FIG. 9, the magnet system 6 is located in the interior of the coil system 2 and is enclosed by it.
  • the magnet system 6 is designed as a component of an output part 8 that is movable in the longitudinal direction relative to the coil system 2.
  • the possible linear movement of the driven part 8 is indicated in Figures 7 and 9 at 12 by a double arrow.
  • the magnet system 6 sits coaxially on the inner surface of a tubular magnet carrier 13, which is equipped in a manner not shown with means for fastening an object to be moved enable.
  • the magnet carrier 13 is rod-shaped and protrudes from the hollow cylindrical coil system 2 on one end face. This is provided on the end face with fastening means 14 for fastening an object to be moved.
  • the coil system 2 functions as a stator and the magnet system 6 as a linearly movable rotor in this regard.
  • a yoke device 15 can be used, which favors the magnetic yoke of the magnetic fields.
  • the yoke device 15 is placed on the inside or outside of the coil system 2 opposite the magnet system 6 and is therefore located in the interior of the coil system 2 in the embodiment of FIG. 7 and on the outer circumference of the coil system 2 in the embodiment of FIG.
  • the yoke device 15 consists of a ferromagnetic body, which is rod-shaped in the exemplary embodiment in FIG. 7 and is coaxially enclosed by the coil system 2.
  • the inference device 15 is tubular and the coil system 2 is arranged on the outside coaxially.
  • Coil system 2 and inference device 15 are immovable relative to one another in the longitudinal direction.
  • the inference device 15 surrounded by a cladding tube 16, which practically forms the housing of the linear direct drive 1.
  • the inference device 15 is fastened on the rear to a holding structure in a manner not shown in detail.
  • the electromagnetic fields cooperate with the permanent magnetic fields of the magnet system 6 and cause the linear movement 12 of the magnet system 6 or of the driven part 8 equipped with it relative to the stationary coil system 2 and the inference device 15.
  • This linear movement can be tapped, for example to move an object. Possible applications arise, for example, in the automation technology sector in connection with manufacturing and assembly tasks.
  • the linear direct drives are able to exert high actuating forces.
  • the reason for this lies above all in the high energy density of the coil system 2. This is due to a minimum of air gaps, partly due to the fact that axially spaced drive coils 3 of the coil system 2 are in direct contact with one another without a gap. These contact areas are identified in the drawing at 17.
  • the drive coils 3 are designed to be directly adjacent to the inference device 15, so that also in the transition area marked in the drawing by reference numeral 18 between the drive coils 3 and Inference device 15 there are no gaps.
  • a thin insulation layer can be interposed, which, however, can be made thin in the manner of a film or sheet, since it has no supporting function and consequently does not require any inherent rigidity.
  • the gapless contact areas 17 between adjacent drive coils 3 and the gapless transition areas 18 between the drive coils 3 and the inference device 15 are particularly clear from the partially broken-open illustration in FIG.
  • FIGS. 1 to 6 show a particularly advantageous method for producing the coil system 2 and completing it with a yoke device 15.
  • the production method relates to the production of a two-phase coil system, that is to say a coil system 2 with two coil subsystems 4a, 4b, as is used in the linear direct drive according to FIG.
  • FIG. 5 shows the two separately manufactured coil subsystems 4a, 4b in the still separate state
  • FIG. 6 illustrates the assembly for maintaining the coil system 2 as such.
  • the coil subsystems 4a, 4b are characterized in that their drive coils 3, 3a or 3, 3b are arranged at an axial distance from one another, so that between axially adjacent drive coils 3, 3a or 3, 3b of a respective coil subsystem 4a, 4b sets an axial gap 22a, 22b. Nevertheless, the drive coils 3a, 3b are electrically connected within a respective coil subsystem 4a, 4b. other wired by being formed as part of a continuous coil wire 23a, 23b. The transition between adjacent, spaced-apart drive coils 3a, 3b within a respective coil subsystem 4a, 4b takes place through bridging sections 24 of the associated coil wire 23a, 23b.
  • These bridging sections 24 are distinguished by the fact that they run at the radial height of the outer circumference of the coil subsystem 4a, 4b in question, that is to say at approximately the same distance from the center of the coil subsystem 4a, 4b as the outer circumference of the drive coils 3a, 3b wound from the coil wire 23a, 23b ,
  • FIGS. 1 to 4 In order to produce a respective coil subsystem 4a, 4b, it is expedient to use a winding tool 25 shown in FIGS. 1 to 4.
  • This winding tool 25 has an elongated shape in the state ready for winding with coil wire according to FIG. 1 and is equipped in the area of the outer circumference with axially spaced annular groove-like winding chambers 26, the distance from which corresponds to the desired distance of the drive coils 3 within the associated coil subsystem.
  • the coil wire is wound around the winding tool 25 and at the same time is wound into the winding chambers 26, the winding chambers 26 being filled in succession, so that the drive coils 3 are formed.
  • FIG. 1 This winding tool 25 has an elongated shape in the state ready for winding with coil wire according to FIG. 1 and is equipped in the area of the outer circumference with axially spaced annular groove-like winding chambers 26, the distance from which corresponds to the desired distance of the drive coils 3 within the associated coil subsystem.
  • FIG. 2 shows a state with a coil subsystem 4a that is completely wound on the winding tool 25, in which the drive coils 3 fill the winding chambers 26 and the bridging sections 24 of the coil wire are guided outside the partition walls 27 of the winding tool 25 remaining between adjacent winding chambers 26.
  • the drive coils 3 can be optimally wound, which ensures a high degree of copper filling.
  • the winding tool 25 has an elongated tool core 28 and a tool jacket 32 which is arranged on the outer circumference of the tool core 28 in the ready-to-use state.
  • the tool jacket 32 defines the winding chambers 26 and is itself made of several parts, whereby in the exemplary embodiment it consists of several — here: three pieces — jacket segments 33. These jacket segments 33 are attached to the outer circumference of the tool core 28, being spaced apart from one another in the circumferential direction of the tool core 28. The slot-like, radially extending spaces between them are indicated at 34. In order to fix the jacket segments 33 at the desired spacing on the tool core 28, this advantageously has a number of longitudinal ribs 35 or other spacers on the outer circumference corresponding to the number of jacket segments 33. The jacket segments 33 fit into the between adjacent longitudinal ribs 35 existing spaces 36 on the circumference of the tool core 28 can be inserted in a form-fitting manner.
  • the radial extension of the longitudinal ribs 35 is less than the radial wall thickness of the tool casing 32, so that they end within the winding chambers 26 at a radial distance from the outer circumference of the tool casing 32, in particular at the same height as the groove base 37 of arcuate grooves 38 on the outer circumference of the casing segments 33, which add up to the winding chambers 26 in the state attached to the tool core 28.
  • the winding tool 25 is therefore first assembled in the ready-to-use state according to FIG. 1. Subsequently, the continuous coil wire 23a is wound around the tool jacket 32, so that the arrangement according to FIG. 2 results. In this phase, the coil subsystem 4a has already been completed with regard to the wiring.
  • a "caking process” then follows, the entire arrangement being exposed to heat, so that the sheathing of the coil wire 23a melts and adjacent sections of the coil wire are firmly glued or baked to one another and the coil wire itself is also stiffened.
  • the coil wire preferably consists of copper wire with a coating that can be melted by the action of heat. Such wire is usually called baked enamel wire.
  • the coil subsystem 4a, 4b still seated on the tool jacket 32 is given a high degree of dimensional stability with a self-supporting structure.
  • the manufactured coil subsystem 4a is removed from the winding tool 25.
  • the tool core 28 is first pulled axially out of the tool jacket 32 according to arrow 43.
  • the jacket segments 33 which are no longer held in their original position, are then individually and successively displaced radially inward so that their arcuate grooves 38 disengage them from the drive coils 3 produced. Disengaged in this way, the jacket segments 33 can be pulled axially out of the interior of the coil subsystem 4a according to arrow 44 (FIG. 3).
  • the coil subsystem 4a produced now forms a self-supporting unit even without an additional coil carrier.
  • the relative position of adjacent drive coils 3 is stabilized by the stiffening of the bridging sections 24 of the coil wire caused during the baking process.
  • both coil subsystems 4a, 4b have been produced in this way, these coil subsystems 4a, 4b are arranged alongside one another in the manner shown in FIG. 5, so that in each case one drive coil 3a or 3b at the same axial height with a space 22b or 22a des each other coil subsystem comes to rest.
  • the comb-like structured coil subsystems 4a, 4b are then brought into engagement with one another in a tooth-like manner by being inserted into one another transversely to their longitudinal extent.
  • the bridging sections 24 practically represent the comb back and the drive coils 3 the comb teeth of a comb-like structure, the drive coils 3a, 3b of all the coil subsystems 4a, 4b being coaxial with one another and the bridging sections 24 of each in the interlocking state a coil subsystem 4a, 4b which is inserted into the assigned intermediate space 22a, 22b set drive coil of the other coil subsystem happens on the outer circumference.
  • the procedure is comparable if the coil system to be produced defines more than two coil subsystems. There, the axial spaces between adjacent drive coils are then chosen to be so large within a respective coil subsystem that at least one drive coil of the other coil subsystems each fits in between.
  • the rod-shaped inference device 15 can then be inserted into the coil system 2 produced.
  • the manufactured coil system 2 is inserted into a tubular yoke device.

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Abstract

Es wird ein elektrodynamischer Lineardirektantrieb (1) vorgeschlagen, der ein Spulensystem (2) mit mehreren koaxial aufeinanderfolgend angeordneten Antriebsspulen (3) aufweist. Im Innenraum oder am Aussenumfang des Spulensystems (2) ist ein Magnetsystem (6) angeordnet, das als Bestandteil eines relativ zum Spulensystem (2) beweglichen Abtriebsteils (8) ausgeführt ist. Auf der entgegengesetzten Seite des Magnetsystems (6) befindet sich innen oder aussen am Spulensystem (2) eine Rückschlusseinrichtung (15). Zum Erhalt einer hohen Energiedichte liegen axial benachbarte Antriebsspulen (3) unmittelbar aneinander an. Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung des Spulensystems (2) vorgeschlagen.

Description

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Die Erfindung betrifft einen elektrodynamischen Lineardirekt- antrieb sowie ein Verfahren zur Herstellung eines mehrere koaxial aufeinanderfolgend angeordnete Antriebsspulen enthaltenden Spulensystems eines elektrodynamischen Linearantriebes.
Elektrodynamische Lineardirektantriebe, in der Regel als Linearmotoren bezeichnet, verfügen in der Regel über ein getaktet mit einer Erregerspannung beaufschlagbares Spulensystem und ein relativ zu dem Spulensystem bewegbares, mehrere axial aufeinanderfolgend angeordnete Permanentmagnete enthaltendes MagnetSystem. Das MagnetSystem ist Bestandteil eines relativ zu dem Spulensystem in dessen Längsrichtung beweglichen Abtriebsteils. Durch Erregung des Spulensystems kann das Magnetsystem und mit diesem das gesamte Abtriebsteil zu einer Linearbewegung veranlasst werden.
Das Spulensystem, das mehrere koaxial aufeinanderfolgend angeordnete Antriebsspulen aufweist, sitzt bisher üblicherweise auf einem meist aus Kunststoffmaterial bestehenden Spulenträger, der durch Trennwände axial voneinander abgeteilte Wi- ckelkammern besitzt, in die die Antriebsspulen hineingewickelt sind. Das Spulensystem wird dann zusammen mit dem Spulenträger an einer den magnetischen Rückschluss für das Magnetsystem ermöglichenden Rückschlusseinrichtung montiert.
Um eine möglichst hohe Leistungs- bzw. Energiedichte zu erhalten, sollten innerhalb des Spulensystems nur geringe Luftspalte auftreten. Die daraus resultierenden Anforderungen an den Wickelvorgang bei der Herstellung des Spulensystems sind relativ hoch und wirken sich nachteilig auf die Herstellungskosten aus .
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrodynamischen Lineardirektantrieb sowie ein Spulensystem für einen solchen Lineardirektantrieb zu schaffen, wobei mit geringerem Aufwand eine höhere Leistungsdichte realisierbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein elektrodynamischer Linear- direktantrieb vorgesehen, mit einem mehrere koaxial aufeinanderfolgend angeordnete Antriebsspulen enthaltenden Spulensystem, das von einer getakteten Erregerspannung beaufschlagbar ist, mit einem im Innenraum oder am Außenumfang des Spulensystems angeordneten, mehrere axial aufeinanderfolgend ange- ordnete Permanentmagnete enthaltenden Magnetsystem, das als Bestandteil eines relativ zu dem Spulensystem in dessen Längsrichtung beweglichen Abtriebsteils ausgeführt ist, und mit einer auf der entgegengesetzten Seite des Magnetsystems innen oder außen am Spulensystem vorgesehenen Rückschlusseinrichtung, wobei axial benachbarte Antriebsspulen des Spulensystems ohne Zwischenraum unmittelbar aneinander anliegen.
Auf diese Weise sind die beim Stand der Technik zwischen benachbarten Antriebsspulen des Spulensystems vorhandenen Trennwände eines Spulenträgers entfallen, und die einander benachbarten Antriebsspulen liegen unmittelbar aneinander an. Das beim Stand der Technik von den Trennwänden eingenommene Volumen kann somit vom Kupfermaterial der Antriebsspulen ausgefüllt werden, woraus ein höherer Kupferfüllgrad und dementsprechend eine wesentlich höhere Energiedichte resultiert. Eine Folge dieser dicht gepackten Spulenanordnung ist die Realisierbarkeit höherer Stellkräfte.
Vorteilhafte Weiterbildungen des elektrodynamischen Lineardirektantriebes gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Bei dem erfindungsgemäßen Lineardirektantrieb kann ein Spu- lenträger für das Spulensystem entfallen. Insbesondere kann das Spulensystem auch unmittelbar oder allenfalls unter Zwischenschaltung lediglich einer dünnen Isolationsschicht an der Rückschlusseinrichtung anliegen, so dass auch hier keine nennenswerten Zwischenräume auftreten.
Auf Basis der erfindungsgemäßen Lösung können unterschiedliche Konzepte realisiert werden. Es ist beispielsweise möglich, die Rückschlusseinrichtung rohrförmig auszubilden und das Spulensystem innerhalb der Rückschlusseinrichtung anzuordnen, so dass es von der Rückschlusseinrichtung außen koaxial umschlossen wird. Ferner besteht die Möglichkeit, die Rückschlusseinrichtung stabförmig auszubilden und in dem von dem Spulensystem umgrenzten Innenraum zu platzieren, so dass sie von dem Spulensystem koaxial umschlossen wird.
Zweckmäßigerweise besteht das Spulensystem aus wenigstens zwei, beispielsweise zwei oder drei, jeweils durchgehend ver- drahteten Spulenteilsystemen, die jeweils mehrere koaxial mit Abstand zueinander angeordnete Antriebsspulen enthalten, wobei die Antriebsspulen der Spulenteilsysteme abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnet sind. Zwischen axial benachbarten Antriebsspulen eines jeweiligen Spulenteilsystems verläuft zweckmäßigerweise ein den axialen Zwischenraum überbrückender Überbrückungsabschnitt des Spulendrahtes des betreffenden Spulenteilsystems. Dieser erstreckt sich auf Höhe des Außen- umfanges des betreffenden Spulenteilsystems und passiert die in dem Zwischenraum angeordnete mindestens eine Antriebsspule des mindestens einen weiteren Spulenteilsystems im Bereich des Außenumfangs .
Auf diese Weise wird vermieden, dass der Überbrückungsabschnitt des Spulendrahtes eines jeweiligen Spulenteilsystems am Spulengrund benachbarter Antriebsspulen eines anderen Spulenteilsystems verläuft, was die Herstellung einer idealen Spulenform bei allen Antriebsspulen gewährleistet. Die Drahtführung des Spulendrahtes über benachbarte Antriebsspulen ei- nes anderen Spulenteilsystems ist folglich unkritisch und stört nicht die Bewicklung bzw. den Füllgrad der benachbarten Antriebsspulen.
Die einzelnen Spulenteilsysteme bilden zweckmäßigerweise jeweils eine selbsttragende, formstabile Struktur mit zueinander koaxialen Antriebsspulen. Die einzelnen Spulenteilsysteme können kammartig gestaltet und quer zu ihrer Längsachse ineinander eingesteckt sein. Die Formstabilität lässt sich durch Verwendung eines so genannten Backlackdrahtes als Spulendraht realisieren, wobei der aus Kupfer bestehende Spulendraht von einer Schicht umgeben ist, die durch Wärmeeinwirkung schmilzt, so dass benachbarte Drahtabschnitte miteinander verbacken.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines mehrere koaxial aufeinanderfolgend angeordnete Antriebsspulen enthaltenden Spulensystems eines elektrodynamischen Lineardirektantriebes, wobei wenigs- tens zwei durchgehend verdrahtete Spulenteilsysteme getrennt voneinander gefertigt werden, die jeweils mehrere koaxial mit Abstand zueinander angeordnete Antriebsspulen enthalten, zwischen denen, auf Höhe des Außenumfangs, ein überbrückungsabschnitt des durchgehenden Spulendrahtes verläuft, so dass sich eine kammartige Struktur ergibt, und wobei diese kammartig strukturierten Spulenteilsysteme quer zu ihrer Längserstreckung ineinander gesteckt werden, so dass sämtliche Antriebsspulen koaxial zueinander angeordnet sind und die Über- brückungsabschnitte der Spulendrähte die in den überbrückten Zwischenraum eingesteckte mindestens eine Antriebsspule des mindestens einen weiteren Spulenteilsystems am Außenumfang passieren.
Man hat somit die Möglichkeit, die Spulenteilsysteme getrennt voneinander zu fertigen, wobei der Zusammenbau einfach dadurch geschieht, dass man die entstandenen kammähnlichen Strukturen der Spulenteilsysteme längsseits ineinandersteckt, wobei Antriebsspulen des jeweils einen Spulenteilsystems in den Zwischenraum zwischen benachbarten Antriebsspulen des oder der jeweils anderen Spulenteilsystems bzw. Spulenteil- Systeme eingreifen.
Diese Handhabung ist besonders einfach, wenn man die einzelnen Spulenteilsysteme nach dem Wickeln verbackt, so dass sich selbsttragende, formstabile Strukturen ergeben.
Das Wickeln der Spulenteilsysteme erfolgt zweckmäßigerweise auf einem Wickelwerkzeug, das axial beabstandete ringnutartige Wickelkammern enthält, in die der Spulendraht zum Herstellen der Antriebsspulen hineingewickelt wird.
Die Wickelkammern sind bei dem verwendeten Wickelwerkzeug zweckmäßigerweise an einem Werkzeugmantel vorgesehen, der aus mehreren MantelSegmenten besteht, die am Außenumfang eines länglichen Werkzeugkerns mit Abstand zueinander platziert werden und die man zum "Entformen" des hergestellten Spulen- teilsystems nach radial innen in den Innenraum des Spulenteilsystems verlagern kann, nachdem man zuvor den Werkzeugkern herausgezogen hat .
Die Erfindungen werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 bis 6 verschiedene Stadien eines Verfahrens zur Herstel- lung eines Spulensystems für einen elektrodynamischen Lineardirektantrieb,
Fig. 7 in schematischer Darstellung einen elektrodynamischen Lineardirektantrieb, der mit dem gemäß Fig. l bis 6 hergestellten Spulensystem ausgestattet ist,
Fig. 8 die bei dem Lineardirektantrieb gemäß Fig. 7 vorhandene Einheit aus Spulensystem und Rückschluss- einrichtung in teilweise aufgebrochener Darstel- lungsweise und
Fig. 9 eine alternative Bauform eines elektrodynamischen Lineardirektantriebes, der mit einem erfindungsgemäß hergestellten Spulensystem ausgestattet ist .
Die Figuren 7 und 9 zeigen jeweils, in schematischer Darstellung, einen elektrodynamischen Lineardirektantrieb 1 in perspektivischer Darstellung. Bei beiden Bauformen ist ein Spulensystem 2 vorhanden, das über mehrere koaxial aufeinanderfolgend angeordnete Antriebs- spulen 3 verfügt .
Das Spulensystem 2 setzt sich bei beiden Ausführungsformen aus mehreren Spulenteilsystemen 4a, 4b zusammen, die in Figuren 5 und 6 einzeln abgebildet sind. Jedes Spulenteilsystem 4a, 4b verfügt über eine Mehrzahl zueinander koaxialer und axial aufeinanderfolgend angeordneter Antriebsspulen 3, die zur besseren Unterscheidung zusätzlich mit Bezugsziffern 3a bzw. 3b bezeichnet sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 sind insgesamt zwei Spulenteilsysteme 4a, 4b vorhanden. Der Lineardirektantrieb gemäß Figur 9 ist mit drei derartigen Spulenteilsystemen ausgestattet, wobei die Antriebsspulen 3 des dritten Spulenteilsystems ergänzend mit Bezugsziffer 3c bezeichnet sind.
Innerhalb eines jeweiligen Spulensystems 2 sind die Spulenteilsysteme 4a, 4b zweckmäßigerweise so angeordnet, dass die Antriebsspulen 3a, 3b bzw. 3a, 3b, 3c abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnet sind.
Mittels nicht näher dargestellter Ansteuerungsmittel kann das Spulensystem 2 mit einer getakteten Erregerspannung beaufschlagt werden, wobei die Spulenteilsysteme in zeitlichem Abstand zueinander wiederkehrend elektrisch erregt werden. Auf diese Weise wird ein in Richtung der Längsachse 5 des Spulensystems 2 wanderndes Magnetfeld erzeugt .
Jeder Liήeardirektantrieb 1 ist ferner mit einem permanent- magnetischen Magnetsystem 6 ausgestattet, das in Figur 7 lediglich strichpunktiert dargestellt ist. Das Magnetsystem 6 enthält mehrere axial aufeinanderfolgend angeordnete Permanentmagnete 7, die beim Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet sind. Zweckmäßigerweise liegt eine radiale Polarisie- rung der Permanentmagnete 7 vor, wobei unmittelbar benachbarte Permanentmagnete 7 entgegengesetzt gepolt sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 7 ist das Magnetsystem 6 am Außenumfang des Spulensystems 2 angeordnet und um- schließt dieses koaxial. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 9 befindet sich das MagnetSystem 6 im Innenraum des Spulensystems 2 und wird von diesem umschlossen.
Das Magnetsystem 6 ist als Bestandteil eines relativ zu dem Spulensystem 2 in dessen Längsrichtung beweglichen Abtriebsteils 8 ausgebildet. Die mögliche Linearbewegung des Abtriebsteils 8 ist in Figuren 7 und 9 bei 12 durch einen Doppelpfeil angedeutet .
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 7 sitzt das Magnetsystem 6 koaxial an der Innenfläche eines rohrförmigen Magnetträgers 13, der in nicht näher gezeigter Weise mit Mitteln ausgestattet ist, die die Befestigung eines zu bewegenden Gegenstandes ermöglichen. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 9 ist der Magnetträger 13 stangenförmig ausgebildet und ragt an einer Stirnseite aus dem hohlzylindrischen Spulensystem 2 heraus. Dieser ist stirnseitig mit Befestigungsmitteln 14 zur Befes- tigung eines zu bewegenden Gegenstandes versehen.
Bei beiden Lineardirektantrieben fungiert das Spulensystem 2 als Stator und das Magnetsystem 6 als diesbezüglich linear beweglicher Läufer. Zur ortsfesten Fixierung des Spulensys- tems 2 kann eine Rückschlusseinrichtung 15 herangezogen werden, die den magnetischen Rückschluss der Magnetfelder begünstigt. Die Rückschlusseinrichtung 15 ist auf der dem Magnetsystem 6 entgegengesetzten Innen- bzw. Außenseite des Spulensystems 2 platziert und befindet sich mithin beim Ausfüh- rungsbeispiel der Figur 7 im Innenraum des Spulensystems 2 und beim Ausführungsbeispiel der Figur 9 am Außenumfang des Spulensystems 2.
Die Rückschlusseinrichtung 15 besteht aus einem ferromagneti- sehen Körper, der beim Ausführungsbeispiel der Figur 7 stab- förmig ausgebildet ist und vom Spulensystem 2 koaxial umschlossen wird. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 9 ist die Rückschlusseinrichtung 15 rohrförmig ausgebildet und das Spulensystem 2 außen koaxial umschließend angeordnet.
Spulensystem 2 und Rückschlusseinrichtung 15 sind in der Längsrichtung relativ zueinander unbeweglich. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 9 ist die Rückschlusseinrichtung 15 von einem Hüllrohr 16 umgeben, das praktisch das Gehäuse des Lineardirektantriebes 1 bildet. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 7 ist die Rückschlusseinrichtung 15 rückseitig in nicht näher dargestellter Weise an einer Haltestruktur befes- tigt.
Wird das Spulensystem 2 mit einer getakteten Erregerspannung beaufschlagt, kooperieren die elektromagnetischen Felder mit den permanentmagnetischen Feldern des Magnetsystems 6 und ru- fen die Linearbewegung 12 des Magnetsystems 6 bzw. des mit diesem ausgestatteten Abtriebsteils 8 relativ zum ortsfesten Spulensystem 2 und der Rückschlusseinrichtung 15 hervor. Diese Linearbewegung lässt sich abgreifen, um beispielsweise einen Gegenstand zu bewegen. Einsatzmöglichkeiten ergeben sich beispielsweise auf dem Sektor der Automatisierungstechnik im Zusammenhang mit Fertigungs- und Montageaufgaben.
Die Lineardirektantriebe sind in der Lage, hohe Stellkräfte auszuüben. Die Ursache hierfür liegt vor allem in der hohen Energiedichte des Spulensystems 2. Diese ist auf ein Minimum an Luftspalten zurückzuführen, unter anderem bedingt durch die Tatsache, dass axial beabstandete Antriebsspulen 3 des Spulensystems 2 ohne Zwischenraum unmittelbar aneinander anliegen. Diese Kontaktbereiche sind in der Zeichnung bei 17 kenntlich gemacht.
Während konventionelle Linearmotoren über ein Spulensystem verfügen, bei dem die Antriebsspulen auf einem gesonderten und meist aus Kunststoffmaterial bestehenden formstabilen Spulenträger gewickelt sind, wird bei den abgebildeten Lineardirektantrieben auf einen solchen Spulenträger verzichtet. Dadurch entfällt auch die bei solchen Spulenträgern übliche Trennwand zwischen benachbarten Antriebsspulen 3, mit der Folge, dass letztere sich berühren können und keine oder zumindest nur sehr geringe Luftspalte vorhanden sind.
Durch den Entfall eines separaten Spulenträgers besteht fer- ner die bei den Ausführungsbeispielen realisierte Möglichkeit, dass die Antriebsspulen 3 an der zugeordneten Rückschlusseinrichtung 15 unmittelbar anliegend ausgeführt werden, so dass auch in dem in der Zeichnung durch Bezugsziffer 18 markierten Übergangsbereich zwischen den Antriebsspulen 3 und der Rückschlusseinrichtung 15 keine Zwischenräume vorhanden sind. Allerdings kann, wenn dies als zweckmäßig erachtet wird, eine dünne Isolationsschicht zwischengefügt werden, die jedoch folienartig oder blattartig dünn ausgebildet werden kann, da sie keinerlei Tragfunktion hat und folglich auch keine Eigensteifigkeit benötigt .
Die spaltlosen Kontaktbereiche 17 zwischen benachbarten Antriebsspulen 3 sowie die spaltlosen Übergangsbereiche 18 zwischen den Antriebsspulen 3 und der Rückschlusseinrichtung 15 gehen besonders deutlich aus der teilweise aufgebrochenen Abbildung der Figur 8 hervor. Dort ist in Einzeldarstellung ein auf einer stabförmigen Rückschlusseinrichtung 15 platziertes Spulensystem 2 abgebildet, wie es bei dem Lineardirektantrieb gemäß Figur 7 zum Einsatz gelangt .
Weitere Details des vorteilhaften Aufbaues der Lineardirekt- antriebe gehen auch aus Figuren 1 bis 6 hervor, die ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung des Spulensystems 2 und dessen Komplettierung mit einer Rückschlusseinrichtung 15 zeigen. Das Herstellungsverfahren bezieht sich auf die Herstellung eines zweiphasigen Spulensystems, also eines Spulensystems 2 mit zwei Spulenteilsystemen 4a, 4b, wie es bei dem Lineardirektantrieb gemäß Figur 7 zum Einsatz gelangt .
Ein wesentlicher Aspekt des Herstellungsverfahrens besteht darin, dass die das Spulensystem 2 bildenden Spulenteilsysteme 4a, 4b getrennt voneinander gefertigt und erst anschließend zusammengefügt werden. Die Figur 5 zeigt die beiden getrennt gefertigten Spulenteilsysteme 4a, 4b im noch getrennten Zustand, die Figur 6 verdeutlicht den Zusammenbau zum Er- halt des Spulensystems 2 als solches.
Die Spulenteilsysteme 4a, 4b zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Antriebsspulen 3, 3a bzw. 3, 3b mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind, so dass sich zwischen axial benach- barten Antriebsspulen 3, 3a bzw. 3, 3b eines jeweiligen Spulenteilsystems 4a, 4b ein axialer Zwischenraum 22a, 22b einstellt. Gleichwohl sind die Antriebsspulen 3a, 3b innerhalb eines jeweiligen Spulenteilsystems 4a, 4b elektrisch mitein- ander verdrahtet, indem sie als Bestandteile eines durchgehenden Spulendrahtes 23a, 23b ausgeführt sind. Der Übergang zwischen benachbarten, beabstandeten Antriebsspulen 3a, 3b innerhalb eines jeweiligen Spulenteilsystems 4a, 4b erfolgt durch Uberbrückungsabschnitte 24 des zugehörigen Spulendrahtes 23a, 23b. Diese Uberbrückungsabschnitte 24 zeichnen sich dadurch aus, dass sie auf radialer Höhe des Außenumfanges des betreffenden Spulenteilsystems 4a, 4b verlaufen, also etwa mit gleichem Abstand zum Zentrum des Spulenteilsystems 4a, 4b wie der Außenumfang der aus dem Spulendraht 23a, 23b gewickelten Antriebsspulen 3a, 3b.
Zur Herstellung eines jeweiligen Spulenteilsystems 4a, 4b greift man zweckmäßigerweise auf den Einsatz eines in Figuren l bis 4 abgebildeten Wickelwerkzeuges 25 zurück. Dieses Wickelwerkzeug 25 hat im zum Bewickeln mit Spulendraht betriebsbereiten Zustand gemäß Figur 1 eine längliche Gestalt und ist im Bereich des Außenumfanges mit axial beabstandeten ringnutartigen Wickelkammern 26 ausgestattet, deren Abstand voneinander dem gewünschten Abstand der Antriebsspulen 3 innerhalb des zugeordneten Spulenteilsystems entspricht. Zur Herstellung der Antriebsspulen 3 wird der Spulendraht um das Wickelwerkzeug 25 herumgewickelt und dabei gleichzeitig in die Wickelkammern 26 hineingewickelt, wobei die Wickelkammern 26 nacheinander aufgefüllt werden, so dass die Antriebsspulen 3 entstehen. Die Figur 2 zeigt einen Zustand mit einem auf dem Wickelwerkzeug 25 fertig gewickelten Spulenteilsystem 4a, bei dem die Antriebsspulen 3 die Wickelkammern 26 ausfüllen und die Uberbrückungsabschnitte 24 des Spulendrahtes außen an den zwischen benachbarten Wickelkammern 26 verbleibenden Trennwänden 27 des Wickelwerkzeuges 25 vorbeigeführt sind.
Da lediglich am Spulenanfang einer jeweiligen Antriebsspule 3 eine radiale Drahtführung nach innen zum Grund der zugehörigen Wickelkammer 26 zu erfolgen hat und die Uberbrückungsabschnitte 24 radial außen vorgesehen sind, können die Antriebsspulen 3 optimal gewickelt werden, was einen hohen Kup- ferfüllgrad gewährleistet.
Um das gewickelte Spulenteilsystem 4a - Entsprechendes gilt für das vergleichbar hergestellte Spulenteilsystem 4b - problemlos vom Wickelwerkzeug 25 entfernen zu können, ist letzte- res mehrteilig ausgebildet. Bei der besonders vorteilhaften beispielsgemäßen Bauform verfügt das Wickelwerkzeug 25 über einen länglichen Werkzeugkern 28 und 'über einen im betriebsbereiten Zustand am Außenumfang des Werkzeugkerns 28 angeordneten Werkzeugmantel 32.
Der Werkzeugmantel 32 definiert die Wickelkammern 26 und ist seinerseits mehrteilig ausgebildet, wobei er beim Ausführungsbeispiel aus mehreren - hier: drei Stück - Mantelsegmenten 33 besteht. Diese MantelSegmente 33 werden an den Außen- umfang des Werkzeugkerns 28 angesetzt, wobei sie in der Um- fangsrichtung des Werkzeugkerns 28 zueinander beabstandet sind. Die zwischen ihnen vorhandenen schlitzartigen, radial verlaufenden Zwischenräume sind bei 34 angedeutet. Um die MantelSegmente 33 in dem gewünschten Abstand am Werkzeugkern 28 zu fixieren, verfügt dieser am Außenumfang zweckmäßigerweise über eine der Anzahl der Mantelsegmente.33 ent- sprechende Anzahl von Längsrippen 35 oder sonstige Abstands- halter, wobei die Mantelsegmente 33 in die zwischen benachbarten Längsrippen 35 am Umfang des Werkzeugkerns 28 vorhandenen Zwischenräume 36 formschlüssig eingesetzt werden können.
Die radiale Erstreckung der Längsrippen 35 ist geringer als die radiale Wandstärke des Werkzeugmantels 32, so dass sie innerhalb der Wickelkammern 26 mit radialem Abstand zum Außenumfang des Werkzeugmantels 32 enden, insbesondere auf gleicher Höhe wie der Nutgrund 37 bogenförmiger Nuten 38 am Außenumfang der Mantelsegmente 33, die sich im an den Werkzeugkern 28 angesetzten Zustand zu den Wickelkammern 26 ergänzen.
Zur Herstellung eines Spulenteilsystems 4a wird also zunächst das Wickelwerkzeug 25 in den betriebsbereiten Zustand gemäß Figur 1 zusammengebaut. Anschließend wird der durchgehende Spulendraht 23a um den Werkzeugmantel 32 herumgewickelt, so dass sich die Anordnung gemäß Figur 2 ergibt. In dieser Phase ist das Spulenteilsystem 4a hinsichtlich der Verdrahtung bereits fertiggestellt. Es schließt sich dann ein "VerbackungsVorgang" an, wobei die gesamte Anordnung Wärme ausgesetzt wird, so dass die Ummante- lung des Spulendrahtes 23a schmilzt und benachbarte Abschnitte des Spulendrahtes fest miteinander verklebt bzw. verbacken werden und der Spulendraht selbst auch versteift wird. Der Spulendraht besteht zu diesem Zweck vorzugsweise aus Kupferdraht mit einer durch Wärmeeinwirkung schmelzbaren Beschichtung. Derartiger Draht wird in der Regel als Backlackdraht bezeichnet .
Durch dieses Verbacken bekommt das noch auf dem Werkzeugmantel 32 sitzende Spulenteilsystem 4a, 4b eine hohe Formstabilität mit einer selbsttragenden Struktur.
Als Nächstes wird das hergestellte Spulenteilsystem 4a vom Wickelwerkzeug 25 entfernt. Hierzu wird zunächst gemäß Figur 3 der Werkzeugkern 28 axial aus dem Werkzeugmantel 32 gemäß Pfeil 43 herausgezogen. Anschließend werden die Mantelsegmente 33, die nun nicht mehr in ihrer Ursprungsposition gehalten werden, einzeln und nacheinander nach radial innen verlagert, so dass sie mit ihren bogenförmigen Nuten 38 außer Eingriff mit den hergestellten Antriebsspulen 3 gelangen. Derart außer Eingriff gebracht, können die Mantelsegmente 33 gemäß Pfeil 44 axial aus dem Innenraum des Spulenteilsystems 4a herausge- zogen werden (Figur 3) .
Als Resultat ergeben sich gemäß Figur 4 getrennte Komponenten in Gestalt des Werkzeugkernes 28, der Mantelsegmente 33 und vor allem des nun vom Wickelwerkzeug 25 befreiten Spulenteilsystems 4a.
Das hergestellte Spulenteilsystem 4a bildet nun auch ohne zu- sätzlichen Spulenträger eine selbsttragende Einheit. Die Relativposition benachbarter Antriebsspulen 3 wird durch die beim Verbackungsvorgang hervorgerufene Versteifung der Uberbrückungsabschnitte 24 des Spulendrahtes stabilisiert.
Nachdem beide Spulenteilsysteme 4a, 4b auf diese Weise hergestellt wurden, werden diese Spulenteilsysteme 4a, 4b in der aus Figur 5 hervorgehenden Weise längsseits nebeneinanderliegend angeordnet, so dass jeweils eine Antriebsspule 3a bzw. 3b auf gleicher axialer Höhe mit einem Zwischenraum 22b bzw. 22a des jeweils anderen Spulenteilsystems zu liegen kommt. Ausgehend von einer derartigen Zuordnung werden dann die kammartig strukturierten Spulenteilsysteme 4a, 4b in der aus Figur 6 hervorgehenden Weise durch quer zu ihrer Längserstreckung erfolgendes ineinander Einstecken miteinander verzah- nungsartig in Eingriff gebracht. Innerhalb eines jeweiligen Spulenteilsystems 4a, 4b repräsentieren die Uberbrückungsabschnitte 24 praktisch den Kammrücken und die Antriebsspulen 3 die Kammzähne einer kammartigen Struktur, wobei im ineinander eingreifenden Zustand die Antriebsspulen 3a, 3b sämtlicher Spulenteilsysteme 4a, 4b zueinander koaxial sind und die Ü- berbrückungsabschnitte 24 des jeweils einen Spulenteilsystems 4a, 4b die in den zugeordneten Zwischenraum 22a, 22b einge- setzte Antriebsspule des anderen Spulenteilsystems am Außenumfang passiert.
Vergleichbar wird verfahren, wenn das herzustellende Spulensystem mehr als zwei Spulenteilsysteme definiert. Dort werden dann innerhalb eines jeweiligen Spulenteilsystems die axialen Zwischenräume zwischen benachbarten Antriebsspulen so groß gewählt, dass je mindestens eine Antriebsspule der anderen Spulenteilsysteme dazwischenpasst .
In diesem Zustand kann dann die stabförmige Rückschlusseinrichtung 15 in das hergestellte Spulensystem 2 eingeführt werden. Alternativ hierzu wird in Verbindung mit der Realisierung eines Lineardirektantriebes gemäß Figur 9 das herge- stellte Spulensystem 2 in eine rohrförmige Rückschlusseinrichtung eingesteckt .
Ein Vorteil bei dem erläuterten Herstellungsverfahren liegt auch darin, dass bei der Bewicklung zahlreiche Freiheitsgrade vorliegen, da zum Beispiel die Füllhöhe oder auch die Anzahl der bewickelten Wickelkammern 26 je nach Bedarf gewählt werden kann. Es können also Spulenteilsysteme mit unterschiedlichen Außendurchmessern und unterschiedlichen Längen mit ein und demselben Wickelwerkzeug 25 realisiert werden. Nachdem das Spulenteilsystem durch Verbacken der Spulendrähte die erforderliche Formstabilität erhalten hat, kann der Werkzeugkern mit wenigen Handgriffen entformt werden. Man kann somit auf Basis eines einzigen Wickelwerkzeuges unterschiedliche Spulensysteme realisieren. Geringe Werkzeugkosten und somit geringe Herstellkosten für das Spulensystem sind die Folge.

Claims

Ansprüche
1. Elektrodynamischer Lineardirektantrieb, mit einem mehre- re koaxial aufeinanderfolgend angeordnete Antriebsspulen (3) enthaltenden Spulensystem (2) , das von einer getakteten Erregerspannung beaufschlagbar ist, mit einem im Innenraum oder am Außenumfang des Spulensystems (2) angeordneten, mehrere axial aufeinanderfolgend angeordnete Permanentmagnete (7) enthaltenden Magnetsystem (6) , das als Bestandteil eines relativ zu dem Spulensystem (2) in dessen Längsrichtung (5) beweglichen Abtriebsteils (8) ausgeführt ist, und mit einer auf der entgegengesetzten Seite des Magnetsystems (6) innen oder außen am Spulensystem (2) vorgesehenen Rückschlusseinrichtung (15) , wobei axial benachbarte Antriebsspulen (3) des Spulensystems (2) ohne Zwischenraum unmittelbar aneinander anliegen.
2. Lineardirektantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Antriebsspulen (3) unmittelbar oder allenfalls unter Zwischenschaltung lediglich einer dünnen Isolationsschicht an der Rückschlusseinrichtung (15) anliegen.
3. Lineardirektantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Rückschlusseinrichtung (15) rohrförmig ausgebildet ist und das Spulensystem (2) außen koaxial umschließt.
4. Lineardirektantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlusseinrichtung (15) stabförmig ausgebildet ist und von dem Spulensystem (2) koaxial u - schlössen ist.
5. Lineardirektantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (7) ringförmig ausgebildet sind.
6. Lineardirektantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spulensystem (2) aus wenigstens zwei jeweils durchgehend verdrahteten Spulenteilsystemen (4a, 4b) besteht, die jeweils mehrere koaxial mit Abstand zu- einander angeordnete Antriebsspulen (3a, 3b) enthalten, wobei die Antriebsspulen (3a, 3b) der Spulenteilsysteme (4a, 4b) abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnet sind.
7. Lineardirektantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass zwischen axial benachbarten Antriebsspulen
(3a, 3b) eines jeweiligen Spulenteilsystems (4a, 4b) ein den axialen Zwischenraum (22a, 22b) auf Höhe des Außenumfanges des betreffenden Spulenteilsystems (4a, 4b) überbrückender Überbrückungsabschnitt (24) des Spulendrahtes (23a, 23b) ver- läuft, der die in dem Zwischenraum (22a. 22b) angeordnete (n) Antriebsspule (n) des mindestens einen weiteren Spulenteilsystems (4a, 4b) am Außenumfang passiert.
8. Lineardirektantrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenteilsysteme (4a, 4b) jeweils kammartig strukturiert sind und quer zu ihrer Längsachse in- einander greifen.
9. Lineardirektantrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenteilsysteme (4a, 4b) , für sich allein gesehen, jeweils eine selbsttragende, form- stabile Struktur mit zueinander koaxialen Antriebsspulen (3a, 3b) bilden.
10. Verfahren zur Herstellung eines mehrere koaxial aufeinanderfolgend angeordnete Antriebsspulen (3, 3a, 3b) enthal- tenden Spulensystems (2) eines elektrodynamischen Lineardirektantriebes (1) , wobei wenigstens zwei durchgehend verdrahtete Spulenteilsysteme (4a, 4b) getrennt voneinander gefertigt werden, die jeweils mehrere koaxial mit Abstand zueinander angeordnete Antriebsspulen (3a, 3b) enthalten, zwischen denen, auf Höhe des Außenumfangs, ein Überbrückungsabschnitt (24) des durchgehenden Spulendrahtes (23a, 23b) verläuft, so dass sich eine kammartige Struktur ergibt, und wobei diese kammartig strukturierten Spulenteilsysteme (4a, 4b) quer zu ihrer Längserstreckung ineinander gesteckt werden, so dass sämtliche Antriebsspulen (3a, 3b) koaxial zueinander angeordnet sind und die Uberbrückungsabschnitte (24) der Spulendrähte (23a, 23b) die in den überbrückten Zwischenraum (22a, 22b) eingesteckte mindestens eine Antriebsspule (3a, 3b) des min- destens einen weiteren Spulenteilsystems (4a, 4b) am Außenumfang passieren.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Spulensystem (2) nach dem seitlichen Ineinanderstecken der Spulenteilsysteme (4a, 4b) auf eine stabförmige Rückschlusseinrichtung (15) aufgesteckt oder in eine rohrförmige Rückschlusseinrichtung (15) eingesteckt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Spulenteilsysteme (4a, 4b) nach dem Wickeln verbacken werden, so dass sich eine selbsttragende, formstabile Struktur ergibt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Wickeln der Spulenteilsysteme (4a, 4b) auf einem Wickelwerkzeug (25) erfolgt, das axial beabstandete ringnutartige Wickelkammern (26) zum Wickeln der Antriebsspulen (3a, 3b) aufweist.
14 . Verfahren nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet , dass ein Wickelwerkzeug (25 ) verwendet wird, das einen länglichen Werkzeugkern (28 ) und einen am Außenumfang des Werkzeugkerns (28 ) platzierten, die Wickelkammern (26 ) definierenden Werk- zeugmantel (32 ) aufweist , wobei der Werkzeugmantel (32 ) aus mehreren in Umfangsrichtung des Werkzeugkerns (28 ) mit Abstand zueinander angeordneten Mantel Segmenten (33 ) besteht , die zum Entnehmen eines gewickelten Spulenteilsystems (4a, 4b) nach radial innen verlagert werden, nachdem zuvor der Werkzeugkern (28) entfernt wurde.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Werkzeugkern (28) über den Umfang verteilte Längsrippen (35) aufweist, wobei die Mantelsegmente (33) in die zwischen benachbarten Längsrippen (35) vorhandenen Zwischenräume (36) eingesetzt werden.
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