NL1025269C2 - Modulaire lineaire motor. - Google Patents

Description

MODULAIRE LINEAIRE MOTOR

De uitvinding heeft betrekking op een modulaire lineaire motor. Dergelijke modulaire lineaire motoren worden gebruikt om bijvoorbeeld dragers over een beperkte lengte heen-en weer te bewegen. Daarbij kan gedacht worden aan een 5 transportsysteem in een fabriek of bijvoorbeeld een parkeersysteem, waarbij pallets met daarop voertuigen binnen in een gebouw verplaatst worden.

Lineaire motoren worden gewoonlijk geconstrueerd naar het te leveren vermogen. Afhankelijk daarvan wordt de lengte 10 van de lineaire motor bepaald. Dit betekent dat elke lineaire motor als een afzonderlijk produkt geproduceerd wordt en dat serieproduktie moeilijk is. Het is natuurlijk mogelijk om een aantal lineaire motoren van verschillende lengtes en dus verschillende vermogens te produceren, maar voor elke lengte 15 moeten afzonderlijke stempels gemaakt worden, waarmee de platen uitgestanst worden voor het blikpakket. Rond dit blikpakket worden de spoelen aangebracht waarmee de magnetische kracht opgewekt wordt en aldus de aandrijvende kracht verschaft wordt.

Het is nu een doel van de uitvinding een lineaire 20 motor te verschaffen, die eenvoudig aangepast kan worden aan het benodigde vermogen, zonder dat specifieke gereedschappen vervaardigd moeten worden om de lineaire motor te kunnen bouwen.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt met een 25 modulaire lineaire motor omvattende: - een aantal achter elkaar, in een vlak geplaatste 1025269- 2 magneten van afwisselende polariteit; - ten minste twee achter elkaar geplaatste spoelmodules, welke modules een pakket evenwijdige gelijkvormige platen omvatten, elk voorzien van ten minste drie 5 parallelle vingers, en om de vingers aangebrachte elektrische spoelen; waarbij de ten minste twee modules op afstand van elkaar zijn aangebracht.

Voor de bekrachtiging van modulaire lineaire motoren 10 wordt gewoonlijk een drie-fasenelektriciteit gebruikt. Met elke fase wordt één spoel bekrachtigd en doordat de fasen elkaar afwisselen worden aldus de drie verschillende parallelle vingers afwisselend bekrachtigd waardoor een voortstuwende kracht opgewekt wordt. Met dergelijke spoelmodules kan 15 gemakkelijk een lineaire motor samengesteld worden van een gewenst vermogen. Deze spoelmodules worden eenvoudigweg achter elkaar geplaatst waardoor een lineaire motor van een zekere lengte verkregen wordt en aldus van het gewenste vermogen.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de modulaire 20 lineaire motor volgens de uitvinding zijn de ten minste twee modules op afstand van elkaar aangebracht. Hierbij liggen aldus de plaatpakketten van de verschillende spoelmodules niet tegen elkaar aan, maar is er een zekere afstand aanwezig. Het is gebleken dat hiermee het zogenaamde "cogging"-effect van 25 lineaire motoren verminderd wordt. Dit cogging-effect, ook wel kleefkrachten genoemd, is het gevolg van de elektrische onsymmetrie van de spoelmodules. Wanneer een lineaire motor volgens de stand der techniek bekeken wordt met een groot aantal vingers, dan blijkt aan de uiteinden van de lineaire 30 motor een kleefkracht te ontstaan, die trillingen veroorzaakt. Het blijkt nu door de modules op afstand van elkaar aan te 1025269- 3 brengen, dat deze kleefkrachten aanzienlijk gereduceerd worden.

In weer een andere uitvoeringsvorm van de motor volgens de uitvinding is de steekafstand van de ten minste drie parallelle vingers en de steekafstand tussen aangrenzende 5 vingers van aangrenzende modules gelijk. Hierdoor kan de modulaire lineaire motor op gelijke wijze aangestuurd worden als een lineaire motor die uit één geheel is opgebouwd.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de modulaire lineaire motor volgens de uitvinding zijn de magneten 10 geroteerd langs de langsas van de vingers. Hierdoor wordt een tweede “cogging"-effect verminderd. Dit zijn namelijk de kleefkrachten, die optreden wanneer een vinger boven een magneet gebracht wordt en deze weer verlaat.

In weer een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de 15 modulaire lineaire motor volgens de uitvinding zijn aan weerszijden van de ten minste twee achter elkaar geplaatste spoelmodules afsluitprofielen aangebracht. Met deze afsluitprofielen worden de verschillende spoelmodules bij elkaar gehouden. Een dergelijk afsluitprofiel kan bijvoorbeeld 20 een extrusieprofiel zijn, dat bij de assemblage van de lineaire motor op de gewenste lengte wordt afgezaagd en zo de langszijden van de lineaire motor vormt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de modulaire motor volgens de uitvinding is in elke spoelmodule ten minste 25 één kanaal aangebracht dat aan weerszijden aansluit op in de afsluitprofielen aangebrachte kanalen. Via deze kanalen kan een koelmiddel door de spoelen gecirculeerd worden, waardoor het mogelijk is om met één spoelmodule meer vermogen op te wekken, dan met een ongekoelde spoelmodule.

30 In een uitvoeringsvorm van de modulaire lineaire motor volgens de uitvinding omvat deze een stationair frame, 1025269- 4 waaraan de modules bevestigd zijn, een op het frame aangebrachte geleidingsrail en een op de geleidingsrail steunende en verplaatsbare wagen, waaraan de magneten zijn aangebracht. De geleidingsrail zorgt ervoor dat de afstand 5 tussen de magneten en de spoelmodules constant gehouden wordt, waardoor een maximaal vermogen opgewekt kan worden. Als namelijk de afstand tussen de magneten en spoelmodules te groot wordt, dan kan er te weinig magnetische kracht opgewekt worden.

In een variant van deze modulaire lineaire motor zijn 10 ten minste twee sets van ten minste twee modules rug-aan-rug geplaatst en omvat de verplaatsbare wagen een U-vormig frame, dat de rug-aan-rug geplaatste modules omhult. Hierdoor kan in een compacte uitvoering een groot aantal spoelmodules ondergebracht worden en kan aldus een groot vermogen opgewekt 15 worden. Bovendien worden de reactiekrachten, die het gevolg zijn van de bekrachtiging van de modules, min of meer opgeheven doordat deze door de rug-aan-rug opstelling tegengesteld werken.

In nog een andere uitvoeringsvorm van de modulaire 20 lineaire motor volgens de uitvinding omvat deze een stationaire verticale plaat waarop aan weerszijden de magneten van afwisselende polariteit zijn aangebracht. Verder is op de plaat een geleidingsrail aangebracht, waarop een U-vormige wagen steunt, waarbij aan de wagen twee sets van ten minste twee 25 modules zijn aangebracht, waarbij elke set gericht is naar een zijde van de verticale plaat welke is voorzien van de magneten. Ook hier wordt in een compacte uitvoering een groot aantal spoelmodules gebruikt, waardoor opnieuw een groot vermogen opgewekt kan worden. Het voordeel van deze uitvoering is dat de 30 lineaire motor een zeer grote slag kan hebben, tegen relatief lage kosten. Alleen de verticale plaat met daarop de magneten 1025269- 5 moet over de gehele lengte van de modulaire lineaire motor aangebracht worden. De spoelmodules, die de hoogste kosten met zich mee brengen, kunnen beperkt worden terwijl toch een grote reikwijdte verkregen kan worden. Een dergelijke uitvoering is 5 met name van belang wanneer vrachten over grote afstanden vervoerd moeten worden.

Deze en andere kenmerken van de uitvinding worden nader toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen.

Fig. 1 toont een perspectivisch aanzicht van een 10 uitvoeringsvorm van een lineaire motor volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont in perspectivisch aanzicht de lineaire motor volgens fig. 1 met uiteengenomen delen.

Fig. 3A en 3B tonen een tweede uitvoeringsvorm van een lineaire motor volgens de uitvinding.

15 Fig. 4A en 4B tonen een derde uitvoeringsvorm van een lineaire motor volgens de uitvinding.

Fig. 5 toont in dwarsdoorsnede-aanzicht een vierde uitvoeringsvorm van een lineaire motor volgens de uitvinding.

Fig. 1 toont een lineaire motor 1. Deze lineaire 20 motor 1 heeft een vast deel 2 waarop magneten 3, 4 zijn aangebracht met een afwisselende polariteit. De lineaire motor 1 heeft verder twee spoelmodules 5, die aan weerszijden bij elkaar gehouden worden door afsluitprofielen 6. Tussen de spoelmodules 5 is een ruimte 7 voorzien. De spoelmodules 5 25 worden aan de uiteinden afgedekt door afdekplaten 8. In deze afdekplaten 8 zijn uitsparingen voorzien voor de kanalen 9, 10, waarmee koelvloeistof door de spoelmodules gevoerd kan worden.

In fig. 2 is de lineaire motor 1 volgens fig. 1 met uiteengenomen delen getoond. De spoelmodule 5 heeft een 30 plaatpakket 11, die elk drie vingers 12 heeft. Rond elke vinger 12 is een spoel 13 voorzien. Met deze spoel wordt de 1025269- 6 magnetische kracht opgewekt en door een juiste schakeling kan ervoor gezorgd worden dat de lineaire motor een voortstuwende kracht voortbrengt. Door de platen 11 zijn twee buizen 14 geperst, die er enerzijds voor zorgen dat de platen 11 bij 5 elkaar gehouden worden en er anderzijds voor zorgen dat koolvloeistof door de platen heen kan stromen. Door de perspassing wordt een goede warmte-overdracht verkregen. De afsluitprofielen 6 worden op de juiste lengte afgezaagd en worden via bouten 15 en moeren 16 op de spoelmodules 5 10 vastgezet.

In de afsluitprofielen 6 is een kanaal 9, 10 voorzien. De buizen 14 van de spoelmodules 5 sluiten aan op deze kanalen 9, 10, waardoor koelvloeistof door de spoelmodules 5 gevoerd kan worden.

15 De spoelen 13 worden na het samenstellen van de lineaire motor 1 ingegoten in kunsthars om beschadiging als gevolg van trillingen te voorkomen.

In fig. 3A en 3B wordt een tweede uitvoeringsvorm van een lineaire motor 20 getoond. Delen die overeenkomen met de 20 uitvoering volgens fig. 1 en 2 worden met gelijke verwijzingscijfers aangeduid. De lineaire motor 20 bestaat uit een stationair deel 21 waarop een geleidingsrail 22 is aangebracht. Over deze geleidingsrail 22 rijdt een wagen 23, die voorzien is van rollen 24, die op de geleidingsrail 22 25 aangrijpen. Verder zijn op de wagen 23 de magneten 3, 4 aangebracht. In het stationaire deel 21 is een lineaire motor overeenkomstig fig. 1 en 2 aangebracht. Deze lineaire motor bestaat wederom uit afsluitprofielen 6 en daartussen geplaatste spoelmodules 5. In fig. 3B is duidelijk te zien dat het 30 plaatpakket 11 vastgehouden wordt door een buis 14, die uitmondt op beide kanalen 9, 10 in de afsluitprofielen 6.

1025269- 7

Rondom de vingers van het plaatpakket zijn spoelen 13 aangebracht. In fig. 3B is tevens te zien dat de spoelen 13 ingegoten zijn in een kunsthars 25. Onder de spoelmodules 5 zijn kabels 26 gelegd, die de verschillende spoelen 13 5 aansturen.

In fig. 4A en 4B is een derde uitvoeringsvorm 30 van een lineaire motor volgens de uitvinding getoond. Deze lineaire motor 30 heeft een stationair deel 31 een translerend deel 32. Het translerende deel 32 heeft een aantal rollen 33, die in het 10 geprofileerde stationaire deel 31 geleid worden. Het translerende deel 32 is in hoofdzaak U-vormig en op beide benen van de U-vorm zijn aan de binnenzijde magneten 3, 4 afwisselend aangebracht. Het stationaire deel 31 omvat rug-aan-rug geplaatste spoelmodules 5, die door middel van afsluitprofielen 15 6 bij elkaar gehouden worden. Door deze rug-aan-rug plaatsing kan in een beperkte ruimte een groot aantal spoelmodules aangebracht worden, die een overeenkomstig groot vermogen kunnen ontwikkelen, waardoor een krachtige lineaire motor ontstaat.

20 In fig. 5 wordt een vierde uitvoeringsvorm 40 van een lineaire motor volgens de uitvinding getoond. Deze lineaire motor 40 heeft een stationair deel 41 met een verticale plaat 42 waarop aan weerszijden magneten 3, 4 afwisselend zijn aangebracht. Het stationaire deel 41 is verder voorzien van 25 rollen 43, die een geleiding vormen. Het translerende deel 44 heeft opnieuw spoelmodules 5, die in deze uitvoering naar elkaar toe gericht zijn, zodat ze kunnen samenwerken met de magneten 3, 4 die op de verticale plaat 42 zijn aangebracht. De spoelmodules worden opnieuw bij elkaar gehouden door de 30 afsluitprofielen 6.

Het translerende deel 44 heeft verder twee framedelen J025269- 8 45/ die voorzien zijn van rails 46, die samenwerken met de rollen 43. Verder zijn in de framedelen 45 kanalen 47 voorzien voor koelvloeistof en kabelgaten 48 voor de kabels 49. De kabels zijn opnieuw voorzien om de spoelmodules 5 aan te 5 sturen. Deze uitvoeringsvorm 40 is in het bijzonder van voordeel voor een lineaire motor, die moet werken over langere afstanden. De kosten om de verticale plaat 42 met magneten 3, 4 te verschaffen over een grotere lengte, zijn aanzienlijk lager dan spoelmodules 5 over deze lengte voorzien. Bovendien is deze 10 constructie goed bestand tegen weersinvloeden, aangezien de elektrische delen door de U-vormige constructie afgeschermd worden tegen weersinvloeden, terwijl het stationaire deel 41 geen onderdelen bevat die bijzonder gevoelig zijn voor weersinvloeden.

1025269-

Claims (8)

1. Modulaire lineaire motor omvattende: - een aantal achter elkaar, in een vlak geplaatste magneten van afwisselende polariteit; - ten minste twee achter elkaar geplaatste 5 spoelmodules, welke modules een pakket evenwijdige gelijkvormige platen omvatten, elk voorzien van ten minste drie parallelle vingers, en om de vingers aangebrachte elektrische spoelen; waarbij de ten minste twee modules op afstand van 10 elkaar zijn aangebracht.

2. Modulaire lineaire motor volgens conclusie, waarbij de steekafstand van de ten minste drie parallelle vingers en de steekafstand tussen aangrenzende vingers van aangrenzende modules gelijk is.

3. Modulaire lineaire motor volgens conclusie 1 of 2, waarbij de magneten geroteerd zijn langs de langsas van de vingers.

4. Modulaire lineaire motor volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij aan weerszijden van de ten 20 minste twee achter elkaar geplaatste spoelmodules afsluitprofielen zijn aangebracht.

5. Modulaire motor volgens conclusie 4, waarbij in elke spoelmodules ten minste één kanaal is aangebracht, dat aan weerszijden aansluit op in de afsluitprofielen aangebrachte 25 kanalen.

6. Modulaire lineaire motor volgens één van de 1025269- voorgaande conclusies omvattende een stationair frame, waaraan de modules bevestigd zijn, een op het frame aangebrachte geleidingsrail en een op de geleidingsrail steunende en verplaatsbare wagen, waaraan de magneten aangebracht zijn.

7. Modulaire lineaire motor volgens conclusie 6, waarbij ten minste twee sets van ten minste twee modules rug aan rug geplaatst zijn en waarbij de verplaatsbare wagen een U-vormig frame omvat, dat de rug aan rug geplaatste modules omhult.

8. Modulaire motor volgens één van de conclusie 1-5, omvattende een stationaire verticale plaat, waarop aan weerszijden de magneten van afwisselende polariteit zijn aangebracht, een aan de plaat aangebrachte geleidingsrail, een op de geleidingsrail steunende U-vormige wagen, waarbij aan de 15 wagen twee sets van ten minste twee modules zijn aangebracht, waarbij elke set gericht is naar zijde van de verticale plaat welke is voorzien van de magneten. 1025269-