SE464720B - Linjaermotor - Google Patents

Description

464 720 10 15 20 25 30 35 2 En i EP-Al-134 398 visad och med lyftcylinder beteck- nad linjärmotor har en cylinder 1 på vars yttre yta det är lagrat en i längsriktning rörlig stöddel 6. Denna är förbunden med cylinderns kolvstång 4. För styrning av stöddelen är det i cylinderns yttre yta inrättat två styrelement i form av spår som under bildande av ett avstånd är belägna mittemot i stöddelen 6 inrättade spår, varvid kulor är anordnade i detta bildade mellanrum. Ändamålet med stöddelen är att vid uppträdande sidokrafter minska belastningen på kolvstàngen och därmed förhindra skador på denna.

När stöddelen 6 förflyttas relativt cylindern 1 rullar kulorna 7 av i styrspàren och faller vid en viss lyftnivå vid framsidan efter varandra ut ur styrspàren.

Vid senare införing av kolvstàngen 4 fattas således dessa kulor. Man skulle visserligen kunna tillsluta styrspàren, men detta skulle hindra kulornas rörelse, kulorna skulle blockeras och därmed hindra stöddelens förflyttning.

Styrspàrens väggar är vid höga sidokrafter utsatta för extrema ytbelastningar på grund av punktkontakten med kulorna. Detta kan leda till skador på spårens väggar och förhindra exakt förflyttning av stöddelen. Denna risk är speciellt stor, när stöddelen 6 belastas i verti- kal riktning.

Avsikten med den i EP-A1-134 398 visade linjärmotorn är att fästa den last som skall förflyttas vid stöddelen 6, varvid stöddelen tjänstgör för kraftöverföring. Det_ finns inga medel som skulle möjliggöra kraftfördelning omedelbart från kolvstàngen, vilket är ett önskemål för de flesta tillämpningarna inom tekniken. . Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en linjärmotor som vid hög böjlast och/eller högt _ vridmoment på kolvstàngen även i ett långt utskjutet läge säkerställer exakt vridsäkring och säkert stöd av kolvstàngen, varvid skador på vridsäkringsanordningen, kolvstàngen och cylindern utesluts. 10 15 20 25 30 35 464 720' 3 Ändamålet uppnås med en linjärmotor med en cylinder som är försedd med en i axiell riktning förskjutbar kolv, på vilken det är anordnat en åtminstone en cylinder- ände passerande kolvstång och med en via en medbringare med det utanför cylindern belägna kolvstångsavsnittet förbunden stöddel, vilken är i längsriktning förskjutbart yttre inrättad styrning, varvid på cylinderns yttre anordnade, lagrad i en på cylinderns styrningen innefattar två i cylinderns längsriktning åtminstone tillnärmelsevis över hela cylinderns längd utsträckta och i cylinderns omkretsled på avstånd bredvid varandra anordnade längs- styrningar, vilken linjärmotor kännetecknas av att längs- styrningarna är utformade som från cylinderns yttre yta utstående styrribbor, att stöddelen är utformad som slid som är olyftbart anordnad utanpå cylindern på styrribborna, varvid den spänner över ett mellan de båda styrribborna bildat mellanrum och med kloformiga styrklackar griper om mittemot varandra inrättade omkrets- partier, att sliden med på båda styrklackarna inrättade glidytor ligger an mot utåt välvda, såväl på den mot sliden vända som på den från sliden vända sidan av styr- ribborna utformade slidstyrytor hos de båda styrribborna, varvid sliden med sitt cylindern överlappande längs- avsnitt via sina glidytor över en stor yta står i styr- kontakt med slidstyrytorna, samt att medbringaren är så vridfast förbunden med kolvstången, att den tillsammans med sliden och styrribborna bildar en anordning för vridsäkring av den för kraftöverföring tjänstgörande kolvstången relativt cylindern.

Således åstadkommes en anordning för vridsäkring, som är praktiskt taget helt ovridbar och därmed även ägnad att användas i samband med positionerings- och/ eller längdmätningsuppgifter. Framförallt utmärker sig linjärmotorn enligt uppfinningen genom en kompakt kon- struktion och den är dessutom relativt enkel och pris- värd att tillverka.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen anges i underkraven. 464 720 10 15 20 25 30 35 4 Nedan beskrivs uppfinningen närmare med hänvisning till ritningarna, som visar några utföringsexempel av linjärmotorn.

Fig 1 visar i perspektiv en första utföringsform av linjärmotorn enligt uppfinningen, fig 2 visar en sektion längs linjen II-II i fig 1, fig 3 visar ytterligare en utföringsform av linjär- motorn enligt uppfinningen från sidan, och fig 4 visar linjärmotorn i fig 3 uppifrån.

Linjärmotorn enligt uppfinningen har en cylinder 5, i vilken en i axiell riktning förskjutbar kolv 6 (se fig 3) sitter. Cylindern 5 har vid båda ändar en cylinder- gavel 7. På kolven är en i axiell riktning sig sträc- kande kolvstâng 8 anbringad, som löper koaxialt med cy- linderborrningen 10 och som avtätad och förskjutbar skjuter ut genom en cylinderändyta 9 respektive genom den tillhörande cylindergaveln 7.

En genomgående kolvstâng, som skjuter ut genom båda cylinderändytorna, kan dock också förekomma.

Dessutom finns det en anordning 14 för vridsäkring av kolvstângen 8 gentemot cylindern 5. Denna anordning innefattar en vridsäkringsdel 18, som är utformad som en slid 19, vilken är längsförskjutbart styrd av en på cylindern 5 fast anordnad skjutstyrning 17. Sliden 19 är via en medbringare 15 löstagbart fast och speciellt vridsäkert förbunden med ett utanför cylindern 5 anord- nat kolvstångsparti 16.

Medbringaren 15 är exempelvis utformad som ett öra och är fastskruvad på sliden 19, såsom visas i fig 1.

Den kan dock även vara utförd i ett stycke med sliden 19. Lämpligen uppbär örat en hylsa 20, med vilken det kan skjutas på kolvstången 8 och på lämpligt sätt kan spännas fast på denna, t ex medelst stoppskruvar 21.

Skjutstyrningen 17 har enligt uppfinningen minst två på cylinderns 5 omkrets anordnade styrribbor 22, 22', vilka är anordnade på avstånd från varandra och sträcker sig i cylinderns 5 längdled i stort sett över N 10 15 20 25 30 35 464 720 5 dess hela längd. De är företrädesvis gjorda i ett stycke med cylindern 5, såsom visas i utföringsexemplet där cylinderröret är ett profilrör.

Sliden 19 sitter utanpå cylindern 5, varvid sli- den åtminstonf .elvis griper om respektive bakom de båda styrribborna 22, 22' på så sätt att den tvärs cylinderns längdriktning inte kan lyftas av från cy- lindern 5, varför den vid montering lämpligen skjuts på ribborna.

Under linjärmotorns drift, dvs vid ett slag av kolvstången 8, medbringas sliden 19 och den utför en förskjutningsrörelse, vid vilken den med ytanliggning på styrribborna 22, 22' glider utmed dessa. Eftersom sliden 19 därvid delvis griper om styrribborna 22, 22', kan den ytanligga mot cylindern 5 så att den kan ta upp eventuella tvärkrafter som verkar på kolvstången 8, och sålunda skyddar den kolvstången 8 respektive tät- ningen av densamma i området för cylinderändytan 9 mot skador. De båda på avstånd från varandra anordnade styrribborna 22, 22' medför dessutom, sett framifrån enligt fig 2, praktiskt taget ett tvåpunktsstöd för sliden 19, vilken därför även kan ta upp stora, på kolvstången 8 verkande vridmoment.

I utföringsexemplet är cylinderröret 23, såsom nämnts ovan, ett profilrör, som utvändigt har fyra jämnt över omkretsen fördelade ribbor 24, vilka sträcker sig över cylinderns 5 hela längd och är identiskt utformade.

Mittemot varje ribba 24 ligger alltså på cylinderns 5 motsatta omkretssida en ytterligare ribba 24, och i sek- tionen enligt fig 2 ligger de fyra ribborna i de fyra hörnområdena av en tänkt kvadrat. Ribborna skjuter ut från cylinderns 5 ytteryta i stort sett radiellt i för- hållande till cylinderlängdaxeln, så att det mellan intilliggande ribbor alltid uppstår ett mellanrum respektive en inbuktning 30. De sålunda åstadkomna fyra inbuktningarna 30 är svagt konkavt välvda i rikt- ning mot cylinderborrningen 10, och i sina längsgående 464 720 10 15 20 25 30 35 6 ändområden 31 övergår de jämnt i respektive ribbyta.

Två i omkretsriktningen bredvid varandra liggande ribbor bildar i utföringsexemplet de nämnda styrribbor- na 22, 22'; funktionen av de andra ribborna förklaras nedan.

Den med sliden 19 samverkande slidstyrningsytan 32 på styrribborna 22, 22' är välvd utåt och har i sektio- en enligt fig 2 formen av en cirkelbåge. Den är alltså utformad som ett omkretsparti av en cylindermantelyta.

Lämpligen upptar slidstyrningsytan som visat styrribbor- nas 22, 22' hela yta och övergår i övergångsområdena 31 jämnt till den konkavt välvda inbuktningen 30.

Sliden 19 är anordnad på cylindern 5 på så sätt att den spänner över inbuktningen 30 med ett baselement 33 och griper om styrribborna 22 resp 22' med i ett stycke med baselementet 33 gjorda, kloformiga styrutskott 34.

Därvid ligger sliden 19 med glidytor 35, som har ett till slidstyrningsytorna 32 komplementärt tvärsnitt, med skjutpassning på respektive slidstyrningsyta 32; det föreligger följaktligen två konkavt välvda glidytor 35, som samtidigt utgör den mot cylindern vända begräns- ningsytan av respektive styrutskott 34.

Baselementet 33 är företrädesvis skivformat och motsvarar med avseende på sin längd cylinderns 5 längd, så att slidens 19 i tvärsnitt har en ungefär C-formig profil, varvid styrutskotten 34 tillhör de båda ändarna av C:et. Därvid hindras sliden 19 att lyfta från cylin- dern 5 på så sätt att de båda styrribborna 22, 22', sett i cylinderns omkretsriktning, bakomgrips vid sina mitt- emot varandra liggande omkretspartier, dvs ett parti av respektive slidstyrningsyta är riktat bort från sliden 19 och mot den mittemot liggande omkretssidan av cylin- dern 5.

Enligt detta sker alltså styrningen av sliden 19 på cylindern 5 genom samverkan mellan två i slidens skjutriktning sig sträckande, välvda glidytor, som tillåter förskjutning av sliden 19 utan snedställ- I) 10 15 20 25 30 35 464 720' 7 ning och som samtidigt centrerar sliden.

De i utföringsexemplet också förekommande, mitte- mot styrribborna liggande ribborna 24 kan vid behov även användas som styrribbor, alltså likaledes bilda styrskenor för en ytterligare slid. Detta är framför allt lämpligt när kolvstången utsätts för extrema tvärkrafter eller när en genomgående kolvstång används.

I det senare fallet är den ena sliden avsedd för kolv- stångspartiet som skjuter ut ur den ena cylinderänd- ytan, och den andra sliden är avsedd för kolvstângspar- tiet som skjuter ut ur den motsatta cylinderändytan.

Den exakt styrda sliden 19 gynnar på fördelaktigt sätt enkel och exakt positionering av kolvstången res- pektive dess ej visade kraftuttag. För detta ändamål sitter i slidens 19 förskjutningsbana minst ett anslag, som lämpligen är omställbart i cylinderns längdriktning och fastlåsbart i godtyckliga förskjutningslägen.

I fig l visas vid det motsatt kolvstången 8 liggan- de cylinderändområdet 36 ett första anslag 37, som sträc- ker sig in i slidens 19 rörelsebana och som kan sam- verka med den mot anslaget vända änden 28 på sliden res- pektive en därpå utformad anslagsyta. Anslaget 37 är i utföringsexemplet i fig l fastskruvat på tillhörande cylinderändyta, men kan även vara omställbart anordnat exempelvis på en separat anslagsbärare (ej visad).

Dessutom är det möjligt att anordna anslaget 37, såsom visas i fig 3 och 4, på cylinderns 5 omkrets och sär- skilt i området för inbuktningen 30 mellan de båda styrribborna 22, 22'. I det senare fallet sträcker sig över cylinderns hela längd ett styrspår 44 på längden i mitten av inbuktningen 30, utmed vilket anslaget 37 är omställbart enligt pilen 41. Med det första anslaget 37 kan kolvstångens 8 inskjutningsdjup respektive dess utgångsposition fastställas.

Företrädesvis finns det ett ytterligare, andra an- slag 38, med vilket kolvstångens 8 utskjutning kan be- gränsas. Detta andra anslag 38 tillhör lämpligen det 464 720 10 15 20 25 30 35 8 cylinderändområde 9, som samverkar med kolvstångspartiet 16, och sitter på cylinderomkretsen mellan de båda styr- ribborna respektive skenorna 22, 22'. Det sträcker sig därvid genom en i cylinderns längdriktning löpande slits 39 i sliden. Längden av slitsen 39 i sliden motsvarar väsentligen cylinderns maximala slaglängd. För slagbe- gränsning stöter den anslagsytan 40 bildande och mot det första anslaget 37 vända änden av slitsens 39 mot det andra anslaget 38. Även det andra anslaget 38 är lämpligen omställbart i cylinderns 5 längdriktning enligt pilen 43, för vil- ket ändamål det likaledes är anbringat i ett längdspår, som lämpligen är identiskt med styrspåret 44 för det första anslaget 37 (se fig 4).

I ett ej närmare visat utföringsexempel är de båda anslagen 37, 38 placerade i slidens slits 39, varvid vartdera anslaget för slagbegränsning kan samverka med den däremot vända slitsänden.

På linjärmotorn enligt uppfinningen är dessutom avståndssensorer 45, 46 anordnade, som avger en signal, exempelvis för omkastning av slagriktningen, när de när- mar sig respektive stöter emot en slidyta. Dessa avstånds- sensorer 45, 46 är i utföringsexemplet för enkelhets skull direkt integrerade i anslagen 37, 38 och samverkar med slidens 19 motsatta anslags-ytor 28, 40. Avstånds- sensorerna är därvid lämpligen utformade som i anslagen något försänkta induktiva avståndssensorer eller också som kontaktsignalgivare.

Linjärmotorn enligt uppfinningen är i sin utförings- form enligt fig 3 och 4 dessutom försedd med en anordning för positionering av kolvstàngen 8. För detta ändamål har sliden 19 i området för ett av styrutskotten 34 en medbringbar sensor 47, som lämpligen är anordnad i sli- dens ändomrâde 28, så att den kan stryka över cylinderns hela längd. Denna sensor 47 är lämpad att samarbeta med en eller flera impulsgivare 48, som är anordnade i när- heten av det styrutskott 34 som uppbär sensorn 47. år 10 15 20 25 30 35 464 720' 9 Givetvis kan sensorn också vara fäst på cylindern och kan impulsgivaren eller impulsgivarna motsvarande vara fästa på sliden.

Vid manövrering av cylindern flyttas sensor och impulsgivare relativt varandra, och i vissa slidposi- tioner ligger sensor och impulsgivare mittemot varandra, vilket utlöser en styrsignal i sensorn. Denna kan sedan vidarebearbetas, exempelvis för omställning av cylindern eller för styrning av externa maskiner, som samarbetar med linjärmotorn.

I utföringsexemplet i fig 3 och 4 är sensorn 47 en induktiv sensor, som skickar ut ett magnetiskt fält och som vid ändring av sitt magnetfält sänder ut en styrsignal, vilken ändring exempelvis kan förorsakas genom inskjutning av ett metallstycke. På cylindern 5 är dessutom i cylinderns längdriktning en rad på var- andra följande metallstycken 49 anordnade vilka utgör impulsgivarna. En slidrörelse medför därför att sensorn 47 passerar de enskilda metallstyckena 49 i följd och därvid sänder ut en styrsignal. Genom att räkna antalet enskilda styrsignaler kan en mätning av den av kolven tillryggalagda slaglängden ske, och dessutom kan en positionering av kolvstângen utföras genom att cylin- derns tryckmedelstillförsel vid ett visst antal styr- signaler avbryts.

Impulsgivarnas antal 48 kan fastställas alltefter behov, och deras antal kan företrädesvis begränsas till två, för att på detta sätt markera slagrörelsens änd- punkter.

I ett ej visat utföringsexempel är sensorn utformad som ett slags Reedkontakt och impulsgivaren eller impuls- givarna som magnetiska delar.

Företrädesvis är sensorn och/eller impulsgivarna omställbara och fastlåsbara i cylinderns längdriktning.

Den i fig 1 visade linjärmotorn har för permanent visuell kontroll av den momentant tillryggalagda slag- längden en på sliden 19 anordnad och i cylinderns längd- riktning sig sträckande skala 50, som samverkar med en 464 720 10 på cylindern anordnad visare 51. Skalan befinner sig därvid på utsidan av ett av styrutskotten 34 och visaren 51 i den mot styrutskottet vända och intill sliden 19 liggande inbuktningen 30. När visaren 51 är fast anord- nad sitter den lämpligen i området för cylinderns änd- - område 9 på kolvstångssidan; i utföringsexemplet är 10 15 20 visaren för anpassning till olika slaglängder förskjut- bart anordnad i ett styrspär 52, som sträcker sig i cylinderns längdriktning.

Givetvis kan de enstaka anslags- respektive vis- ningssystemen alltefter behov anordnas för sig eller i godtycklig kombination på respektive linjärmotor.

Givetvis kan slidens 19 längd också väljas på så sätt att åtminstone det mittemot medbringaren 15 liggan- de ändområdet av sliden alltid står i kontakt med styr- ribbornas slidstyrningsytor 32. Därvid är det inte absolut nödvändigt att glidytorna sträcker sig över hela längdområdet mellan medbringaren och änden 28 på sliden, men det är ändamålsenligt och underlättar tillverkningen av sliden.

Claims (14)

10 15 20 25 30 464 720 ' 1 1 PATENTKRAV

1. Linjärmotor med en cylinder (5) som är försedd med en i axiell riktning förskjutbar kolv (6), på vilken det är anordnat en åtminstone en cylinderände (9) passer- ande kolvstång (8) och med en via en medbringare (15) med det utanför cylindern belägna kolvstångsavsnittet (16) förbunden stöddel (18), vilken är i längsriktning förskjut- bart lagrad i en på cylinderns (5) yttre inrättad styrning (17), varvid styrningen innefattar tvâ på cylinderns yttre anordnade, i cylinderns längsriktning åtminstone tillnär- melsevis över hela cylinderns längd utsträckta och i cylin- derns omkretsled på avstånd bredvid varandra anordnade längsstyrningar, k ä n n e t e c k n a d av att längsstyr- ningarna är utformade som från cylinderns (5) yttre yta utstående styrribbor (22, 22'), att stöddelen (18) är utformad som slid (19) som är olyftbart anordnad utanpå cylindern (5) på styrribborna (22, 22'), varvid den spänner över ett mellan de båda styrribborna (22, 22') bildat mellanrum (30) och med kloformiga styrklackar (34) griper om mittemot varandra inrättade omkretspartier, att sliden (19) med på båda styrklackarna (34) inrättade glid- ytor (35) ligger an mot utåt välvda, såväl på den mot sliden vända som på den från sliden vända sidan av styr- ribborna (22, 22') utformade slidytorna (32) hos de båda styrribborna (22, 22'), varvid sliden (19) med sitt cylindern (5) överlappande längsavsnitt via sina glidytor över en stor yta står i styrkontakt med slidstyrytorna (32), samt att medbringaren är så vridfast förbunden med kolvstången (8), att den tillsammans med sliden (19) och styrribborna (22, 22') bildar en anordning för vridsäkring av den för kraftöverföring tjänstgörande kolvstången (8) relativt cylindern (5).

2. Linjärmotor enligt kravet 1, k ä n n e t e c k - n a d av att slidstyrytan (32) hos respektive styrribba (22, 22') är utformad som ett omkretsavsnitt hos en 464 7201 10 15 20 25 30 35 12 cylindermantelyta, varvid den slidstyryta (32) som har förskjutningskontakt med slidens (19) glidyta (35) är utformad komplementärt till denna.

3. Linjärmotor enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att styrribborna (22, 22') står ut från cylinderns (5) yttre yta i väsentligen radiell riktning i förhållande till cylinderns längsaxel.

4. Linjärmotor enligt något av kraven 1-3, k ä n - n e t e c k n a d av att cylindern (5) har ett som profilrör med integrerade styrribbor (22, 22') utformat cylinderrör (23).

5. Linjärmotor enligt något av kraven 1-4, k ä n - n e.t e c k n a d av fyra i cylinderns (5) omkrets- led jämnt fördelade styrribbor (22, 22', 24).

6. Linjärmotor enligt något kraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a d för styrribborna (22, 22') och på båda sidor om sliden (19) har en konkav, i riktning mot cylindern, inåtriktad av att cylinderns yttre yta i området utbuktning.

7. Linjärmotor enligt något av kraven 1-6, k ä n - n e t e c k n a d av åtminstone ett, lämpligtvis i cylinderns längdriktning ställ- och fixerbart, i slidens (19) rörelseväg anordnat anslag (37, 38).

8. Linjärmotor enligt kravet 7, k ä n n e t e c k - n a d av att anslaget (37) är anordnat på den från kolvstången (8) vända cylinderänden (36) och samverkar med den tillvända slidänden (28) respektive med en med sliden förbunden anslagsyta.

9. Linjärmotor enligt kravet 7 eller 8, k ä n n e - t elc k n a d av att anslaget (38) är anordnat utanpå cylindern mellan de genom sliden (19) med varandra för- bundna styrribborna (22, 22') och är utsträckt från cylinderns yttre yta, varvid det passerar in i en i e slidens (19) längdriktning utsträckt slidöppning (39) och speciellt passerar denna fullständigt och för slag- längdsbegränsning samverkar med en slidöppningens (39) längd begränsande anslagsyta (40). 10 15 20 25 464 720' 13

10. Linjärmotor enligt kravet 9, k ä n n e t e c k - n a d av att anslagsytan (40) som begränsar slidöpp- ningens (39) längd är tillordnad den från kolvstången (8) vända änden hos slidöppningen (39).

11. Linjärmotor enligt något av kraven 7-10, k ä n - n e t e c k n a d av ett längsriktat spår (44) som är inrättat i cylinderns (5) ytteromkrets och tjänstgör för styrning av respektive anslags (37, 38) förskjutning.

12. Linjärmotor enligt något av kraven 9-11, k ä n - n e t e c k n a d av tvâ i slidöppningen (39) anordnade anslag (37, 38) som samverkar med en vid slidöppningens (39) tillordnade ände anordnad anslagsyta.

13. Linjärmotor enligt något av kraven 1-12, k ä n - n e t e c k n a d av åtminstone en med sliden (19) samverkande avståndssensor (45, 46) som lämpligtvis är integrerad med ett av anslagen (37, 38) och samverkar med den sliden (19) tillordnade anslagsytan (28, 40) och som speciellt är utformad som en i slidens (19) förskjutningsbana utsträckt, induktiv avståndssensor eller kontaktsignalgivare.

14. Linjärmotor enligt något av kraven 1-13, k ä n - n e t e c k n a d av att sliden (19) eller cylindern (5) uppbär åtminstone en, lämpligtvis ställbar sensor (47) som samverkar med åtminstone en på varje annan del (5, 19) anordnad impulsgivare (48), varvid sensorn (47) och impulsgivaren (48) vid slidrörelse förflyttar sig relativt varandra och i ett visst slidläge passerar varandra i omedelbar närhet.