WO2003036781A2 - Elektrischer linearmotor und sekundärteil für einen linearmotor - Google Patents

Elektrischer linearmotor und sekundärteil für einen linearmotor Download PDF

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    • B23Q11/08—Protective coverings for parts of machine tools; Splash guards
    • B23Q11/085—Flexible coverings, e.g. coiled-up belts
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    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/10—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with arrangements for protection from ingress, e.g. water or fingers

Definitions

  • the invention relates to the field of electric linear motors and in particular to linear motors, the secondary part of which is covered.
  • an electric linear motor consists of a fixed secondary part, in which, in the case of a synchronous linear motor, a number of magnetic elements (permanent magnets) are strung together and define a track for a rotor (primary part) which is movable relative thereto.
  • the rotor interacts with the magnets of the secondary part and converts this interaction into a translational movement.
  • Such linear motors are used in various fields of technology as drives, for example in machine tools, processing machines such as drilling, milling, turning,
  • the secondary parts are covered to protect them from dust, operating fluid, aggressive substances or chips.
  • a cover for a secondary part of an electric linear motor is known from DE-A-198 53 250.
  • the known cover consists of a weakly ferromagnetic material and is held on the secondary part, which has permanent magnets, by magnetic force.
  • the invention has for its object to provide a secondary part with a cover that can be easily replaced and / or cleaned.
  • the cover be movably supported on the carrier of the secondary part.
  • the cover is preferably an elongated flexible band that runs over the surface of the secondary part and extends through the air gap between the secondary part and the rotor.
  • the belt is advantageously guided over rollers or rollers which are arranged in the direction of movement of the rotor at the ends of the secondary part.
  • the rollers can for example be designed as a supply roller and take-up roller.
  • the belt can also be an endless belt which is guided around the secondary part via deflection rollers or rollers.
  • one of the deflecting rollers or the take-up roller is advisable to provide with a manual or motor drive in order to move the belt as required and / or at fixed intervals. It is also advantageous to provide a scraper for removing contaminants from the belt in the area of the rollers and / or on the rotor.
  • the cover can be for example, be a belt running around the secondary part, the ends of which are attached to the two ends lying in the direction of movement of the linear motor and which is guided over deflection rollers or rollers.
  • the cover can also consist of two sections, each of which is connected to one end of the rotor and one end of the secondary part, the sections preferably being foldable. When the runner moves, the section lying in front of the runner in the direction of movement is then folded in, the section behind it is unfolded.
  • the covers connected to the rotor can also be provided with electrical lines for feeding the rotor.
  • the term "secondary part” only stands for the fixed part of a linear motor, regardless of whether the secondary part contains active elements such as windings or passive elements such as magnets; Accordingly, the term “rotor” only designates the moving motor part, likewise regardless of whether this motor part contains passive or active components. It is also irrelevant in which design the linear motor is designed; the invention can be used both for direct current, asynchronous and synchronous linear motors.
  • Figures 1 and 2 are a schematic side and front view of a linear motor according to a first embodiment and Figures 3 and 4 are schematic side and front views of a linear motor according to a second embodiment of the invention.
  • the linear motor shown in FIG. 1 comprises a secondary part which is constructed from a series of supports 2, 4, 6 with permanent magnets (not shown) placed on or inserted.
  • the secondary part interacts via an air gap 26 with a primary part or rotor 8, which moves over the secondary part (to the side in FIG. 1).
  • a cover 10 in the form of a flexible endless belt runs over the secondary part in the form of supports 2, 4, 6 and through the air gap 26 and is guided over deflection rollers 12, 20.
  • the deflecting rollers 12, 20 also serve to tension the cover 10 so that it lies smoothly on the supports 2, 4, 6.
  • one of the deflecting rollers 12, 20 is preferably provided with a drive in the form of a motor or a crank, so that the cover can be moved around the rollers 12, 20.
  • a wiping element 16 in the form of a brush or a scraper is provided on one or both ends of the primary part 8.
  • contaminants that have reached the cover 10 are moved from the stripping element 16 to the ends of the movement path of the rotor 8 and are thus kept away from the air gap 26.
  • the cover 10 can be moved around the rollers, so that contaminated sections of the cover 10 are removed from the range of motion of the rotor 8, with contamination on the Surface of the cover 10 by another scraper ment 18 are removed. It can be seen from the front view of FIG. 2 that lateral guides 22, 24 are provided at least in the area of the carriers 2, 4, 6, which prevent the cover from slipping off the side of the secondary part.
  • a cover 34 in the form of an elongated band is connected to the rotor 8 and is moved with the rotor via deflection rollers 30, 32. In this way, the air gap 26 is covered upwards in every position of the rotor 8, so that no material can get into the air gap from above. Since the cover 34 is connected directly to the rotor 8, it can additionally be provided with electrical lines 36 for feeding the rotor 8, as shown in FIG.
  • a drive for one of the deflecting rollers 32, 30 is not necessary since the cover is moved by the rotor 8.
  • the cover 34 is not designed as a one-piece band, but in the form of two foldable sections.
  • Each of the sections is attached to the rotor 8 on the one hand, and locally fixed in the area where a deflecting roller is provided according to FIG. 3.
  • the section which lies in front of the runner in the direction of movement is folded up and the section which lies behind the runner is unfolded.
  • Suitable materials for the cover 10, 34 are flexible plastics, fiber-reinforced plastics or also fabric materials.
  • FIGS. 1 and 3 it is also possible to combine the embodiments of FIGS. 1 and 3 with one another by fastening the endless belt 10 to the underside of the rotor 8.
  • the stripping element 16 can be dispensed with and the stripper 18 is optional, as in the first embodiment.

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Abstract

Beschrieben wird ein elektrischer Linearmotor mit einem Sekundärteil (2, 4, 6) und einem Läufer (8) sowie einer Abdeckung (10) zum Schutz des Sekundärteils (2, 4, 6) gegen Verschmutzung oder Beschädigung. Erfindungsgemäß ist die Abdeckung über Walzen (12, 20) beweglich gelagert, so dass verschmutzte Bereiche der Abdeckung (10) von der Oberfläche des Sekundärteils (2, 4, 6) abgezogen werden können und mittels eines Abstreifelementes (18) gereinigt werden können.

Description

Beschreibung
Elektrischer Linearmotor und Sekundärteil für einen Linearmotor
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektrischen Linearmotoren und insbesondere auf Linearmotoren, deren Sekundärteil abgedeckt ist.
Im allgemeinen besteht ein elektrischer Linearmotor aus einem feststehenden Sekundärteil, bei dem im Fall eines Synchronlinearmotors eine Anzahl Magnetelemente (Permanentmagnete) aneinandergereiht sind und eine Laufbahn für einen relativ dazu beweglichen Läufer (Primärteil) definieren. Der Läufer wech- seiwirkt mit den Magneten des Sekundärteils und setzt diese Wechselwirkung in eine translatorische Bewegung um.
Derartige Linearmotoren werden in verschiedenen Gebieten der Technik als Antriebe eingesetzt, beispielsweise bei Werkzeug- maschinen, Bearbeitungsmaschinen wie Bohr-, Fräs-, Dreh-,
Bestückungs- oder Bondingautomaten bis hin zu Fahrzeugantrieben bei Magnetschwebebahnen etc.
Insbesondere bei rauhen Betriebsbedingungen werden die Sekun- därteile abgedeckt, um sie vor Staub, Betriebsflüssigkeit, aggressiven Stoffen oder Spänen zu schützen.
Eine Abdeckung für einen Sekundärteil eines elektrischen Linearmotors ist aus der DE-A-198 53 250 bekannt. Die bekannte Abdeckung besteht aus einem schwach ferromagnetischen Material und wird auf dem Sekundärteil, das Permanentmagnete aufweist, durch Magnetkraft gehalten.
Zwar ist dadurch der Sekundärteil gegen herabfallendes Mate- rial geschützt, das Material verbleibt jedoch auf der Abdeckung und kann in den Luftspalt gelangen. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Sekundärteil mit einer Abdeckung zu schaffen, die in einfacher Weise ausgetauscht und/oder gereinigt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Sekundärteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Linearmotor gemäß Anspruch 6; die weiteren Patentansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Abdeckung am Träger des Sekundärteils beweglich zu lagern.
Auf diese Weise kann ein verschmutzter oder beschädigter Bereich der Abdeckung von dem entsprechenden Bereich des Sekun- därteils abgezogen werden, wobei Verunreinigungen vom Luftspalt des Linearmotors entfernt werden. Zu diesem Zweck ist die Abdeckung vorzugsweise ein langgestrecktes flexibles Band, das über der Oberfläche des Sekundärteils verläuft und sich durch den Luftspalt zwischen Sekundärteil und Läufer er- streckt. Das Band ist dabei vorteilhafterweise über Walzen oder Rollen geführt, die in Bewegungsrichtung des Läufers an den Enden des Sekundärteils angeordnet sind. Dabei können die Walzen beispielsweise als Vorratswalze und Aufwickelwalze ausgeführt sein. Alternativ kann das Band auch ein Endlosband sein, das über Umlenkrollen oder -walzen um den Sekundärteil herumgeführt ist. Dabei bietet es sich an, eine der Umlenkwalzen bzw. die Aufwickelwalze mit einem manuellen oder motorischen Antrieb zu versehen, um das Band bei Bedarf und/oder in festgesetzten Zeitabständen zu bewegen. Ferner ist es vor- teilhaft, einen Abstreifer zum Entfernen von Verunreinigungen von dem Band im Bereich der Walzen und/oder am Läufer vorzusehen.
Neben der oben dargestellten Möglichkeit, einer vom Läufer unabhängigen Bewegung der Abdeckung, besteht auch die Möglichkeit, die Abdeckung direkt am Läufer zu befestigen, so dass sie vom Läufer bewegt wird. Dazu kann die Abdeckung bei- spielsweise ein um den Sekundärteil umlaufendes Band sein, dessen Enden an den beiden in Bewegungsrichtung des Linearmotors liegenden Enden befestigt sind und das über Umlenkrollen oder -walzen geführt ist. Alternativ kann die Abdeckung auch aus zwei Abschnitten bestehen, die jeweils mit einem Ende des Läufers und einem Ende des Sekundärteils verbunden sind, wobei die Abschnitte vorzugsweise faltbar ausgebildet sind. Bei einer Bewegung des Läufers wird dann der in Bewegungsrichtung vor dem Läufer liegende Abschnitt eingefaltet, der dahinter- liegende aufgefaltet.
Die mit dem Läufer verbundenen Abdeckungen können ferner mit elektrischen Leitungen zum Speisen des Läufers versehen sein.
Es soll hier darauf hingewiesen werden, dass im Sinne des vorliegenden Textes die Bezeichnung "Sekundärteil" lediglich für den feststehenden Teil eines Linearmotors steht, unabhängig davon, ob der Sekundärteil aktive Elemente wie Wicklungen oder passive Elemente wie Magnete enthält; entsprechend be- zeichnet der Term "Läufer" lediglich den bewegten Motorteil, ebenfalls unabhängig davon, ob dieser Motorteil passive oder aktive Bauelemente enthält. Auch ist es unerheblich, in welcher Bauart der Linearmotor ausgebildet ist, die Erfindung ist sowohl für Gleichstrom-, Asynchron- als auch Synchron- Linearmotoren verwendbar.
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figuren 1 und 2 eine schematische Seiten- und Vorderansicht eines Linearmotors gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels und Figuren 3 und 4 eine schematische Seiten- und Vorderansicht eines Linearmotors gemäß eines zweiten Aus- führungsbeispiels der Erfindung. Der in FIG 1 dargestellte Linearmotor umfasst einen Sekundärteil, der aus einer Aneinanderreihung von Trägern 2, 4, 6 mit auf- oder eingesetzten Permanentmagneten (nicht dargestellt) aufgebaut ist. Der Sekundärteil wirkt über einen Luftspalt 26 mit einem Primärteil oder Läufer 8 zusammen, der sich über den Sekundärteil bewegt (zur Seite in FIG 1) .
Da der grundsätzliche Aufbau eines Linearmotors, insbesondere des hier beschriebenen Synchronlinearmotors bekannt ist, wird hier eine weitergehende Beschreibung unterlassen. Auch sind in den Zeichnungen nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt; alle weiteren Elemente wie Stützen, Führungen etc. wurden ebenfalls weggelassen.
Über dem Sekundärteil in Form von Trägern 2, 4, 6 und durch den Luftspalt 26 verläuft eine Abdeckung 10 in Form eines flexiblen Endlosbandes, das über Umlenkwalzen 12, 20 geführt ist. Dabei dienen die Umlenkwalzen 12, 20 auch dazu, die Abdeckung 10 zu spannen, so daß sie glatt auf den Trägern 2, 4, 6 aufliegt. Darüber hinaus ist eine der Umlenkwalzen 12, 20 vorzugsweise mit einem Antrieb in Form eines Motors oder einer Kurbel versehen, so dass die Abdeckung um die Walzen 12, 20 herum bewegt werden kann.
An einem oder an beiden Enden des Primärteils 8 ist je ein Abstreifelement 16 in Form einer Bürste oder eines Schabers vorgesehen. Bei einer Bewegung des Läufers 8 werden Verunreinigungen, die auf die Abdeckung 10 gelangt sind, von dem Abstreifelement 16 zu den Enden der Bewegungsbahn des Läufers 8 verschoben und damit vom Luftspalt 26 ferngehalten.
Sobald die Abdeckung bis zu einem gewissen Maß verunreinigt ist, oder auch in regelmäßigen Zeitabständen, kann die Abdeckung 10 um die Walzen herum bewegt werden, so dass verunrei- nigte Abschnitte der Abdeckung 10 aus dem Bewegungsbereich des Läufers 8 entfernt werden, wobei Verunreinigungen auf der Oberfläche der Abdeckung 10 von einem weiteren Abstreifele- ment 18 entfernt werden. Aus der Vorderansicht der FIG 2 ist ersichtlich, dass zumindest im Bereich der Träger 2, 4, 6 seitliche Führungen 22, 24 vorgesehen sind, die ein seitliches Abrutschen der Abdeckung vom Sekundärteil verhindern.
Anders als bei der Ausführungsform der FIG 1 ist bei dem in FIG 3 dargestellten Linearmotor eine Abdeckung 34 in Form eines länglichen Bandes mit dem Läufer 8 verbunden und wird über Umlenkrollen 30, 32 mit dem Läufer bewegt. Auf diese Weise ist der Luftspalt 26 in jeder Position des Läufers 8 nach oben abgedeckt, so dass kein Material von oben in den Luftspalt gelangen kann. Da die Abdeckung 34 direkt mit dem Läufer 8 verbunden ist, kann sie zusätzlich mit elektrischen Leitungen 36 zum Speisen des Läufers 8 versehen sein, wie in FIG 4 dargestellt ist.
Ein Antrieb für eine der Umlenkwalzen 32, 30 ist nicht erforderlich, da die Abdeckung vom Läufer 8 bewegt wird.
In einer nicht dargestellten Variante zu der Ausführungsform der FIG 3 ist die Abdeckung 34 nicht als einstückiges Band ausgebildet, sondern in Form von zwei faltbaren Abschnitten. Jeder der Abschnitte ist einerseits am Läufer 8 befestigt, andererseits im Bereich, wo gemäß FIG 3 eine Umlenkwalze vor- gesehen ist, örtlich fixiert. Bei einer Bewegung des Läufers wird der Abschnitt, der in Bewegungsrichtung vor dem Läufer liegt, zusammengefaltet, der Abschnitt, der hinter dem Läufer liegt, auseinandergefaltet.
Geeignete Materialien für die Abdeckung 10, 34 sind flexible Kunststoffe, faserverstärkte Kunststoffe oder auch Gewebematerialien.
Grundsätzlich ist es auch möglich die Ausführungsformen der Figuren 1 und 3 miteinander zu kombinieren, indem das Endlosband 10 an der Unterseite des Läufers 8 befestigt wird. In diesem Fall kann auf das Abstreifelement 16 verzichtet werden und das Abstreifelement 18 ist, wie in der ersten Ausführungsform, optional.

Claims

Patentansprüche
1. Sekundärteil eines elektrischen Linearmotors mit einem Träger (2,4,6) mit elektrisch und/oder magnetisch wirksamen Antriebselementen und einer Abdeckung (10, 34), die den Träger abdeckt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckung (10,34) relativ zu dem Träger verschiebbar gelagert ist.
2. Sekundärteil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckung (10,34) ein flexibles Band ist.
3. Sekundärteil nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckung über mindestens zwei Walzen (12, 20; 30, 32) oder Rollen verläuft.
4. Sekundärteil nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Band (10) ein Endlosband ist, das den Träger (2,4,6) umschließt.
5. Sekundärteil nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens eine der Walzen (12, 20) Antriebsmittel zum Verschieben der Abdeckung (10) aufweist.
6. Linearmotor mit einem Sekundärteil nach Anspruch 1 und einem Läufer, wobei der Läufer und das Sekundärteil über einen Luftspalt (26) miteinander wechselwirken.
7. Linearmotor nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckung ein flexibles Endlosband (10) ist, das über mindestens zwei Walzen (12,20) geführt ist, wobei die Walzen bezüglich der Bewegungsrichtung des Läufers (8) seitlich oder an beiden Enden des Trägers (2, 4,6) angeordnet sind.
8. Linearmotor nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Band am Linearmotor befestigt ist.
9. Linearmotor nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckung (34) ein flexibles Band ist, dessen Enden am Läufer (8) befestigt sind, wobei das Band über zwei Umlenkwalzen (30,32) verläuft, die bezüglich der Bewegungsrichtung des Läufers (8) an den beiden Enden des Trägers angeordnet sind.
10. Linearmotor nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckung zwei Abschnitte aufweist, wobei jeder Abschnitt mit einem Ende an einem Ende des Trägers und mit dem anderen Ende am Läufer befestigt ist .
11. Linearmotor nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jeder Abschnitt in Bewe- gungsrichtung des Läufers faltbar ist.
12. Linearmotor nach Anspruch 8, 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckung elektrische Leitungen (36) zum Speisen des Läufers (8) aufweist.
13. Sekundärteil nach Anspruch 4, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Abstreifelement (18), das über die Oberfläche des Endlosbandes streift.
14. Linearmotor nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Abstreifelement (16, 18), das die Oberfläche der Abdeckung (10) überstreicht.
15. Linearmotor nach Anspruch 14, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass das Abstreifelement (16) am Läufer (8) befestigt ist.
16. Linearmotor nach Anspruch 14 oder 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Abstreifelement relativ zum Träger (2,4,6) ortsfest befestigt ist.
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