WO2004004101A1

WO2004004101A1 - Linearmotorantrieb

Info

Publication number: WO2004004101A1
Application number: PCT/EP2003/005606
Authority: WO
Inventors: Jörg-Oliver Hestermann
Original assignee: Ina-Schaeffler Kg
Priority date: 2002-06-29
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-01-08
Also published as: DE10229404A1; AU2003250331A1

Abstract

Bei einem von einem Linearmotor bewegbaren Betätigungsorgan, welches in Bezug auf ein dieses Organ umgebendes Führungsgehäuse (2) geradlinig verschiebbar gelagert ist, ist erfindungsgemäß das Betätigungsorgan als Innenrohr (1) mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden durchgehenden Schlitz (3) ausgebildet, wobei ein stangenloser, über eine oder mehrere den Schlitz durchdringende Verbindungsstreben an dem Führungsgehäuse (2) befestigter Kolben in dem Innenrohr (1) geführt ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung

Linearmotorantrieb

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein von einem Linearmotor bewegbares Betätigungsorgan, welches in Bezug auf ein dieses Organ umgebendes Führungsgehäuse geradlinig verschiebbar gelagert ist. Eine solche Vorschubeinheit kann für den Einbau in Werkzeugmaschinen oder Handlingseinrichtungen verwendet werden.

Aus den Druckschriften EP 0 489 857 B1 und DE 690 27 931 T2 ist eine Werkzeugmaschine bekannt, bei welcher 6 ausfahrbare Schenkelelemente verwendet sind. Diese können als teleskopisch ausfahrbare Teile mit jeweils einem Hydraulikzylinder und einer Kolbenstange ausgeführt sein.

Die Druckschrift DE 198 42 384 A1 zeigt eine Linearführung mit einem als Profilträger ausgebildeten, im Querschnitt etwa U-förmigen Führungsgehäuse und einem Laufwagen, der über Kugelumläufe längs des Führungsgehäuses verschiebbar gelagert ist. Als Antrieb für den Laufwagen ist innerhalb des Führungsgehäuses ein Elektromotor angeordnet, welcher einen an dem Laufwagen befestigten, als Läufer wirkenden Primärteil und einen an dem Führungsgehäuse befestigten, als Ständer wirkenden Sekundärteil aufweist. Der Einsatz eines solchen Linearmotors hat den Vorteil, dass zwischen dem Motor und dem zu bewegenden Teil ein Getriebe, welches die Kraftübersetzung so ändert, dass hohe Kräfte erzielt werden können, nicht erforderlich ist.

Auch aus der Druckschrift US 4,641 ,065 A, die ein Betätigungsorgan der ein- gangs genannten Art zeigt, ist ein Linearmotor mit einem im Querschnitt U- förmigen Führungsgehäuse bzw. einer Führungsschiene bekannt, die einen Ständer eines Elektromotors aufweist, und an der ein Spulenträger als Läufer des Elektromotor längsverschieblich abgestützt ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten Linearmotorantrieb zu schaffen, dessen Bauform bei ausreichend großer erreichbarer Kraftübertragung geringe Abmessungsgrenzen einhält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Betätigungsorgan als Innenrohr mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden durchgehenden Schlitz ausgebildet ist, wobei ein stangenloser, über eine oder mehrere den Schlitz durchdringende Verbindungsstreben an dem Führungsgehäuse befestigter Kolben in dem Innenrohr geführt ist. Auf diese Weise wird ein integrierter Gewichtskraftausgleich des Linearmotorantriebs geschaffen, welcher keinen zusätzlichen Bauraum benötigt und dessen Erzeugung auch nicht mit einem besonderen konstruktiven Aufwand verbunden ist.

Das Führungsgehäuse kann als Außenrohr ausgebildet sein. Die äußere Oberfläche des Innenrohres kann eine im Querschnitt quadratische Form aufweisen. Sie kann mit mehreren Reihen in Längsrichtung hintereinander angeordneter, als Sekundärteile des Linearmotors wirkender Permanentmagnete belegt sein. Dementsprechend können an der inneren Oberfläche des Außenrohres mehrere Reihen in Längsrichtung hintereinander angeordneter, als Primärteile des Linearmotors wirkender Magnetspulen angeordnet sein. Bei dem Einsatz von erfindungsgemäßen Linearmotorantrieben ergibt sich infolge der Zurverfügungstellung der gesamten Vorschubkraft für die Beschleunigung des Innenrohres eine Verbesserung der Dynamik gegenüber vorbekannten Antrieben. Statische Belastungen werden durch den Gewichtskraft- ausgleich abgefangen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 einen erfindungsgemäßen Linearmotorantrieb in perspektivischer Ansicht;

Figur 2 eine längsseitige Ansicht des Linearmotorantriebs nach Figur 1 ;

Figur 3 eine stirnseitige Ansicht des Linearmotorantriebs nach Figur 1 ;

Figur 4 ein Inπenrohr eines erfindungsgemäßen Linearmotorantriebs in perspektivischer Ansicht;

Figur 5 eine längsseitige Ansicht des Innenrohres nach Figur 4;

Figur 6 eine stimseitige Ansicht des Innenrohres nach Figur

4. Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Ein erfindungsgemäßer Linearmotorantrieb besteht aus einem Innenrohr 1 und einem Außenrohr 2, welches das Innenrohr 1 koaxial umgibt. Das Innenrohr 1 ist mit einer im Querschnitt kreisförmigen inneren Oberfläche und einer im Querschnitt quadratischen äußeren Oberfläche ausgeführt. Die Innenseite des Innenrohres 1 ist durch einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 3 auf der gesamten Länge nach außen geöffnet. Im Innenraum des Innenrohres 1 ist ein stangenloser Kolben 4 angeordnet. Dieser dient der Führung des Innenrohres 1 gegenüber dem Außenrohr 2 und ist daher über zwei Verbindungsstreben 5, die sich radial vom Innenraum des Innenrohres 1 durch den Schlitz 3 nach außen erstrecken, mit dem Außenrohr 2 verbunden. Das Außenrohr 2, die Verbindungsstreben 5 und der Kolben 4 bilden eine starre Einheit.

Den Antrieb dieser elektrischen Linearmotoreinheit bilden Permanentmagnete 6 und Magnetspulen 7. An seinen vier Außenseiten ist das Innenrohr 1 mit vier Reihen hintereinander angeordneter Permanentmagnete 6 belegt. Jede Reihe liegt einer Reihe von Magnetspulen 7 gegenüber, welche an der Innenseite des Außenrohres 2 angeordnet sind.

Bezugszahlenliste

Innenrohr

Außenrohr

Schlitz

Kolben

Verbindungsstrebe

Permanentmagnet

Magnetspule

Claims

Patentansprüche

1. Von einem Linearmotor bewegbares Betätigungsorgan, welches in Bezug auf ein dieses Organ umgebendes Führungsgehäuse geradlinig verschiebbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan als Innenrohr (1 ) mit einem sich in Längsrichtung erstrek- kenden durchgehenden Schlitz (3) ausgebildet ist, wobei ein stangenlo- ser, über eine oder mehrere den Schlitz (3) durchdringende Verbindungsstreben (5) an dem Führungsgehäuse befestigter Kolben (4) in dem Innenrohr (1 ) geführt ist.

2. Betätigungsorgan nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsgehäuse als Außenrohr (2) ausgebildet ist.

3. Betätigungsorgan nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche des Innenrohres (1 ) eine im Querschnitt quadratische Form aufweist.

4. Betätigungsorgan nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche des Innenrohres (1 ) mit mehreren Reihen in Längsrichtung hintereinander angeordneter, als Sekundärteile des Linearmotors wirkender Permanentmagnete (6) belegt ist.

5. Betätigungsorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der inneren Oberfläche des Außenrohres (2) mehrere Reihen in Längsrichtung hintereinander angeordneter, als Primärteile des Linearmotors wirkender Magnetspulen (7) angeordnet sind.