Beschreibung
Einrichtung zum Fixieren einer Magnetschiene eines elektrischen Linearmotors an einem Träger
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Fixieren einer Magnetschiene eines elektrischen Linearmotors an einem Träger mittels zumindest eines am Träger fest verankerten Halters, der mit Anschlagschultern die Magnetschiene auf de- ren dem Träger abgewandten Oberseite übergreift.
Eine derartige Einrichtung ist z.B. durch die DE 10143808 AI bekannt geworden. Danach ist die Magnetschiene auf ihrer O- berseite mit Permanentmagneten belegt und auf ihrer Untersei- te mittels seitlicher pratzenartiger Klemmstücke fest mit dem Träger verspannt. Zwischen den Permanentmagneten und einem darüber verfahrbaren Spulenteil besteht eine sehr hohe Anziehungskraft. Die Klemmstücke pressen die Magnetschiene so fest gegen den Träger, dass selbst unter der Wirkung dieser Anzie- hungskraft die Magnetschiene sicher am Träger fixiert bleibt.
Eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 ist aus WO 02/087061 AI bekannt. Die Magnetschiene wird durch stoß- seitige Abschlussplatten und im Träger ausgebildete Anschläge am Trägerprofil befestigt. Auch ein Verkleben oder Vergießen der Magnetschiene mit dem Träger wird vorgeschlagen.
Durch das Verspannen der Magnetschiene mit dem Träger besteht eine enge Wechselbeziehung, durch die Störeffekte unmittelbar übertragen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Magnetschiene vom Träger weitgehend zu entkoppeln.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Durch die Anschlagschultern wird eine definierte Anlage für die Magnetschiene auf ihrer Oberseite geschaffen, so dass
der Abstand zum Spulenteil des Linearmotors unabhängig von der Ebenheit des Trägers und der Dicke der Schiene bleibt. Die elektromagnetische Wechselbeziehungen zwischen dem Spulenteil und der Magnetschiene werden nicht durch unterschied- liehe Abstände beeinträchtigt. Die Spannzungen können mit geringer Vorspannung an der Magnetschiene anliegen, so dass sich diese ohne nennenswerten Widerstand dehnen kann. Es genügt, die Magnetschiene mit geringerer Vorspannung an den Anschlägen anliegen zu lassen, so dass unterschiedliche Wärme- dehnungen zwischen der Magnetschiene und dem Träger dadurch kompensiert werden können, dass sich die Magnetschiene in ihrer Längsrichtung ohne die Gefahr des Verspannens mit dem Träger ausdehnen kann. Da die Magnetschiene nicht mehr unmittelbar am Träger aufliegt, wird ein großflächiger Wärmekon- takt vermieden, so dass eine einseitige Erwärmung des Trägers entlang der Magnetschiene weitgehend vermieden werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 gekennzeichnet:
Durch die Ausbildung der Anschlagschulter und der Fußfläche in einem Grundkörper nach Anspruch 2 kann ein definierter Abstand eingestellt werden, der ein einheitliches Höhenniveau der Anschlagschultern sichert.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 liegen die Verankerungspunkte mit dem Träger außerhalb der Magnetschiene, was die Wärmekopplung verringert.
Die Halter nach Anspruch 4 können so kurz gehalten werden, dass sich selbst bei unterschiedlicher Wärmedehnung keine nennenswerte Verspannung zum Träger ergibt.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 5 wird die Anzahl der Halter verringert.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 6 werden die Verschiebungen an den Magnetbahnenden minimiert.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 7 wird eine weitere Entkopplung der Magnetschiene vom Träger erreicht.
Durch die Zuordnung des Federelements zum Halter nach Anspruch 8 wird auch im Hinblick auf die Federkräfte eine vollkommene Entkopplung vom Träger erreicht. Da alle Funktionsma- ße innerhalb des Halters ausgebildet sind, ist es möglich, unabhängig von den Einbauverhältnissen eine definierte Federkraft einzuhalten.
Beim Halter nach den Ansprüchen 9 und 10 wird die definierte Federwirkung in einfacher und sicherer Weise gewährleistet.
Das Federelement nach Anspruch 11 hat den Vorteil, dass die Feder vor dem Ansetzen des Halters an die Magnetschiene entspannt und im angelegten Zustand gespannt werden kann, was die Montage erleichtert.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf einen Träger mit Magnetschienen eines Linearmotors und mit Haltern, Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt II aus Figur 1, Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 2, Figur 4 eine Seitenansicht der Teile nach Figur 2 ,
Figur 5 einen vergrößerten Ausschnitt V aus Figur 3.
Figur 1 zeigt einen länglichen Träger 1, auf dem eine lineare, aus zwei Magnetschienen 2 gebildete Magnetbahn mittels Haltern 3 fixiert ist. Die Magnetschienen 2 sind an ihren Enden durch Zentrierstifte 4 ausgerichtet. Die aus Weicheisen bestehende Magnetschiene 2 ist auf ihrer dem Träger 1 abge-
wandten Oberseite mit Permanentmagneten 5 belegt. Der Träger 1 besteht aus einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff (CFK) , dessen Wärmedehnung erheblich geringer ist als die des Weicheisens der Magnetschiene 2. Durch die Betriebswärme des Linearmotors kann es zu einer deutlichen Erwärmung der Magnetschiene 2 kommen, die sich vor allem in ihrer Längsrichtung erheblich stärker dehnt, als der Träger 1. Damit besteht die Gefahr einer entsprechenden Verspannung zwischen dem Träger 1 und der Magnetschiene 2.
Der Träger 1 ist z. B. Teil eines verfahrbaren Positionierarmes eines Bestückautomaten zum Bestücken von elektrischen Leiterplatten mit Bauelementen. Ein solcher Positionierarm wird sehr stark beschleunigt bzw. abgebremst und ist deshalb möglichst leicht ausgebildet. Eine longitudinale Verspannung mit der Magnetschiene 2 würde daher zu einer beträchtlichen Verbiegung führen, die die Positionsgenauigkeit eines durch den Linearmotor angetriebenen Bestückkopfes beeinträchtigen würde .
Nach den Figuren 2 bis 5 ist die Magnetschiene 2 nicht unmittelbar am Träger 1 fixiert, sondern durch die Halter 3 mit Abstand zum Träger 1 angeordnet . Ein mobiles Spulenteil 6 des Linearmotors ist über den Permanentmagneten 5 verfahrbar. Zwischen dem Spulenteil 6 und den Permanentmagneten 5 entstehen erhebliche Anziehungskräfte 12, die über die Halter 3 auf den Träger 1 übergeleitet werden müssen. Die Halter 3 sind seitlich der Magnetschiene 2 am Träger 1 mittels Schrauben 7 in ebener Auflage verankert und übergreifen mit einem seitli- chen Vorsprung 8 den Seitenrand der Magnetschiene 2. Dabei bildet die dem Träger 1 zugewandte Unterseite des Vorsprungs 8 eine Anschlagschulter 9 für die Magnetschiene 2. Diese weist einen definierten Abstand zu einer flach am Träger 1 aufliegenden Fußfläche 17 des Halters 3 auf, so dass die An- schlagschultern 9 der Halter 3 in einem einheitlichen Höhenniveau angeordnet sein können.
In die Halter 3 sind Federelemente 10 eingesetzt, die mit Spannzungen 11 zwischen den Träger 1 und die Magnetschiene 2 ragen und an dieser unter einer federnden Vorspannung 13 anliegen. Dadurch wird die Magnetschiene 2 gegen die Anschlag- schulter 9 gedrückt und in ihrer Höhenlage spielfrei fixiert wird. Die Vorspannung 13 ist im Vergleich zur Anziehungskraft 12 oder zur AufSpannkraft des Halters auf dem Träger 1 sehr gering. Einer thermisch bedingten Verschiebung der Magnetschiene 2 gegenüber dem Träger 1 stehen damit geringe Rei- bungskräfte entgegen, die im Hinblick auf eine Verformung des Trägers 1 vernachlässigbar sind. Die Halter 3 sind so kurz ausgebildet, dass eine thermische Verspannung mit dem Träger 1 innerhalb des Aufspannbereiches eines der Halter 3 vernachlässigbar bleibt.
Das Federelement 10 ist in einem Grundkörper des Halters 3 teleskopartig verschiebbar gelagert und kann durch eine separate Spannfeder 14 in Form einer Spiraldruckfeder in Richtung der Anschlagschulter 9 gedrückt werden, wobei die Spannfeder 14 zwischen dem Grundkörper und einer Stützschulter 15 des
Federelementes 10 verspannt ist. Das Federelement 10 besteht aus zwei miteinander verschraubten Teilen, von denen eines die Stützschulter 15 und das andere die Spannzunge 11 aufweist. Durch Lösen dieser Verschraubung kann die Federspan- nung derart verringert werden, dass die Magnetschiene 2 leicht zwischen die Spannzunge 11 und die Anschlagschulter 9 eingeschoben werden kann. Durch anschließendes Anziehen der Verschraubung wird die volle Vorspannung aufgebaut.
Nach den Figuren 1 und 2 sind die Magnetschienen 2 mittels der Zentrierstifte 4 in der Mitte der Magnetbahn an den einander zugewandten Enden longitudinal und transversal fixiert . Dazu sind in den Vorsprüngen 8 der Halter 3 und in der Magnetschiene 2 spielfreie Zentrierbohrungen vorgesehen. An den einander abgewandten Enden der Magnetschienen 2 sind sich in der Längsrichtung erstreckende Langlöcher 16 vorgesehen, in die die Zentrierstifte 4 mit longitudinalem Spiel eingreifen.
Dadurch wird die Magnetschiene in der transversalen Richtung fixiert und kann sich in der Längsrichtung frei verschieben.
Bezugs zeichen
1 Träger
2 Magnetschiene
3 Halter
4 Zentrierstift
5 Permanentmagnet
6 Spulenteil
7 Schraube
8 Vorsprung
9 Anschlagschulter
10 Federelement
11 Spannzunge
12 Anziehungskraft
13 Vorspannung
14 Spannfeder
15 Stützschulter
16 Langloch
17 Fußfläche