WO2006108852A1 - Synchronous linear motor making use of the geometrical structure of the secondary part - Google Patents
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- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
Definitions
- the present invention relates to a synchronous linear motor with a primary part and a rack-shaped, permanent magnet-free secondary part.
- linear motors are often used in machinery or equipment in which the power requirement over the travel is not constant.
- linear motors could be designed so that they always supply enough power. This Wür ⁇ de
- This complex design of linear motors with an auxiliary drive makes their use often uneconomical, or it is the desired use of linear motors due to pointy high power requirements not possible.
- Linear regulators are typically used to control linear motors. These linear scales are tapped optically, magnetically or inductively. The cost of obtaining a position signal in this way are comparatively high, a more favorable for the control installation space is not partially available and the robustness of the linear ⁇ aimsstäbe is partially insufficient. In addition, the Expenses for assembly and encapsulation of linear scales over charge be high.
- the object of the present invention is to increase the field of application of synchronous linear motors.
- this object is achieved by a Syn ⁇ chronlinearmotor with a primary part and a rack-shaped, permanent magnet-free secondary part, and a locking device which is attached to the primary part directly or indirectly, for releasable, mechanical intervention in the secondary part, so that movement of the Synchronline ⁇ armotors can be inhibited or slowed down.
- the invention is based on the idea to mechanically use the geometric structure of the permanent magnetless reaction part or secondary part of the synchronous linear motor for operation.
- the locking device has a (pin-shaped) latch for engagement between the teeth of the secondary part. This can be achieved in a relatively favorable manner that the linear motor is locked in a desired position without energy consumption in the direction of movement.
- the locking means may comprise a rotatably mounted gear meshing with the secondary part in engagement, and a member ren or Blockie ⁇ brakes have the gear.
- This can be ren realisie ⁇ a cost-braking or blocking device.
- the inventive concept can also be realized by a synchronous linear motor with a primary part and a rack-shaped, permanent magnet-free secondary part, and an auxiliary drive device which is attached to the primary part or its surrounding structure and which engages mechanically in the secondary part to exert on this an additional force ⁇ . This makes it possible that the synchronous linear motor is provided with a cost-effective additional drive without an additional component must be mounted on the side of the secondary part.
- the auxiliary drive means comprises a rotational drive and thus is exaggerated ⁇ gear, so that directly and additionally exercisable of the primary part of the gear motor to the secondary part is ⁇ bar.
- the rotary drive can be realized inexpensively by a conventional electric motor.
- a further form of realization of the invention consists in a synchronous linear motor with a primary part and a toothed rack genförmigen, permanent magnet-free secondary part, and a transducer device, which is attached to the primary part or its surrounding structure and the samples the secondary part from ⁇ , to provide a position signal.
- the secondary part has double functionality, namely the basic magnetic functionality as a reaction part and, moreover, the functionality of a linear scale.
- the transducer device has a magnetic flux sensor or an optical sensor for detecting the teeth of the secondary part. Both sensors allow contactless gripping and are relatively insensitive to contamination.
- the encoder device may have a toothed wheel, which engages in the secondary part, and a sensor unit with which a rotation of the toothed wheel can be detected.
- the gear transmits the movement of the secondary part with respect to the primary part.
- the synchronous linear motor according to the invention may have a control device, wherein the position signal serves as a measure of the controlled variable. This allows the movement of the synchronous linear motor to be regulated precisely.
- FIG. 2 shows a portion of a synchronous linear motor with a gear for clamping and braking
- FIG. 3 shows a portion of a synchronous linear motor with a rotary auxiliary drive via a gear
- FIG. 4 shows a section of a synchronous linear motor with a standard rotary encoder via a toothed wheel.
- a primary part P of a permanent magnetless synchronous linear motor is guided over a secondary part S by means of a machine carriage M.
- FIG. 1 only a short section of the secondary part S, which extends over the entire travel path, is reproduced. Also, only part of the machine carriage M is shown there.
- the locking unit V On the machine carriage M and thus also indirectly to the primary part P, a locking unit V is attached.
- the locking unit V has a locking bolt B, which engages in the extended state in a tooth space of the rack-shaped secondary part, as sketched in FIG is. That is, in the state shown in FIG. 1, the bolt B of the locking unit V blocks a relative movement between the primary part P and the secondary part S or a movement of the machine carriage M. In other words, by activating the locking unit V, the bolt or
- Bolt B is pushed toward the reaction part or secondary part S of the engine, whereby a positive connection of the bolt B is achieved with the toothed reaction part of the engine. Since ⁇ by the desired holding forces can be transmitted, oh- ne that energy via the linear motor must be used. Since the reaction part or secondary part S is already required for the Mo ⁇ gate function, created for this part no additional costs nor creates additional space next to the reaction part of the engine. This provides a simple and economical solution for locking the synchronous linear motor.
- a second embodiment of the present invention is outlined in principle in FIG.
- the structure of the synchronous linear motor including the primary part P, secondary part S and Maschi ⁇ nenschlitten M is identical to that of the embodiment of FIG 1.
- a gear Z is mounted on the machine carriage M, whose teeth engage in the Se ⁇ kundärteil S. With the linear movement of the primary part P together with the machine carriage M, therefore, the gear Z also rotates.
- a gear lock ZV which is also fastened to the machine carriage M, interacts with the gear Z. As required, it brakes or blocks the gear Z, which produces a positive connection with the secondary part S, so that the synchronous linear motor is braked or clamped.
- a third embodiment of the present invention is shown schematically in FIG. Again, the flamiel ⁇ len elements of the synchronous linear motor, namely the primary märteil P, the machine carriage M and the secondary part S with those of the preceding embodiments identical.
- the synchronous linear motor of this third embodiment is equipped with a rotary auxiliary drive.
- an electric motor E which drives a toothed wheel Z, is fastened to the machine carriage M. This gear Z is in engagement with the teeth of the secondary S, as in the second embodiment.
- the tooth-shaped structure of the reaction part or secondary ⁇ part S can be used here as a reaction rail (rack) for the auxiliary drive.
- the costs and the Platzbe ⁇ may therefore be omitted for a separate rack.
- devices or systems which are indeed useful in principle be equipped with a linear motor, in which linear motors but so far for power reasons were not used to be equipped by this type of drive with linear motors. Due to the combination of linear motor and auxiliary drive, the powertrain can possibly be realized more cost-effectively. A small linear drive together with a conventional rotary drive may be cheaper than a large linear drive.
- the synchronous linear motor is equipped with a standard rotary encoder.
- the synchronous linear motor again corresponds to that of the preceding embodiments.
- the rotary encoder G can provide incremental or absolute position information. It can be obtained by ⁇ tet, for example, as a resolver or the like. With the help of the local and / or speed-dependent signals of this rotary encoder G, the linear motor can be controlled and / or its pole position can be detected.
- This Anord ⁇ voltage provides a robust and length-independent solution that is cost effective, particularly with long axes.
- the above-described embodiments have in common that they use the toothed surface of the secondary part S in two respects. So not only an electromagnetic but also a mechanical use of this component.
- the secondary part S may be, for Verrie ⁇ rules, for braking, be used for an auxiliary drive and as a linear measure ⁇ stab. These mechanical functions can be combined in any groups.
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Abstract
The aim of the invention is the enlargement of the field of application of synchronous linear motors. Said aim is achieved by making mechanical use of the geometrical structure of the secondary part of a synchronous motor with excitation arranged to the primary side. For example, the tooth structure can be used for locking with a pin (B). Furthermore the rack-shaped secondary part (S) can also be used for an auxiliary drive, a brake mechanism or a pick-up mechanism.
Description
Beschreibungdescription
Synchronlinearmotor mit Nutzung der geometrischen Struktur des SekundärteilsSynchronous linear motor with utilization of the geometric structure of the secondary part
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Synchronlinearmotor mit einem Primärteil und einem zahnstangenförmigen, permanentmagnetfreien Sekundärteil.The present invention relates to a synchronous linear motor with a primary part and a rack-shaped, permanent magnet-free secondary part.
Bei zahlreichen Anwendungen von Linearmotoren besteht der Bedarf, Mittel zur Selbsthemmung vorzusehen. Hierzu werden üblicherweise mechanische Haltebremsen, mechanische Verriege¬ lungen oder Gewichtsausgleichs-Mechanismen eingesetzt. Die Kosten hierfür sind vergleichsweise hoch. Darüber hinaus steht der erforderliche Einbauraum oft nicht zur Verfügung.In many applications of linear motors there is a need to provide means for self-locking. For this purpose, usually mechanical holding brakes, mechanical Verriege ¬ lungs or weight compensation mechanisms are used. The costs are comparatively high. In addition, the required installation space is often not available.
Außerdem werden Linearmotoren häufig in Maschinen oder Anlagen eingesetzt, bei denen der Kraftbedarf über dem Verfahrweg nicht konstant ist. Linearmotoren könnten prinzipiell so aus- gelegt sein, dass sie stets genügend Kraft liefern. Dies wür¬ de jedoch eine unwirtschaftliche Lösung darstellen. Daher werden Linearmotoren bei gewissen Anwendungen so dimensioniert, dass an einer oder mehreren Stellen des Verfahrwegs die erforderlichen Kräfte nicht zur Verfügung gestellt werden können. Deshalb ist dann ein zusätzlicher Antrieb notwendig. Diese aufwändige Konstruktion von Linearmotoren mit einem Hilfsantrieb macht deren Einsatz oft unwirtschaftlich, oder es ist der gewünschte Einsatz von Linearmotoren aufgrund punktuell hoher Kraftanforderungen gar nicht möglich.In addition, linear motors are often used in machinery or equipment in which the power requirement over the travel is not constant. In principle, linear motors could be designed so that they always supply enough power. This Wür ¬ de However, an uneconomic solution represent. Therefore, linear motors are dimensioned in certain applications so that the required forces can not be made available at one or more points of the travel. Therefore, then an additional drive is necessary. This complex design of linear motors with an auxiliary drive makes their use often uneconomical, or it is the desired use of linear motors due to pointy high power requirements not possible.
Zur Regelung von Linearmotoren werden typischerweise Linearmaßstäbe eingesetzt. Diese Linearmaßstäbe werden optisch, magnetisch oder induktiv abgegriffen. Die Kosten für die Gewinnung eines Lagesignals auf diese Weise sind vergleichswei- se hoch, ein für die Regelung günstiger Einbauraum steht teilweise nicht zur Verfügung und die Robustheit der Linear¬ maßstäbe ist teilweise nicht ausreichend. Außerdem kann der
Aufwand für Montage und Kapselung von Linearmaßstäben über Gebühr hoch sein.Linear regulators are typically used to control linear motors. These linear scales are tapped optically, magnetically or inductively. The cost of obtaining a position signal in this way are comparatively high, a more favorable for the control installation space is not partially available and the robustness of the linear ¬ maßstäbe is partially insufficient. In addition, the Expenses for assembly and encapsulation of linear scales over charge be high.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Einsatzgebiet von Synchronlinearmotoren zu erhöhen.The object of the present invention is to increase the field of application of synchronous linear motors.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Syn¬ chronlinearmotor mit einem Primärteil und einem zahnstangen- förmigen, permanentmagnetfreien Sekundärteil, sowie einer Verriegelungseinrichtung, die an dem Primärteil direkt oder indirekt befestigt ist, zum lösbaren, mechanischen Eingreifen in das Sekundärteil, so dass eine Bewegung des Synchronline¬ armotors gehemmt oder gebremst werden kann. Durch diese Kon¬ struktion ist gewährleistet, dass die Bewegung des Synchron- linearmotors ohne hohen Energieaufwand gehemmt oder gebremst werden kann. Dies ist insbesondere bei Vertikalantrieben von Bedeutung.According to the invention this object is achieved by a Syn ¬ chronlinearmotor with a primary part and a rack-shaped, permanent magnet-free secondary part, and a locking device which is attached to the primary part directly or indirectly, for releasable, mechanical intervention in the secondary part, so that movement of the Synchronline ¬ armotors can be inhibited or slowed down. Through this constructive Kon ¬ tion is ensured that the movement of the synchronous can be inhibited or slowed linear motor without a high expenditure of energy. This is especially important for vertical drives.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die geometrische Struktur des permanentmagnetlosen Reaktionsteils bzw. Sekundärteils des Synchronlinearmotors für den Betrieb mechanisch zu nutzen.The invention is based on the idea to mechanically use the geometric structure of the permanent magnetless reaction part or secondary part of the synchronous linear motor for operation.
Vorzugsweise besitzt die Verriegelungseinrichtung einen (stiftförmigen) Riegel zum Eingreifen zwischen die Zähne des Sekundärteils. Damit kann auf verhältnismäßig günstige Weise erreicht werden, dass der Linearmotor in einer gewünschten Position ohne Energieverbrauch in Bewegungsrichtung verriegelt ist.Preferably, the locking device has a (pin-shaped) latch for engagement between the teeth of the secondary part. This can be achieved in a relatively favorable manner that the linear motor is locked in a desired position without energy consumption in the direction of movement.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Verriegelungseinrichtung ein drehbar gelagertes Zahnrad, das mit dem Sekundärteil in Eingriff steht, und ein Element zum Blockie¬ ren oder Bremsen des Zahnrads aufweisen. Hiermit lässt sich eine kostengünstige Brems- oder Blockiereinrichtung realisie¬ ren .
Der erfindungsgemäße Gedanke kann auch realisiert werden durch einen Synchronlinearmotor mit einem Primärteil und einem zahnstangenförmigen, permanentmagnetfreien Sekundärteil, sowie einer Zusatzantriebseinrichtung, die an dem Primärteil oder dessen Umgebungskonstruktion befestigt ist und die in das Sekundärteil mechanisch eingreift, um auf diesen eine Zu¬ satzkraft auszuüben. Hierdurch ist es möglich, dass der Synchronlinearmotor mit einem kostengünstigen Zusatzantrieb versehen wird, ohne dass eine zusätzliche Komponente auf der Seite des Sekundärteils montiert werden muss.In an alternative embodiment, the locking means may comprise a rotatably mounted gear meshing with the secondary part in engagement, and a member ren or Blockie ¬ brakes have the gear. This can be ren realisie ¬ a cost-braking or blocking device. The inventive concept can also be realized by a synchronous linear motor with a primary part and a rack-shaped, permanent magnet-free secondary part, and an auxiliary drive device which is attached to the primary part or its surrounding structure and which engages mechanically in the secondary part to exert on this an additional force ¬ . This makes it possible that the synchronous linear motor is provided with a cost-effective additional drive without an additional component must be mounted on the side of the secondary part.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Zusatzantriebseinrichtung einen Rotationsantrieb und ein damit ange¬ triebenes Zahnrad auf, so dass von dem Primärteil direkt und zusätzlich von dem Zahnrad Kraft auf das Sekundärteil ausüb¬ bar ist. Dabei lässt sich der Rotationsantrieb durch einen üblichen Elektromotor kostengünstig realisieren.In a preferred embodiment, the auxiliary drive means comprises a rotational drive and thus is exaggerated ¬ gear, so that directly and additionally exercisable of the primary part of the gear motor to the secondary part is ¬ bar. In this case, the rotary drive can be realized inexpensively by a conventional electric motor.
Eine weitere Realisierungsform der Erfindung besteht in einem Synchronlinearmotor mit einem Primärteil und einem zahnstan- genförmigen, permanentmagnetfreien Sekundärteil, sowie einer Gebereinrichtung, die an dem Primärteil oder dessen Umgebungskonstruktion befestigt ist und die das Sekundärteil ab¬ tastet, um ein Lagesignal bereitzustellen. Damit kommt auch hier dem Sekundärteil doppelte Funktionalität zu, nämlich die magnetische Grundfunktionalität als Reaktionsteil und darüber hinaus die Funktionalität eines Linearmaßstabs.A further form of realization of the invention consists in a synchronous linear motor with a primary part and a toothed rack genförmigen, permanent magnet-free secondary part, and a transducer device, which is attached to the primary part or its surrounding structure and the samples the secondary part from ¬, to provide a position signal. Here, too, the secondary part has double functionality, namely the basic magnetic functionality as a reaction part and, moreover, the functionality of a linear scale.
Vorzugsweise besitzt die Gebereinrichtung einen Magnetfluss- sensor oder einen optischen Sensor zur Erfassung der Zähne des Sekundärteils. Beide Sensoren ermöglichen ein berührungs¬ loses Abgreifen und sind verhältnismäßig unempfindlich gegenüber Verschmutzungen.Preferably, the transducer device has a magnetic flux sensor or an optical sensor for detecting the teeth of the secondary part. Both sensors allow contactless gripping and are relatively insensitive to contamination.
Ferner kann die Gebereinrichtung ein Zahnrad, das in das Sekundärteil eingreift, und eine Sensoreinheit, mit der eine Drehung des Zahnrads erfassbar ist, aufweisen. Das Zahnrad überträgt die Bewegung des Sekundärteils gegenüber dem Pri-
märteil, was insbesondere hinsichtlich Verschmutzungen Vorteile gegenüber berührungslosen Abtastsystemen bieten kann.Furthermore, the encoder device may have a toothed wheel, which engages in the secondary part, and a sensor unit with which a rotation of the toothed wheel can be detected. The gear transmits the movement of the secondary part with respect to the primary part. märteil, which can offer advantages over non-contact scanning systems in particular with regard to contamination.
Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Synchronlinearmotor eine Regeleinrichtung aufweisen, wobei das Lagesignal als Maß für die Regelgröße dient. Damit lässt sich die Bewegung des Synchronlinearmotors exakt regeln.In addition, the synchronous linear motor according to the invention may have a control device, wherein the position signal serves as a measure of the controlled variable. This allows the movement of the synchronous linear motor to be regulated precisely.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:The present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG 1 einen Abschnitt eines Synchronlinearmotors mit einer1 shows a section of a synchronous linear motor with a
Verriegelung zum Blockieren;Lock for blocking;
FIG 2 einen Abschnitt eines Synchronlinearmotors mit einem Zahnrad zum Klemmen und Bremsen;2 shows a portion of a synchronous linear motor with a gear for clamping and braking;
FIG 3 einen Abschnitt eines Synchronlinearmotors mit einem rotativen Hilfsantrieb über ein Zahnrad; und FIG 4 einen Abschnitt eines Synchronlinearmotors mit einem rotativen Standard-Geber über ein Zahnrad.3 shows a portion of a synchronous linear motor with a rotary auxiliary drive via a gear; and FIG. 4 shows a section of a synchronous linear motor with a standard rotary encoder via a toothed wheel.
Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.The embodiments described in more detail below represent preferred embodiments of the present invention.
Entsprechend einer ersten Ausführungsform wird ein Primärteil P eines permanentmagnetlosen Synchronlinearmotors über einem Sekundärteil S mit Hilfe eines Maschinenschlittens M geführt. Dies bedeutet, dass das Primärteil P den Maschinenschlitten M über einen bestimmten Verfahrweg linear bewegt. In FIG 1 ist lediglich ein kurzer Abschnitt des Sekundärteils S, das sich über den gesamten Verfahrweg erstreckt, wiedergegeben. Auch ist dort nur ein Teil des Maschinenschlittens M dargestellt.According to a first embodiment, a primary part P of a permanent magnetless synchronous linear motor is guided over a secondary part S by means of a machine carriage M. This means that the primary part P moves the machine carriage M linearly over a certain travel path. In FIG. 1, only a short section of the secondary part S, which extends over the entire travel path, is reproduced. Also, only part of the machine carriage M is shown there.
An dem Maschinenschlitten M und damit auch indirekt an dem Primärteil P ist eine Verriegelungseinheit V befestigt. Die Verriegelungseinheit V besitzt einen Verriegelungsbolzen B, der im ausgefahrenen Zustand in eine Zahnlücke des zahnstan- genförmigen Sekundärteils greift, wie dies in FIG 1 skizziert
ist. D.h. in dem in FIG 1 dargestellten Zustand blockiert der Bolzen B der Verriegelungseinheit V eine Relativ-Bewegung zwischen Primärteil P und Sekundärteil S bzw. eine Bewegung des Maschinenschlittens M. Mit anderen Worten, durch die Ak- tivierung der Verriegelungseinheit V wird der Riegel bzw.On the machine carriage M and thus also indirectly to the primary part P, a locking unit V is attached. The locking unit V has a locking bolt B, which engages in the extended state in a tooth space of the rack-shaped secondary part, as sketched in FIG is. That is, in the state shown in FIG. 1, the bolt B of the locking unit V blocks a relative movement between the primary part P and the secondary part S or a movement of the machine carriage M. In other words, by activating the locking unit V, the bolt or
Bolzen B in Richtung auf das Reaktionsteil bzw. Sekundärteil S des Motors geschoben, wodurch ein Formschluss des Bolzens B mit dem gezahnten Reaktionsteil des Motors erzielt wird. Da¬ durch lassen sich die gewünschten Haltekräfte übertragen, oh- ne dass Energie über den Linearmotor verbraucht werden muss. Da das Reaktionsteil bzw. Sekundärteil S bereits für die Mo¬ torfunktion benötigt wird, entstehen für dieses Teil weder zusätzliche Kosten noch entsteht zusätzlicher Platzbedarf neben dem Reaktionsteil des Motors. Damit ist eine einfache und wirtschaftliche Lösung für das Verriegeln des Synchronlinearmotors gegeben.Bolt B is pushed toward the reaction part or secondary part S of the engine, whereby a positive connection of the bolt B is achieved with the toothed reaction part of the engine. Since ¬ by the desired holding forces can be transmitted, oh- ne that energy via the linear motor must be used. Since the reaction part or secondary part S is already required for the Mo ¬ gate function, created for this part no additional costs nor creates additional space next to the reaction part of the engine. This provides a simple and economical solution for locking the synchronous linear motor.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in FIG 2 prinzipiell skizziert. Der Aufbau des Synchronlinearmo- tors einschließlich Primärteil P, Sekundärteil S und Maschi¬ nenschlitten M ist identisch mit dem der Ausführungsform gemäß FIG 1. Bei dieser Ausführungsform ist an den Maschinenschlitten M ein Zahnrad Z montiert, dessen Zähne in das Se¬ kundärteil S eingreifen. Mit der linearen Bewegung des Pri- märteils P zusammen mit dem Maschinenschlitten M dreht sich also auch das Zahnrad Z. Eine Zahnradverriegelung ZV, die e- benfalls an dem Maschinenschlitten M befestigt ist, wirkt mit dem Zahnrad Z zusammen. Je nach Bedarf bremst oder blockiert sie das Zahnrad Z, das einen Formschluss mit dem Sekundärteil S herstellt, so dass der Synchronlinearmotor gebremst bzw. geklemmt wird.A second embodiment of the present invention is outlined in principle in FIG. The structure of the synchronous linear motor including the primary part P, secondary part S and Maschi ¬ nenschlitten M is identical to that of the embodiment of FIG 1. In this embodiment, a gear Z is mounted on the machine carriage M, whose teeth engage in the Se ¬ kundärteil S. With the linear movement of the primary part P together with the machine carriage M, therefore, the gear Z also rotates. A gear lock ZV, which is also fastened to the machine carriage M, interacts with the gear Z. As required, it brakes or blocks the gear Z, which produces a positive connection with the secondary part S, so that the synchronous linear motor is braked or clamped.
Grundsätzlich ist es im Sinne dieser Erfindung unerheblich, ob das Primärteil etc. oder das Sekundärteil S bewegt wird.Basically, it is irrelevant in the context of this invention, whether the primary part, etc. or the secondary part S is moved.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in FIG 3 schematisch dargestellt. Auch hier sind die prinzipiel¬ len Bestandteile des Synchronlinearmotors, nämlich das Pri-
märteil P, der Maschinenschlitten M und das Sekundärteil S mit denen der vorhergehenden Ausführungsformen identisch. Der Synchronlinearmotor dieser dritten Ausführungsform ist jedoch mit einem rotativen Hilfsantrieb ausgestattet. An dem Maschi- nenschlitten M ist hierzu ein Elektromotor E befestigt, der ein Zahnrad Z antreibt. Dieses Zahnrad Z steht wie bei der zweiten Ausführungsform in Eingriff mit den Zähnen des Sekundärteils S.A third embodiment of the present invention is shown schematically in FIG. Again, the prinzipiel ¬ len elements of the synchronous linear motor, namely the primary märteil P, the machine carriage M and the secondary part S with those of the preceding embodiments identical. However, the synchronous linear motor of this third embodiment is equipped with a rotary auxiliary drive. For this purpose, an electric motor E, which drives a toothed wheel Z, is fastened to the machine carriage M. This gear Z is in engagement with the teeth of the secondary S, as in the second embodiment.
Die zahnförmige Struktur des Reaktionsteils bzw. Sekundär¬ teils S kann hier als Reaktionsschiene (Zahnstange) für den Zusatzantrieb genutzt werden. Die Kosten sowie der Platzbe¬ darf für eine eigene Zahnstange entfallen somit. Außerdem können Geräte oder Anlagen, welche zwar prinzipiell sinnvoll- erweise mit einem Linearmotor ausgerüstet werden, in denen Linearmotoren jedoch bisher aus Kraftgründen nicht zum Einsatz kamen, durch diese Antriebsart mit Linearmotoren ausgerüstet werden. Durch die Kombination von Linearmotor und Hilfsantrieb kann der Antriebsstrang gegebenenfalls kosten- günstiger realisiert werden. Ein kleiner Linearantrieb zusammen mit einem üblichen Rotationsantrieb ist unter Umständen günstiger als ein großer Linearantrieb.The tooth-shaped structure of the reaction part or secondary ¬ part S can be used here as a reaction rail (rack) for the auxiliary drive. The costs and the Platzbe ¬ may therefore be omitted for a separate rack. In addition, devices or systems which are indeed useful in principle be equipped with a linear motor, in which linear motors but so far for power reasons were not used to be equipped by this type of drive with linear motors. Due to the combination of linear motor and auxiliary drive, the powertrain can possibly be realized more cost-effectively. A small linear drive together with a conventional rotary drive may be cheaper than a large linear drive.
FIG 4 zeigt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Er- findung. Dabei wird der Synchronlinearmotor mit einem rotativen Standard-Geber ausgestattet. Der Synchronlinearmotor entspricht wiederum dem der vorhergehenden Ausführungsformen. An dem Maschinenschlitten M ist hier ein Geber G befestigt. Er wird durch ein Zahnrad Z, welches mit den Zähnen des Sekun- därteils S in Eingriff steht, betätigt. Der Rotationsgeber G kann inkrementelle oder absolute Lageinformation liefern. Er kann beispielsweise als Resolver oder dergleichen ausgestal¬ tet sein. Mit Hilfe der orts- und/oder geschwindigkeitsabhängigen Signale dieses Rotationsgebers G kann der Linearmotor geregelt und/oder seine Pollage erfasst werden. Diese Anord¬ nung stellt eine robuste und längenunabhängige Lösung dar, die insbesondere bei langen Achsen kostengünstig ist.
Den oben geschilderten Ausführungsformen ist gemeinsam, dass sie die gezahnte Oberfläche des Sekundärteils S in zweifacher Hinsicht nutzen. So erfolgt nicht nur eine elektromagnetische sondern auch eine mechanische Nutzung dieses Bauteils. Auf der mechanischen Seite kann das Sekundärteil S zum Verrie¬ geln, zum Bremsen, für einen Hilfsantrieb und als Linearma߬ stab verwendet werden. Diese mechanischen Funktionen lassen sich in beliebigen Gruppen kombinieren.4 shows a fourth embodiment of the present invention. The synchronous linear motor is equipped with a standard rotary encoder. The synchronous linear motor again corresponds to that of the preceding embodiments. On the machine carriage M here a donor G is attached. It is actuated by a toothed wheel Z, which engages with the teeth of the secondary part S. The rotary encoder G can provide incremental or absolute position information. It can be ausgestal ¬ tet, for example, as a resolver or the like. With the help of the local and / or speed-dependent signals of this rotary encoder G, the linear motor can be controlled and / or its pole position can be detected. This Anord ¬ voltage provides a robust and length-independent solution that is cost effective, particularly with long axes. The above-described embodiments have in common that they use the toothed surface of the secondary part S in two respects. So not only an electromagnetic but also a mechanical use of this component. On the mechanical side, the secondary part S may be, for Verrie ¬ rules, for braking, be used for an auxiliary drive and as a linear measure ¬ stab. These mechanical functions can be combined in any groups.
Vorteile dieses erfindungsgemäßen Synchronlinearmotors erge¬ ben sich insbesondere in folgenden Bereichen: Aufzüge, Transportsysteme, Be- und Entladesysteme, Montagesysteme, Maschi¬ nen bzw. Anlagen mit Linearantrieb und punktuell hohem Kraft¬ bedarf sowie allgemeine Automatisierungstechnik (Werkzeugma- schinen, Produktionsmaschinen) .
Advantages of this synchronous linear motor according to the invention erge ¬ ben in particular in the following areas: elevators, conveyor systems, loading and unloading, assembly systems, NEN Maschi ¬ or systems with linear drive and point-focused high power ¬ needs and general automation (machine tools, production machines).
Claims
1. Synchronlinearmotor mit1. synchronous linear motor with
- einem Primärteil (P) und - einem zahnstangenförmigen, permanentmagnetfreien Sekundärteil (S), g e k e n n z e i c h n e t durch- a primary part (P) and - a rack-shaped, permanent magnet-free secondary part (S), e e n c e e n e s through
- eine Verriegelungseinrichtung (V, ZV) , die an dem Primärteil (P) direkt oder indirekt befestigt ist, zum lösbaren, mechanischen Eingreifen in das Sekundärteil (S), so dass eine Bewegung des Synchronlinearmotors gehemmt oder ge¬ bremst werden kann.- A locking device (V, ZV), which is attached to the primary part (P) directly or indirectly, for releasable, mechanical intervention in the secondary part (S), so that a movement of the synchronous linear motor can be inhibited or ge ¬ brakes.
2. Synchronlinearmotor nach Anspruch 1, wobei die Verriege- lungseinrichtung (V) einen Riegel (B) zum Eingreifen zwischen die Zähne des Sekundärteils (S) aufweist.2. Synchronous linear motor according to claim 1, wherein the locking device (V) has a latch (B) for engagement between the teeth of the secondary part (S).
3. Synchronlinearmotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verriegelungseinrichtung ein drehbar gelagertes Zahnrad (Z) , das mit dem Sekundärteil (S) in Eingriff steht, und ein Blockier¬ element (ZV) zum Blockieren oder Bremsen des Zahnrads aufweist .3. synchronous linear motor according to claim 1 or 2, wherein the locking device comprises a rotatably mounted gear (Z), which is in engagement with the secondary part (S), and a blocking ¬ element (ZV) for blocking or braking of the gear.
4. Synchronlinearmotor mit - einem Primärteil (P) und4. synchronous linear motor with - a primary part (P) and
- einem zahnstangenförmigen, permanentmagnetfreien Sekundärteil (S), g e k e n n z e i c h n e t durch- a ratchet-shaped, permanent magnet-free secondary part (S), e e n c e n e s t e c h e e t
- eine Zusatzantriebseinrichtung (E) , die an dem Primärteil (P) befestigt ist und die in das Sekundärteil (S) mecha¬ nisch eingreift, um auf diese eine Zusatzkraft auszuüben.- An additional drive means (E), which is fixed to the primary part (P) and in the secondary part (S) mecha ¬ nically engages to exert on this an additional force.
5. Synchronlinearmotor nach Anspruch 4, wobei die Zusatzantriebseinrichtung (E) einen Rotationsantrieb und ein damit angetriebenes Zahnrad (Z) aufweist, so dass von dem Primär¬ teil (P) direkt und zusätzlich von dem Zahnrad (Z) Kraft auf das Sekundärteil (S) ausübbar ist. 5. synchronous linear motor according to claim 4, wherein the additional drive means (E) has a rotary drive and a gear (Z) driven therewith, so that from the primary ¬ part (P) directly and additionally from the gear (Z) force on the secondary part (S ) is exercisable.
6. Synchronlinearmotor mit6. synchronous linear motor with
- einem Primärteil (P) und- a primary part (P) and
- einem zahnstangenförmigen, permanentmagnetfreien Sekundärteil (S), g e k e n n z e i c h n e t durch- a ratchet-shaped, permanent magnet-free secondary part (S), e e n c e n e s t e c h e e t
- eine Gebereinrichtung (G), die an dem Primärteil (P) direkt oder indirekt befestigt ist und die das Sekundärteil (S) abtastet, um ein Lagesignal bereitzustellen.- A transducer device (G) which is attached to the primary part (P) directly or indirectly and which scans the secondary part (S) to provide a position signal.
7. Synchronlinearmotor nach Anspruch 6, wobei die Gebereinrichtung (G) ein Zahnrad (Z) , das in das Sekundärteil (S) eingreift, und eine Sensoreinheit, mit der eine Drehung des Zahnrads (Z) erfassbar ist, aufweist.7. synchronous linear motor according to claim 6, wherein the encoder means (G) comprises a gear (Z) which engages in the secondary part (S), and a sensor unit, with which a rotation of the toothed wheel (Z) can be detected comprises.
8. Synchronlinearmotor nach einem Anspruch 6 oder 7, der eine Regeleinrichtung aufweist, wobei das Lagesignal als Maß für die Regelgröße dient .8. synchronous linear motor according to claim 6 or 7, which has a control device, wherein the position signal serves as a measure of the controlled variable.
9. Synchronlinearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der eine Zusatzantriebseinrichtung (E) nach Anspruch 4 und/oder eine Gebereinrichtung (G) nach Anspruch 6 aufweist. 9. synchronous linear motor according to one of claims 1 to 3, comprising an auxiliary drive device (E) according to claim 4 and / or a transducer device (G) according to claim 6.
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