WO2007036415A1 - Sekundärteil einer linearen elektrischen maschine und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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WO2007036415A1
WO2007036415A1 PCT/EP2006/066112 EP2006066112W WO2007036415A1 WO 2007036415 A1 WO2007036415 A1 WO 2007036415A1 EP 2006066112 W EP2006066112 W EP 2006066112W WO 2007036415 A1 WO2007036415 A1 WO 2007036415A1
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WO
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secondary part
carrier
permanent magnets
height
spacer elements
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PCT/EP2006/066112
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French (fr)
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Thomas Hoppe
Markus Jakobi
Hermann Sailer
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine

Definitions

  • the invention relates to a secondary part of a linear electric ⁇ machine.
  • the linear electrical machine is in particular ⁇ sondere a linear motor. If the linear motor is designed as a synchronous machine, then the linear motor can also be used in a simple manner as a generator.
  • the linear electric machine has a primary part and a secondary part. These machine parts can be manufactured with high precision in terms of dimensions. This concerns in particular the dimensions in height of the linear e- lektrischen machine as regards, for example, the height of the outer ⁇ dimension or the height of an air gap Zvi ⁇ rule the primary part and the secondary part. Compliance with given tolerances requires manufacturing effort and is therefore costly. The high production costs are incurred in ⁇ example, at a manufacturer of the secondary parts or at a supplier of semi-finished products for the production of the secondary part of the linear electric machine.
  • the secondary part has a carrier for supporting the permanent magnets ⁇ .
  • the carrier - the Permanentmag ⁇ netriz - is formed, for example, designed as a carrier plate which is made of an iron plate.
  • the Hö ⁇ height of the carrier is its thickness, wherein the thickness eg 6 mm may be mm to 12th
  • the thickness tolerance is for example +/- 0.2 mm or even +/- 0.5 mm. The smaller the tolerance, the more expensive is their production.
  • the height of the secondary part thus depends both on the height of the permanent magnets and on the height of the carrier.
  • the height of these parts affects a dimension in one Level in which the air gap height between the primary part and the secondary part is measurable.
  • the secondary part can also have a potting. Also, by casting the height of the abutment stunning river ⁇ is bar.
  • the material of the encapsulation which is located in the region of the air gap for example, has a thickness of about 0.4 mm. Depending on the tolerances of the carrier and the permanent magnets, the thickness of the encapsulation usually has a tolerance of +/- 0.25 mm.
  • the air gap width is the height of the
  • Air gap The smaller the air gap, the greater the power output of the electric machine. If the air ⁇ gap depends on the height of the permanent magnets under ⁇ Kunststoffliche having widths, this has a negative effect on the machine performance, since hereby the magnetic flux varies and thus also the achievable electro ⁇ magnetic force (EMF).
  • EMF electro ⁇ magnetic force
  • the invention has for its object to provide a method for producing a secondary part of a linear electric machine or the secondary part itself, with which compliance with an installation height of the secondary part is facilitated.
  • a secondary part of a linear electric machine having a primary part and the secondary part has Perma ⁇ on nentmagnete.
  • the linear electric machine is in particular ⁇ special a linear motor, which, for example, can also be operated as a generator.
  • the permanent magnets are positioned on a support.
  • the carrier is a permanent magnet carrier.
  • the secondary part also has at least one spacer element , where ⁇ in particular two or more spacer elements are provided for the secondary part. By means of the spacer element or by means of the spacer elements an installation height of Se ⁇ kundärteils is affected. The installation height thus depends on at least one spacer element.
  • the installation height of the secondary part relates to an external dimension of the secondary part.
  • the installation height ⁇ relates to a measure which is sen in a direction gemes ⁇ which relates to the air gap width between the primary part and the secondary part.
  • the installation height of the secondary part can be determined. The greater the height of a spacer is selected, the greater the installation height of the secondary part.
  • the installation height is the height of the secondary part, whereby the height is measured from a support floor of the secondary part to the area at which the air gap of the electric machine adjoins.
  • the secondary part has several spacer elements, these can be used to compensate for unevenness at the installation site of the electrical machine.
  • spacer elements of different heights are used. The different height can be achieved for example by a grinding process or by a Frässvorgang or by the use of Unterlegplättchen.
  • the spacer elements thus represent feet of the secondary part, by which this is easier and more easily mounted on various substrates.
  • An example of a Un ⁇ terground is a machine bed.
  • the spacer element adjoins the carrier.
  • the carrier of the per- manentmagnete is connected to the spacer element for example by means of an adhesive connection ⁇ or by a welded joint. After such a connection, the secondary part can be potted. Due to the resulting grouting the spacer elements are at least held.
  • the secondary part is thus be designed such that it has a potting next egg ⁇ NEM carrier which is for example a support plate and a number disposed thereon permanent magnet, in which the permanent magnets are embedded and the at least on the side of the permanent magnets, the
  • the permanent magnets on the one hand reliably fixed to the carrier plate ⁇ and protected against external influences, on the other hand, can ⁇ in the cast body during the casting erforderli- surface structure elements are formed.
  • Such structural elements are, for example ⁇ sinker for Fixed To ⁇ fixing screws or Auf josgungen on the outside of the potting with, for example, characteristics of the motor, manufacturing ler etc.
  • a continuous surface of a Permanentmag ⁇ Neten to obtain and avoid gapping due to shrinkage after the casting, is preferably located between the surface of the permanent magnets and the outer surface of the potting a nonwoven fabric, preferably a glass fiber fleece.
  • the potting body is preferably made of plastic or synthetic resin, wherein in particular polyurethane or epoxy resin are suitable materials.
  • the carrier plate not through-holes but only outwardly open on one side Fixed To ⁇ supply tabs.
  • the carrier plate can be easily punched out of a metal plate or, preferably, cut by means of a laser, in an uninterrupted cutting process.
  • the permanent magnets are then positioned on the metal plate and secured against displacement, for example by superglue.
  • a positioning tool can be used, which is placed on the support plate and Ausneh ⁇ ments or subjects for the permanent magnets, in which the permanent magnets are used individually.
  • the spacer elements can be positioned under the fastening straps or through holes.
  • the carrier plate with the permanent magnets is preferably inserted into a casting mold, wherein the casting mold is designed to be complementary to the structure of the potting body to be formed, for example with countersunk areas for screw heads and the like.
  • a further embodiment of the secondary part has a Trä ⁇ ger of the permanent magnets, which has one or more Aus ⁇ recesses.
  • the one or the plurality of recesses is on the side of the carrier which is opposite to the side on which the permanent magnets are positioned.
  • the recesses are thus located on an underside of the secondary part, which faces away from the primary part.
  • the spacer element can be introduced.
  • the Dis ⁇ dance element is glued, for example, and / or pressed into the recess.
  • the height of the secondary part can be varied by the depth of the recesses.
  • the spacer elements are guided to the bottom of the recess and positioned there.
  • different recesses have different depths.
  • the depth refers to a measure which is to be measured in the same direction as the width of the air gap ⁇ .
  • different depths Aus ⁇ recesses can be combined with different height spacer elements.
  • the secondary part has spacer elements of different heights, then these different heights can either have been created by post-processing of the spacer elements after installation in the secondary part or else previously for the installation by the use of spacer elements of different heights.
  • the spacer element or have the distance ⁇ elements a heat conductive material.
  • the spacer elements are thermally conductive.
  • the secondary part is also such as antique pallet that this is at least opposite to the side of the carrier, which mag- nets from Perma ⁇ , comprising a casting, in particular the entire surface of the secondary part or at least a major part is formed from resin and of the or the spacer elements.
  • the spacers are for example made of aluminum, stainless steel, a high-strength plastic or the like. Through such materials lien sets itself a corrosion resistance. This corro ⁇ sion strength results for the carrier, which is made in ⁇ example of iron by the apart from the spacer elements and the permanent magnets complete enclosure with the encapsulation. Thus, for example, can be dispensed with a galvanizing of the carrier.
  • a secondary part can also be produced by a specific method.
  • spacer elements which serve to set up the secondary part are used.
  • the secondary part has permanent magnets, which called on a ⁇ Per manentmagnetyes short carrier, are arranged.
  • the spacer elements are support together with the permanent magnet ⁇ which ⁇ are arranged on which the permanent magnets shed art, that the permanent magnets least in the potting to ⁇ are partially embedded and the potting at the Be ⁇ area of the permanent magnets, the surface of the secondary part is formed.
  • the spacer elements On the permanent magnet is formed by the potting a Vergusshaut, which can be adjusted for example to a thickness of eg 0.4 mm +/- 0.05 mm.
  • the spacer elements By casting the spacer elements can be held on the secondary part who ⁇ .
  • the spacer elements protrude from the potting in such a way that a part of the surface of the secondary part is formed by the spacer elements.
  • spacers of different height can be used.
  • the installation height of the secondary part can be influenced, and can thereby also unevenness of the site of the electrical machine being ⁇ be equalized.
  • the procedure may also be amended derT that the height of a spacer element or even more spacers is reduced.
  • the reduction of the height of at least one spacer element takes place, for example, by a grinding process and / or by a milling process.
  • recesses for receiving the spacer elements are produced in the carrier, in particular recesses of different depths are generated.
  • the secondary part can have a height or different heights at different locations.
  • the spacer elements can be made in one piece or in several parts.
  • FIG. 2 shows a schematic cross section through a first embodiment of a secondary part according to the invention
  • Abutment and 4 shows a perspective view of a mounted on a Ma ⁇ machine bed support for permanent magnets of a secondary part
  • the secondary part 1 shows schematically a cross section through a secondary part 1 according to the prior art.
  • the secondary part 1 has a carrier 13 and permanent magnets 11.
  • the permanent magnets 11 are posi ⁇ tioned on the carrier 13, so that the carrier 13 can also be referred to as a Permanentmagnetträ- ger.
  • the permanent magnets 11 are potted with a casting 15.
  • the secondary part 1 has a mounting height 19.
  • the installation height is the height of the secondary ⁇ part, wherein the height is measured in the direction of an air gap width of an air gap between the secondary part and a not shown primary part.
  • the height 19 of the secondary ⁇ part 1 adds up from a height 21 of the support 19, a height 23 of the permanent magnets 11 and the height 27 of the potting 15 above the permanent magnets 11.
  • This height 27 of the potting 15 can also be used as the thickness of the potting above the permanent magnets 11.
  • With the Ortsanga ⁇ be "above” is an area between the permanent magnet 11 and the
  • the diagram in FIG 2 shows how 1 shows a secondary part of an electrical machine, said electrical machine Ma ⁇ a linear machine.
  • the linear machine is in particular ⁇ special an electric synchronous liner motor.
  • the secondary part of FIG 2 has spacers 9.
  • the Distanzele- elements 9 are for resting, for example, on a machine bed vorgese ⁇ hen.
  • the spacers 9 abut the carrier 13.
  • the carrier 13 carries the permanent magnets 11 and is beispielswei ⁇ se cut out of a metal plate.
  • a positioning device is preferably used for positioning the permanent magnets 11 on the carrier 13.
  • the positioning tool is in the simplest case, a frame with individual compartments for receiving the permanent magnets 11.
  • the fabric so ⁇ te support plate 13 with the permanent magnet 11 is then introduced into a not shown in the figure form for performing the method for casting.
  • the permanent magnets 11 are completely embedded ⁇ cast body in the Ver cast by the comparison, wherein the permanent magnets are on the carrier 13 opposite side with a layer of for example a thickness of 27 covered 11 of about 0.4 mm and, for example against damage and Corrosion are protected.
  • the spacer elements 9 protrude into the encapsulation 15 with an embedding depth 29 of, for example, a few millimeters. From the embedding depth 29 and an overall height 10 of the spacer element 9, a ground clearance 33 can be determined.
  • the ground clearance 33 is the height at which the dis ⁇ dance elements 9 protrude from the grout 15.
  • a product prepared primary part 2 should have a certain mounting height ⁇ within a certain tolerance band 19th The smaller the tolerances, the better the quality.
  • the Tole ⁇ tolerances of the secondary part 2 add up to the tolerances of individual components.
  • Individual components are the carrier 13 and the permanent magnets 11.
  • the permanent magnets 11 have for example a tolerance in the height 23 of the permanent magnets 11 of +/- 0.05 mm and the carrier has a tolerance in the height 21 of the carrier 13 of beispielswei ⁇ se +/- 0, 5 mm.
  • the entire support 13 had previously to be reduced in height.
  • the carrier 13 has been ground down on the side facing away from the permanent magnet 11, for example, or also milled off. This procedure is very expensive.
  • an adaptation of the installation height can also be achieved with respect to the tolerance band to be maintained.
  • the tolerance of the installation height so the total height tolerance, can be maintained by a subsequent machining of the spacer elements. In the machining, for example, an end face 12 of the spacer element 9 is cut off.
  • the size of the spacer elements 9 can be selected depending on the dissipated by the distance elements 9 of thermal energy ge ⁇ . The larger the energy to be dissipated, the larger the end surface 12.
  • spacer elements 9 are not to be processed after being attached to the secondary part 2, a selection of spacer elements 9 of different heights 10 is to be made before attaching the spacer elements 9. Before applying the spacer elements 9 so the installation height 19 is measured to then select the appropriate spacers 9 and shed. As a result, a machining in the production of secondary parts 2 can be omitted.
  • a primary part 7 is indicated, wherein there is an air gap between the primary part 7 and the Se ⁇ kundärteil 3, which has the air gap ⁇ width 25.
  • the air gap width 25 is the height of the air gap.
  • An electric machine 5 has the primary part 7 and the secondary part 3.
  • the carrier 13 in FIG 3 has recesses 17.
  • the recesses 17 have a depth 31.
  • the spacer elements 9 are integ ⁇ riert. These spacers 9 have a height 10, wherein a part of this height corresponds to the depth 31 of the recess 17, another part corresponds to a potting thickness 28 and a third part corresponds to a ground clearance 33.
  • Ground clearance 33 is the height of the secondary part 3 with which the ⁇ ses is raised relative to the secondary parts according to the prior art.
  • the recesses 17 are blind holes, for example, which can be produced by means of a lowering process.
  • recesses 17 are generated in the carrier, which always cause a same residual thickness 42 in the carrier 13.
  • the residual thickness 42 is the height of the carrier 13 in the region of the bottom of the blind hole. Examples of play can therefor in the support 13 with a reduction always the same depth are drilled based on the carrier top ge ⁇ .
  • Distance elements 13, which are made for example of a rotating part and have a well-defined height 10 can be glued or pressed into the recesses 17. In this way one obtains a Un ⁇ a function of height tolerances of the wearer. 13
  • An advantage of the invention is that the secondary part 3 can be manufactured with low-tolerance ei ⁇ ner mounting height 19, which allow the formation of a low-tolerance air gap 44th By reducing geometric variations in the air gap, power fluctuations in the EMF are also reduced.
  • the installation height 19 can be kept constant by the spacer elements. 9
  • the weight of the secondary part is reduced by the thinner carrier 13 in the secondary part 3 according to the invention.
  • FIG 4 is a perspective Dar ⁇ a position on a machine bed mounted carrier.
  • the carrier 13 has a substantially rectangular basic contour with rounded edges and has fastening tabs 41 which protrude laterally from the rectangular round body and define laterally open through-holes.
  • the carrier 13 can be mounted by means of screws 37 on a mounting strip 35 of a machine bed 39.
  • Several secondary parts can be mounted in succession on the machine bed in such a way that they form a common secondary part. This is not shown in FIG. 4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sekundärteil (2,3) einer linearen elektrischen Maschine (5), wobei das Sekundärteil (2,3) Permanentmagnete (11) und einen Träger (13) aufweist. Das Sekundärteil (2,3) weist Distanzelemente (9) auf, wobei mittels der Distanzelemente (9) eine Einbauhöhe des Sekundärteils (2,3) mit bestimmt ist. Mittels der Distanzelemente lassen sich Toleranzen der Einbauhöhe besser einhalten. Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Sekundärteils (2,3) einer linearen elektrischen Maschine (5), werden die Distanzelemente (9) zusammen mit dem Träger (13), auf welchem die Permanentmagnete (9) angeordnet sind derart vergossen, dass die Permanentmagnete (9) in den Verguss (15) eingebettet werden und der Verguss (15) im Bereich der Permanentmagnete (11) die Oberfläche des Sekundärteils (2,3) ausbildet, wobei die Distanzelemente (9) derart aus dem Verguss (15) ragen, dass auch durch die Distanzelemente (9) ein Teil der Oberfläche des Sekundärteils (2,3) ausgebildet wird.

Description

Beschreibung
Sekundärteil einer linearen elektrischen Maschine und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Sekundärteil einer linearen elekt¬ rischen Maschine. Die lineare elektrische Maschine ist insbe¬ sondere ein Linearmotor. Ist der Linearmotor als eine Synchronmaschine ausgebildet, so kann der Linearmotor in einfa- eher Weise auch als ein Generator genutzt werden.
Die lineare elektrische Maschine weist einen Primärteil und einen Sekundärteil auf. Diese Maschinenteile sind mit hoher Präzision hinsichtlich der Abmessungen herzustellen. Dies be- trifft insbesondere Abmessungen in der Höhe der linearen e- lektrischen Maschine, was beispielsweise die Höhe der Außen¬ abmessung betrifft oder auch die Höhe eines Luftspaltes zwi¬ schen dem Primärteil und dem Sekundärteil. Die Einhaltung von vorgegebenen Toleranzen erfordert Fertigungsaufwand und ist somit kostenintensiv. Der hohe Fertigungsaufwand fällt bei¬ spielsweise bei einem Hersteller der Sekundärteile an oder auch bei einem Zulieferer von Halbfertigprodukten zur Herstellung des Sekundärteils der linearen elektrischen Maschine .
Das Sekundärteil weist einen Träger zum Tragen der Permanent¬ magnete auf. Auf diesem Permanentmagnetträger sind also die Permanentmagnete positioniert. Der Träger - der Permanentmag¬ netträger - ist beispielsweise als eine Trägerplatte ausge- bildet, welche aus einer Eisenplatte gefertigt wurde. Die Hö¬ he des Trägers ist dessen Dicke, wobei die Dicke z.B. 6 mm bis 12 mm betragen kann. Die Dickentoleranz beträgt beispielsweise +/- 0,2 mm oder auch +/- 0,5 mm. Je kleiner die Toleranz ist, desto aufwendiger ist deren Herstellung.
Die Höhe des Sekundärteils hängt somit sowohl von der Höhe der Permanentmagnete wie auch von der Höhe des Trägers ab. Die Höhe dieser Teile betrifft dabei eine Abmessung in einer Ebene in welcher auch die Luftspalthöhe zwischen Primärteil und Sekundärteil messbar ist.
Das Sekundärteil kann auch einen Verguss aufweisen. Auch durch den Verguss ist die Höhe des Sekundärteils beeinfluss¬ bar. Das Material des Vergusses welches sich im Bereich des Luftspaltes befindet weist z.B. ein Dicke von ca. 0,4 mm auf. Die Dicke des Vergusses weist abhängig von den Toleranzen des Trägers und der Permanentmagnete üblicher Weise eine Toleranz von +/- 0,25 mm auf. Die Luftspaltbreite ist die Höhe des
Luftspaltes. Je kleiner der Luftspalt ist, desto größer ist die Kraftausbeute der elektrischen Maschine. Falls der Luft¬ spalt abhängig von der Höhe der Permanentmagnete unter¬ schiedliche Breiten aufweist, wirkt sich dies negativ auf das Maschinenverhalten aus, da hierdurch der magnetische Fluss unterschiedlich ist und somit auch die erzielbare elektro¬ magnetische Kraft (EMK) . Ein Sekundärteil, welches einen Ver¬ guss aufweist, ist beispielsweise aus der DE 199 36 064 Al bekannt .
Um eine vorgegebene Toleranz der Einbauhöhe des Sekundärteils zu gewähren sind entweder Bauteile des Sekundärteils zu ver¬ wenden, welche bestimmte Toleranzen nicht überschreiten, oder die Höhe des Sekundärteils ist nachträglich durch einen Nach- bearbeitungsvorgang anzupassen. Beides ist sehr aufwendig. Insbesondere bei einer Nachbearbeitung des Trägers können sich weitere Probleme ergeben. Die Dicke eines Trägers, durch welche die Einbauhöhe des Sekundärteils mit bestimmt ist, ist beispielsweise mittels einer Schleifbearbeitung oder mittels eines Fräßvorganges einstellbar. Das Schleifverfahren ist sehr langwierig. Der Fräßvorgang führt bei aus einem gewalzten Blech hergestellten Träger für die Permanentmagnete zu einer Verbiegung, da durch das Walzverfahren das gewalzte Blech innere Verspannungen aufweist. Dieses Problem ist zwar z.B. durch einen Glühvorgang behebbar, jedoch erfordert dies hohen Aufwand. Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Sekundärteiles einer linearen elektrischen Maschine bzw. das Sekundärteil selbst anzugeben, mit welchem die Einhaltung einer Einbauhöhe des Sekundärteils erleichtert wird.
Die Lösung der Aufgabe gelingt sowohl bei einem Sekundärteil, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist als auch bei einem Verfahren zur Herstellung eines Sekundärteils mit den Merkmalen nach Anspruch 7. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 6 und 8 bis 10.
Ein Sekundärteil einer linearen elektrischen Maschine, welche ein Primärteil und das Sekundärteil aufweist, weist Perma¬ nentmagnete auf. Die lineare elektrische Maschine ist insbe¬ sondere ein Linearmotor, wobei dieser z.B. auch generatorisch betreibbar ist. Die Permanentmagnete sind auf einem Träger positioniert. Der Träger ist ein Permanentmagnetträger. Das Sekundärteil weist auch zumindest ein Distanzelement auf, wo¬ bei insbesondere zwei bzw. mehrere Distanzelemente für das Sekundärteil vorgesehen sind. Mittels des Distanzelementes bzw. mittels der Distanzelemente ist eine Einbauhöhe des Se¬ kundärteils beeinflusst. Die Einbauhöhe hängt also von zumin- dest einem Distanzelement ab. Dabei betrifft die Einbauhöhe des Sekundärteils ein Außenmaß des Sekundärteils. Die Einbau¬ höhe betrifft dabei ein Maß, welches in einer Richtung gemes¬ sen wird, welche auch die Luftspaltbreite zwischen dem Pri¬ märteil und dem Sekundärteil betrifft. Mittels zumindest ei- nes Distanzelementes ist die Einbauhöhe des Sekundärteils mit bestimmbar. Je größer die Höhe eines Distanzelementes gewählt ist, desto größer ist die Einbauhöhe des Sekundärteils. Die Einbauhöhe ist die Höhe des Sekundärteils, wobei die Höhe von einem Auflageboden des Sekundärteils bis zu der Fläche gemes- sen wird, an welcher der Luftspalt der elektrischen Maschine anschließt . Durch die Verwendung von Distanzelementen ergibt sich einer verminderte Abhängigkeit von der notwendigen Verwendung von exakt gewalzten bzw. nachträglich geschliffenen Trägerplatten zur Ausbildung des Trägers für die Permanentmagnete.
Weist das Sekundärteil mehrere Distanzelemente auf, so können diese zum Ausgleich von Unebenheiten am Aufstellungsort der elektrischen Maschine genutzt werden. Zum Ausgleich der Unebenheiten werden z.B. Distanzelemente unterschiedlicher Höhe verwendet. Die unterschiedliche Höhe kann beispielsweise durch einen Schleifvorgang oder auch durch einen Fräßvorgang oder durch die Verwendung von Unterlegplättchen erzielt werden. Die Distanzelemente stellen also Füße des Sekundärteils dar, durch welche dieses leichter und einfacher auf verschie- dene Untergründe montierbar ist. Ein Beispiel für einen Un¬ tergrund ist ein Maschinenbett.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Sekundärteils schließt das Distanzelement am Träger an. Der Träger der Per- manentmagnete ist mit dem Distanzelement beispielsweise mit¬ tels einer Klebeverbindung oder auch mittels einer Schweißverbindung verbunden. Nach einer derartigen Verbindung kann das Sekundärteil vergossen werden. Durch den entstehenden Verguss werden die Distanzelemente zumindest mit gehalten.
Das Sekundärteil ist also derart ausbildbar, das es neben ei¬ nem Träger, welcher beispielsweise eine Trägerplatte ist, und einer Anzahl darauf angeordneter Permanentmagneten einen Vergusskörper aufweist, in dem die Permanentmagnete eingebettet sind und der mindestens auf Seiten der Permanentmagnete die
Außenform des Sekundärteils definiert. Auf diese Weise werden einerseits die Permanentmagnete zuverlässig an der Träger¬ platte fixiert und gegen äußere Einflüsse geschützt, anderer¬ seits können in den Vergusskörper beim Vergießen erforderli- che Strukturelemente ausgebildet werden. Derartige Struktur¬ elemente sind beispielsweise Versenkbereiche für Befesti¬ gungsschrauben oder Aufprägungen an der Außenseite des Vergusskörpers mit beispielsweise Kenndaten des Motors, Herstel- ler etc. Um eine durchgängige Oberfläche eines Permanentmag¬ neten zu erhalten und Lückenbildung aufgrund von Schrumpfen nach dem Verguss zu vermeiden, befindet sich vorzugsweise zwischen der Oberfläche der Permanentmagnete und der Außen- fläche des Vergusskörpers ein Gewebevlies, vorzugsweise ein Glasfaservlies. Der Vergusskörper besteht vorzugsweise aus Kunststoff oder Kunstharz, wobei insbesondere Polyurethan oder Epoxyharz geeignete Materialien sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Trägerplatte keine Durchgangslöcher auf sondern lediglich nach außen einseitig geöffnete Befesti¬ gungslaschen. Somit kann die Trägerplatte in einfacher Weise aus einer Metallplatte ausgestanzt oder, vorzugsweise, mit- tels eines Lasers ausgeschnitten werden, und zwar in einem ununterbrochenen Schneidvorgang. Die Permanentmagneten werden dann auf der Metallplatte positioniert und gegen Verschieben gesichert, beispielsweise durch Sekundenkleber. Besonders vorteilhaft kann hierbei ein Positionierwerkzeug eingesetzt werden, das auf die Trägerplatte aufgesetzt wird und Ausneh¬ mungen oder Fächer für die Permanentmagnete aufweist, in die die Permanentmagnete einzeln eingesetzt werden. Unter den Be¬ festigungslaschen bzw. Durchgangslöchern können die Distanzelemente positioniert sein.
Zur Ausbildung des Vergusskörpers wird die Trägerplatte mit den Permanentmagneten vorzugsweise in eine Gießform eingelegt, wobei die Gießform komplementär zur Struktur des zu bildenden Vergusskörpers ausgebildet ist, beispielsweise mit Versenkbereichen für Schraubenköpfe und dergleichen.
Eine weitere Ausgestaltung des Sekundärteils weist einen Trä¬ ger der Permanentmagnete auf, welcher eine oder mehrere Aus¬ nehmungen aufweist. Die eine oder die Vielzahl von Ausnehmun- gen ist auf der Seite des Trägers, welcher der Seite gegen¬ über liegt, auf welcher die Permanentmagnete positioniert sind. Die Ausnehmungen befinden sich also auf einer Unterseite des Sekundärteils, welche dem Primärteil abgewandt ist. In die Ausnehmung ist das Distanzelement einbringbar. Das Dis¬ tanzelement wird beispielsweise eingeklebt und/oder in die Ausnehmung eingepresst. Für den Fall, dass die Distanzelemente, welche als Füße dienen, gleiche Längen aufweisen, kann die Höhe des Sekundärteils durch die Tiefe der Ausnehmungen variiert werden. Die Distanzelemente werden bis an den Grund der Ausnehmung geführt und dort positioniert. In einer weite¬ ren Ausgestaltung weisen unterschiedliche Ausnehmungen unterschiedliche Tiefen auf. Die Tiefe betrifft ein Maß, welche in der gleichen Richtung zu messen ist, wie die Breite des Luft¬ spaltes. Vorteilhaft können auch unterschiedlich tiefe Aus¬ nehmungen mit unterschiedlich hohen Distanzelementen kombiniert werden.
Weist das Sekundärteil Distanzelemente unterschiedlicher Höhe auf, so können diese unterschiedlichen Höhen entweder durch eine Nachbearbeitung der Distanzelemente nach dem Einbau in das Sekundärteil entstanden sein oder auch schon vorher durch die Verwendung von Distanzelementen unterschiedlicher Höhen zum Einbau.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Sekundärteils weist das Distanzelement bzw. weisen die Distanz¬ elemente ein wärmeleitendes Material auf. Somit sind auch die Distanzelemente wärmeleitend. Mittels der wärmeleitenden Ei¬ genschaft der Distanzelemente ist es möglich Wärmeenergie vom Träger abzuleiten. Die Wärmeenergie wird beispielsweise in ein Werkzeugbett oder auch zu einer Kühleinrichtung hin geleitet .
Das Sekundärteil ist auch derart weiterbildbar, dass dieses zumindest auf der Seite des Trägers, welche von den Perma¬ nentmagneten abgewandt ist, einen Verguss aufweist, wobei insbesondere die gesamte Oberfläche des Sekundärteils bzw. zumindest ein Großteil ausgebildet ist vom Verguss und von dem bzw. den Distanzelementen. Die Distanzelemente sind beispielsweise aus Aluminium, Edelstahl, einem hochfesten Kunststoff oder dergleichen herstellbar. Durch derartige Materia- lien stellt sich eine Korrosionsfestigkeit ein. Diese Korro¬ sionsfestigkeit ergibt sich für den Träger, welcher bei¬ spielsweise aus Eisen hergestellt ist durch die abgesehen von den Distanzelementen und den Permanentmagneten vollkommene Umhüllung mit dem Verguss. Somit kann beispielsweise auf eine Verzinkung des Trägers verzichtet werden.
Nach der Erfindung kann ein Sekundärteil auch nach einem bestimmten Verfahren hergestellt werden. Bei dem erfindungs- gemäßen Verfahren zur Herstellung des Sekundärteils einer linearen elektrischen Maschine werden Distanzelemente, welche der Aufstellung des Sekundärteils dienen verwendet. Das Se¬ kundärteil weist Permanentmagnete auf, welche auf einem Per¬ manentmagnetträger, kurz Träger genannt, angeordnet sind. Die Distanzelemente werden zusammen mit dem Permanentmagnet¬ träger, auf welchem die Permanentmagnete angeordnet sind der¬ art vergossen, dass die Permanentmagnete in den Verguss zu¬ mindest teilweise eingebettet werden und der Verguss im Be¬ reich der Permanentmagnete die Oberfläche des Sekundärteils ausbildet. Auf den Permanentmagneten bildet sich durch den Verguss ein Vergusshaut aus, welche z.B. auf eine Dicke von z.B. 0,4mm +/-0,05 mm eingestellt werden kann. Durch den Verguss können die Distanzelemente am Sekundärteil gehalten wer¬ den. Vorteilhaft ragen die Distanzelemente dabei derart aus dem Verguss, dass auch durch die Distanzelemente ein Teil der Oberfläche des Sekundärteils ausgebildet wird. Dies hat den Vorteil, dass die vorteilhaft steif ausgelegten Distanz¬ elemente mit einem steif ausgelegten Träger verbunden sind, wobei die Distanzelemente z.B. auf einem steifen Maschinen- bett gestellt werden können und somit das Sekundärteil steif mit dem Maschinenbett verbindbar ist. Die Verbindung erfolgt beispielsweise mittels einer Schraubverbindung.
Bei diesem Verfahren können Distanzelemente unterschiedlicher Höhe verwendet werden. Dadurch lässt sich die Einbauhöhe des Sekundärteils beeinflussen, bzw. können dadurch auch Unebenheiten des Aufstellungsortes der elektrischen Maschine ausge¬ glichen werden. Das Verfahren kann auch dahingehend abgeän- dert werden, dass die Höhe eines Distanzelementes oder auch mehrerer Distanzelemente reduziert wird. Die Reduzierung der Höhe zumindest eines Distanzelementes erfolgt beispielsweise durch ein Schleifverfahren und/oder auch durch ein Fräßver- fahren.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den Träger Ausnehmungen zur Aufnahme der Distanzelemente erzeugt, wobei insbesondere Ausnehmungen unter- schiedlicher Tiefe erzeugt werden. Werden in die Ausnehmungen unterschiedlicher Tiefe beispielsweise Distanzelemente glei¬ cher Höhe eingebracht und bis an den Boden der Ausnehmung geführt, so sind unterschiedliche Höhen des gesamten Sekundär¬ teils erzielbar. Das Sekundärteil kann dabei eine Höhe auf- weisen oder auch unterschiedliche Höhen an unterschiedlichen Orten.
Mit einem derartigen Verfahren kann ein erfindungsgemäßes Sekundärteil hergestellt werden.
Bei einer nachträglichen spanenden Bearbeitung der als Füße des Sekundärteils fungierenden Distanzelemente sind hinrei¬ chend Hohe Distanzelemente zu verwenden. Die Distanzelemente können einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein.
Beispiele für Ausführungsform der Erfindung sind anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
FIG 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Sekundär- teil nach dem Stand der Technik,
FIG 2 einen schematischen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sekundärteils
FIG 3 einen weiteren schematischen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Sekundärteils und FIG 4 eine perspektivische Darstellung eines auf einem Ma¬ schinenbett montierten Trägers für Permanentmagnete eines Sekundärteils
Die Darstellung gemäß FIG 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein Sekundärteil 1 nach dem Stand der Technik. Das Sekundärteil 1 weist einen Träger 13 und Permanentmagnete 11 auf. Die Permanentmagnete 11 sind auf dem Träger 13 posi¬ tioniert, so dass der Träger 13 auch als Permanentmagnetträ- ger bezeichnet werden kann. Die Permanentmagnete 11 sind mit einem Verguss 15 vergossen. Das Sekundärteil 1 weist eine Einbauhöhe 19 auf. Die Einbauhöhe ist die Höhe des Sekundär¬ teils, wobei die Höhe in Richtung einer Luftspaltbreite eines Luftspaltes zwischen dem Sekundärteil und einem nicht darge- stellten Primärteil gemessen ist. Die Höhe 19 des Sekundär¬ teils 1 summiert sich auf aus einer Höhe 21 des Trägers 19, einer Höhe 23 der Permanentmagnete 11 und der Höhe 27 des Vergusses 15 oberhalb der Permanentmagnete 11. Diese Höhe 27 des Vergusses 15 lässt sich auch als Dicke des Vergusses o- berhalb der Permanentmagnete 11 bezeichnen. Mit der Ortsanga¬ be „oberhalb" ist ein Bereich zwischen dem Permanentmagnet 11 und dem Luftspalt, welcher nicht dargestellt ist zu verste¬ hen .
Die Darstellung gemäß FIG 2 zeigt wie FIG 1 einen Sekundärteil einer elektrischen Maschine, wobei die elektrische Ma¬ schine eine Linearmaschine ist. Die Linearmaschine ist insbe¬ sondere ein elektrischer Synchron-Linerarmotor . Das Sekundärteil nach FIG 2 weist Distanzelemente 9 auf. Die Distanzele- mente 9 sind zur Auflage z.B. auf ein Maschinenbett vorgese¬ hen. Die Distanzelemente 9 liegen an dem Träger 13 an. Der Träger 13 trägt die Permanentmagnete 11 und ist beispielswei¬ se aus einer Metallplatte herausgeschnitten. Bei der Herstel¬ lung des Sekundärteils 2 werden nach dem Ausschneiden der Me- tallplatte 13, und gegebenenfalls nach Reinigung und Aufrau¬ hen der Oberfläche, anschließend Permanentmagnete 11 auf den Träger 13 aufgesetzt. Zur Positionierung der Permanentmagnete 11 auf dem Träger 13 wird vorzugsweise ein Positionierwerk- zeug eingesetzt, welches jedoch nicht dargestellt ist. Das Positionierwerkzeug ist im einfachsten Fall ein Rahmen mit einzelnen Fächern zur Aufnahme der Permanentmagnete 11. Wenn alle Permanentmagnete 11 auf dem Träger 13 positioniert sind und, beispielsweise durch Kleben, gegen Verschieben gesichert sind, kann der Rahmen wieder entfernt werden. Die so gebilde¬ te Trägerplatte 13 mit Permanentmagneten 11 wird anschließend in eine in der Figur nicht dargestellten Form zur Durchführung des Verfahrens zum Vergießen eingebracht. Durch den Ver- guss werden die Permanentmagnete 11 vollständig in den Ver¬ gusskörper eingebettet, wobei die Permanentmagnete 11 auf der dem Träger 13 abgewandten Seite mit einer Schicht von beispielsweise einer Dicke 27 von etwa 0,4 mm abgedeckt sind und so z.B. gegen Beschädigungen und Korrosion geschützt sind.
Die Distanzelemente 9 ragen in den Verguss 15 in mit einer Einbettungstiefe 29 von beispielsweise einigen Millimetern hinein. Aus der Einbettungstiefe 29 und einer Gesamthöhe 10 des Distanzelementes 9 lässt sich ein Bodenabstand 33 ermit- teln. Der Bodenabstand 33 ist die Höhe, mit welcher die Dis¬ tanzelemente 9 aus dem Verguss 15 herausragen.
Ein hergestelltes Primärteil 2 sollte eine bestimmte Einbau¬ höhe 19 in einem gewissen Toleranzband aufweisen. Je kleiner die Toleranzen sind, desto besser ist die Qualität. Die Tole¬ ranzen des Sekundärteils 2 summieren sich durch die Toleranzen von Einzelkomponenten auf. Einzelkomponenten sind der Träger 13 und die Permanentmagnete 11. Die Permanentmagnete 11 weisen beispielsweise eine Toleranz in der Höhe 23 der Permanentmagnete 11 von +/- 0,05 mm auf und der Träger weist eine Toleranz in der Höhe 21 des Trägers 13 von beispielswei¬ se +/- 0, 5 mm auf .
Um nachträglich die Toleranz der Einbauhöhe 19 zu erreichen musste bisher der gesamte Träger 13 in der Höhe reduziert werden. Hierfür wurde der Träger 13 auf der den Permanentmagneten 11 abgewandten Seite z.B. abgeschliffen oder auch ab- gefräßt. Diese Vorgehensweise ist sehr aufwendig. Durch die erfindungsgemäße Verwendung der Distanzelemente 9 kann eine Anpassung der Einbauhöhe auch bezüglich des einzuhaltenden Toleranzbandes erzielt werden. Die Toleranz der Einbauhöhe, also die Gesamthöhentoleranz, kann durch eine nachträgliche spanende Bearbeitung der Distanzelemente eingehalten. Bei der spanenden Bearbeitung wird z.B. eine Endfläche 12 des Distanzelementes 9 abgefräßt.
Die Größe der Distanzelemente 9 kann abhängig von der durch die Distanzelemente 9 abzuführenden thermischen Energie ge¬ wählt werden. Je größer die abzuführende Energie ist, desto größer ist die Endfläche 12.
Sollen die Distanzelemente nicht noch nach dem Anbau an das Sekundärteil 2 bearbeitet werden, so ist vor dem Anbringen der Distanzelemente 9 eine Auswahl aus Distanzelementen 9 verschiedener Höhen 10 zu treffen. Vor dem Aufbringen der Distanzelemente 9 wird also die Einbauhöhe 19 vermessen um danach die passenden Distanzelemente 9 auszuwählen und zu vergießen. Hierdurch kann eine spanende Bearbeitung in der Fertigung der Sekundärteile 2 entfallen.
Die Darstellung gemäß FIG 3 zeigt wiederum ein Sekundärteil 3. Zusätzlich zum Sekundärteil 3 ist auch ein Primärteil 7 angedeutet, wobei sich zwischen dem Primärteil 7 und dem Se¬ kundärteil 3 ein Luftspalt befindet, welcher die Luftspalt¬ breite 25 aufweist. Die Luftspaltbreite 25 ist die Höhe des Luftspaltes. Eine elektrische Maschine 5 weist das Primärteil 7 und das Sekundärteil 3 auf. Der Träger 13 in FIG 3 weist Ausnehmungen 17 auf. Die Ausnehmungen 17 weisen eine Tiefe 31 auf. In den Ausnehmungen 17 sind die Distanzelemente 9 integ¬ riert. Diese Distanzelemente 9 weisen ein Höhe 10 auf, wobei ein Teil dieser Höhe der Tiefe 31 der Ausnehmung 17 entspricht, ein anderer Teil einer Vergussdicke 28 entspricht und eine dritter Teil einem Bodenabstand 33 entspricht. Der
Bodenabstand 33 ist die Höhe des Sekundärteils 3 mit der die¬ ses gegenüber den Sekundärteilen nach dem Stand der Technik angehoben ist. Mittels der Distanzelemente 9 können sowohl Höhentoleranzen des Trägers 13 als auch der Permanentmagnete 11 auszugleichen werden. Die Ausnehmungen 17 sind beispielsweise Sacklöcher, welche mittels eines Senkverfahrens herstellbar sind.
Bei einem vorteilhaften Verfahren werden in dem Träger 13 Ausnehmungen 17 erzeugt, welche immer eine gleiche Restdicke 42 in dem Träger 13 hervorrufen. Die Restdicke 42 ist die Höhe des Trägers 13 im Bereich des Bodens des Sackloches. Bei- spielsweise kann hierfür in den Träger 13 eine Senkung mit immer der gleichen Tiefe bezogen auf die Trägeroberseite ge¬ bohrt werden. Distanzelemente 13, welche beispielsweise aus einem Drehteil gefertigt sind und eine genau definierte Höhe 10 aufweisen können in die Ausnehmungen 17 eingeklebt oder auch eingepresst werden. Auf diese Weise erhält man eine Un¬ abhängigkeit von Höhentoleranzen des Trägers 13.
Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass Sekundärteil 3 mit ei¬ ner toleranzarmen Einbauhöhe 19 fertigbar sind, welche die Ausbildung eines toleranzarmen Luftspaltes 44 ermöglichen. Durch die Verringerung von geometrischen Schwankungen im Luftspalt sind auch Kraftschwankungen in der EMK reduziert.
Werden für Sekundärteile 3 Träger 13 mit einer geringeren Hö- he 21 als bei Vorgängermodellen des Sekundärteils 3 verwen¬ det, so lässt sich durch die Distanzelemente 9 die Einbauhöhe 19 konstant halten. Vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Sekundärteil 3 durch den dünneren Träger 13 beispielsweise das Gewicht des Sekundärteils reduziert.
Da die Distanzelemente 9 für die Einhaltung der Toleranzen der Einbauhöhe 19 des Sekundärteils 2 und 3 verwendet werden, ist es nunmehr auch möglich die Herstellung der Permanentmagnete 11 zu vereinfachen, da deren Ober- und Unterseite nicht mehr geschliffen werden müssen.
Die Darstellung gemäß FIG 4 zeigt eine perspektivische Dar¬ stellung eines auf einem Maschinenbett montierten Trägers 13. Der Träger 13 hat einen im Wesentlichen rechteckigen Grund- riss mit abgerundeten Kanten und weist Befestigungslaschen 41 auf, die seitlich vom rechteckigen Rundkörper vorstehen und seitliche geöffnete Durchgangslöcher definieren. Durch diese Formgebung kann der Träger 13 mittels Schrauben 37 auf einer Montageleiste 35 eines Maschinenbettes 39 montiert werden. Auf dem Maschinenbett können hintereinander mehrere Sekundärteile derart angebracht werden, dass diese ein gemeinsames Sekundärteil ausbilden. Dies ist in der FIG 4 nicht darge- stellt.

Claims

Patentansprüche
1. Sekundärteil (2,3) einer linearen elektrischen Maschine (5), wobei das Sekundärteil (2,3) Permanentmagnete (11) und einen Träger (13) aufweist, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass das Sekundärteil (2,3) ein Distanz¬ element (9) aufweist, wobei mittels zumindest eines Distanz¬ elementes (9) eine Einbauhöhe des Sekundärteils (2,3) mit be¬ stimmt ist.
2. Sekundärteil (2,3) 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 das Distanzelement (9) am Träger (13) anschließt.
3. Sekundärteil (2,3) 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 der Träger (13) eine Ausnehmung (17) aufweist, wobei das wärmeleitende Distanzele¬ ment (9) in der Ausnehmung (17) teilweise aufgenommen ist, wobei insbesondere die Tiefe verschiedener Ausnehmungen (17) unterschiedlich ist.
4. Sekundärteil (2,3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Se¬ kundärteil (2,3) Distanzelemente (9) unterschiedlicher Höhe aufweist .
5. Sekundärteil (2,3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Se¬ kundärteil (2,3) zumindest auf einer Seite des Trägers (13), welche von den Permanentmagneten (11) abgewandt ist, einen
Verguss (15) aufweist, wobei insbesondere eine gesamte Ober¬ fläche des Sekundärteils (2,3) ausgebildet ist mittels:
- des Vergusses (15), und
- eines Distanzelementes (9) bzw. mehrerer Distanzelemente ( 9] und insbesondere
- eines weiteren korrosionsbeständigen Materials.
6. Sekundärteil (2,3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass es nach ei¬ nem Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10 hergestellt ist .
7. Verfahren zur Herstellung eines Sekundärteils (2,3) einer linearen elektrischen Maschine (5) , wobei das Sekundärteil (2,3) Permanentmagnete (11) aufweist, welche auf einem Träger (13) angeordnet sind , d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , dass Distanzelemente (9) zusammen mit dem Träger (13), auf welchem die Permanentmagnete (9) angeordnet sind derart vergossen werden, dass die Permanentmagnete (9) in den Verguss (15) eingebettet werden und der Verguss (15) im Bereich der Permanentmagnete (11) die Oberfläche des Se- kundärteils (2,3) ausbildet, wobei die Distanzelemente (9) derart aus dem Verguss (15) ragen, dass auch durch die Dis¬ tanzelemente (9) ein Teil der Oberfläche des Sekundärteils (2,3) ausgebildet wird.
8. Verfahren 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 Distanzelemente (9) unterschiedli¬ cher Höhe verwendet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Höhe zumindest eines Dis¬ tanzelementes (9) reduziert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in den Träger (13) Aus- nehmungen (17) zur Aufnahme der Distanzelemente (9) erzeugt werden, wobei insbesondere Ausnehmungen (17) unterschiedli¬ cher Tiefe erzeugt werden.
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