WO2008132041A1 - Linearmotor mir integrierter kühlung - Google Patents

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WO2008132041A1
WO2008132041A1 PCT/EP2008/054495 EP2008054495W WO2008132041A1 WO 2008132041 A1 WO2008132041 A1 WO 2008132041A1 EP 2008054495 W EP2008054495 W EP 2008054495W WO 2008132041 A1 WO2008132041 A1 WO 2008132041A1
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WO
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linear motor
cooling
laminated core
individual sheets
motor according
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/054495
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mark Freudenberg
Michael Menhart
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors

Definitions

  • the invention relates to a linear motor having a primary part and a secondary part, wherein the primary part or the secondary part is movable in a direction of movement of the linear motor, wherein the primary part and the secondary part in each case at least one laminated core, which is assembled from a plurality of layered individual sheets, and wherein the linear motor is a cooling having cooling channels.
  • Linear motors have a primary part and a secondary part, wherein the primary part and the secondary part have means for generating and / or guiding magnetic fields.
  • the primary part is the part which has an energizable winding.
  • the secondary part usually has permanent magnets, but may instead also have an energizable winding.
  • the primary part has two active means for generating magnetic fields, such as a winding and permanent magnets, the secondary part in this case being free of active means for generating magnetic fields and having, for example, only one toothed iron reaction rail.
  • linear motors usually have a cooling to dissipate the heat loss, which arises in particular in the winding, from the primary part and / or the secondary part accordingly.
  • direct drives such as linear motors or torque motors, the resulting heat loss must be dissipated as effectively as possible in order to achieve a high power density can.
  • the heat to the surface for example by means of air cooling, or to cooling elements, such as to a water cooling or a cooling plate, dissipate. It is also possible to dissipate the heat through a housing of the linear motor.
  • an electric machine with a cooling wherein the electric machine has a stator, which is surrounded by a housing, and a standing in communication with the housing cooling arrangement, wherein the stator is acted upon with liquid coolant.
  • cooling channels or depressions are integrated into the stator, the cooling channels having cooling tubes.
  • a disadvantage of the known cooling systems is that the heat loss is dissipated not directly but via additional cooling elements. Such heat dissipation is unfavorable because between the loss heat-affected engine parts and the cooling, a thermal resistance of the cooling systems, for example, in the housing.
  • the invention has for its object to provide a linear motor with a compact design and a direct cooling of the loss-heat-engine parts.
  • the linear motor according to the invention has a primary part and a secondary part, wherein either the primary part or the secondary part is movable in the direction of movement of the linear motor.
  • the primary part and the secondary part have means for generating and / or guiding magnetic fields.
  • the primary part is the part which has a bestrombare single- or multi-phase winding.
  • the secondary part usually has permanent magnets, but may instead also have an energizable winding.
  • the primary part has two active means for generating magnetic fields, such as a winding and permanent magnets, the secondary part in this case being free of active means for generating magnetic fields and having, for example, only one toothed iron reaction rail.
  • the primary part is designed to be movable.
  • the secondary part forms the track for the primary part and is formed according to the travel of the primary part plus the length of the primary part. Therefore, the primary part is substantially shorter than the secondary part, resulting in
  • the primary part and the secondary part each have at least one laminated core which is assembled from a plurality of layered individual sheets.
  • the linear motor according to the invention has a cooling with cooling channels, wherein the individual sheets of the laminated core of the primary part and / or the secondary part are designed such that when joining the individual sheets to the laminated core, the cooling channels are formed.
  • the sheet metal section of the individual sheets is designed so that one or more corresponding recesses are already provided, whereby the cooling channels arise during the packaging of the individual sheets to the laminated core.
  • the individual sheets are preferably produced by means of punching, wherein the punching tool has the geometry of the sheet metal section and at the same time the geometry for one or more recesses for forming a cooling channel.
  • the individual sheets are produced together with their share of the cooling channel in one process step.
  • the laminated core has integrated cooling, which provides direct cooling and very efficient cooling of the linear motor. It eliminates additional components, such as cooling coils, cooling tubes or cooled housing components, whereby a cost-effective and compact linear motor can be produced.
  • the individual sheets are designed such that cooling channels are formed transversely and / or parallel to the direction of movement of the linear motor when joining the individual sheets.
  • the individual cooling channels running essentially parallel to one another can be connected to one another by means of connecting pieces on the outer sides of the laminated core.
  • This embodiment offers the advantage that all the individual sheets have the same sheet metal section, which is inexpensive and easy to manufacture. However, then separate connectors are necessary.
  • the individual sheets are formed so that cooling channels are provided, which are formed transversely and parallel to the direction of movement of the linear motor. These cooling channels extending in different directions together form the cooling of the primary part or of the secondary part.
  • This embodiment has the advantage that no external connecting pieces are necessary and large-area or large-volume cooling channels lying in the laminated core are possible.
  • the cooling channel has a coating.
  • a cooling channel in the laminated core is coated with a sealant and sealed against a coolant flowing through.
  • the sealant is at least temporarily flowable, especially when introducing the sealant, and is before introducing the coolant into the cooling channels in the Inserted laminated core, whereby a coating is formed.
  • the sealing means is designed so that it is resistant to the coolant.
  • the individual sheets can be joined together by means of various packaging methods, such as stamping-packaging, punch-and-stick packaging, welding-packing or packaging with rivets or screws.
  • the individual sheets are joined together by means of baking-lacquer packaging to form the laminated core.
  • Backlack is a thermosetting epoxy resin system, which adheres when fully crosslinked and electrically isolated.
  • the individual sheets are each coated with baked enamel on at least one side. Subsequently, the sheets are stacked on a baking device.
  • the sheet metal stacks are baked under temperature and pressure, whereby the baked enamel layers of the individual sheets connect under the pressure under the influence of temperature. It is advantageous that at the same time a coating or a sealing of the cooling channels is formed by the baked enamel coating of the individual sheets, so that an additional coating of the cooling channels is no longer necessary.
  • the production is inexpensive and there is a particularly high adhesive strength between the individual sheets.
  • the cooling channels may be coated by electrochemical painting.
  • ATL anodic
  • KTL cathodic electrodeposition coating
  • the paint product ie the laminated core with the integrated cooling channels, is immersed in an electrically conductive, aqueous immersion paint and a DC voltage field is applied between the object to be painted, which serves as an electrode, and a counter electrode. It creates a closed, adhesive paint film.
  • the cathodic dip coating is well suited for automated coating. It is a very environmentally friendly method, since water is used predominantly as a solvent today.
  • the result of the KTL is a very uniform coating of metal surfaces and cavities with uniform layer thicknesses and good surface qualities.
  • Powder coating is a coating process in which a generally electrically conductive material is coated with powder coatings. The powder is sprayed electrostatically or tribostatically on the substrate to be coated and then baked. Typical stoving temperatures are between 140 and 200 0 C and typical powder coatings are based on, for example, polyurethane, epoxy or polyester resins. By firing a durable and uniform coating is achieved. It is also possible to impregnate the cooling channels.
  • the laminated core with the integrated cooling channels on a coolant inlet and outlet are arranged, in particular on an outer single sheet of the laminated core.
  • the coolant inlet and outlet are advantageously arranged on one side, as a result of which coolant containers or heat exchangers can also be arranged compactly on one side.
  • coolant all liquids suitable for cooling, such as water, can be used.
  • the coolant used may have coolant additives, for example to prevent corrosion of the cooling channels in the laminated core.
  • the linear motor according to the invention is preferably designed as a permanent magnet synchronous linear motor. But there is also the possibility of rotationally trained e- electrical machines, such as synchronous direct drives, equipped with an integrated cooling.
  • FIG 2 shows the primary part according to FIG 1 in a plan view
  • 3 shows a detail of a second primary part for a linear motor according to the invention
  • FIG 4 shows the detail according to FIG 3 in a perspective view
  • FIG 5 shows the detail according to FIG 3 in a perspective sectional view.
  • the primary part 1 shows a primary part 1 for a linear motor according to the invention (not shown).
  • the primary part 1 has an energizable single-phase or multi-phase winding 9.
  • the primary part 1 is designed to be movable, wherein by means of the arrow 2, the direction of movement is darg Abbott.
  • the primary part 1 has at least one laminated core 3, which is assembled from a plurality of layered individual sheets on. The individual sheets are in the drawing plane, i. transverse to the direction of movement 2, stacked one behind the other.
  • the primary part 1 has a cooling 5 with cooling channels 6, wherein the individual sheets of the laminated core 3 of the primary part 1 are formed such that when joining the individual sheets to the laminated core 3, the cooling channels 6 are formed.
  • the sheet metal section of the individual sheets designed so that already one or more corresponding recesses, for example, circular, are provided, whereby the cooling channels 6 when packaging the individual sheets to the laminated core. 3 arise.
  • the recesses may have any shapes, such as circular, oval or even angular shapes.
  • FIG 2 shows the primary part 1 according to FIG 1 in a plan view. It can be seen clearly that according to this embodiment, the resulting cooling channels 6 are formed only transversely to the direction of movement 2.
  • the individual, substantially mutually parallel, cooling channels 6 are connected to each other by means of the connecting pieces 10 on the outer sides of the laminated core 3.
  • coolant inlet 7 and the coolant outlet 8 are shown.
  • both the coolant inlet 7 and the coolant outlet 8 are arranged, in particular on an outer single sheet of the laminated core 3.
  • the connecting pieces 10 are adhesively attached to the laminated core 3, whereas the coolant inlet 7 and outlet 8 are screwed on.
  • the connectors 10 and coolant inlet 7 and outlet 8 may be attached by any bonding technique, such as screwing, gluing, riveting, welding or soldering.
  • FIG. 3 shows a detail of a further primary part 1 for a linear motor according to the invention (not shown). However, the detail shows that the primary part 1 according to FIG. 3 has a laminated core 3 with a cooling channel 6, which runs both transversely and parallel to the direction of movement 2 of the primary part 1.
  • FIG. 4 shows the detail according to FIG. 3 in a perspective view.
  • the individual sheets 4 of the laminated core 3 can be seen well.
  • the individual sheets 2 are punched and the punching process at the same time cutouts are punched out, which result in the punching packetization of the individual sheets 4 to the laminated core 3, the cooling channels 6. 5 shows the detail according to FIG. 3 in a perspective sectional view.
  • a cooling channel 6 which runs in different directions.
  • the cooling channel 6 extends transversely and parallel to the direction of movement 2 of the primary part 1.
  • Such cooling channels 6 eliminate external connecting pieces, as shown for example in FIG. 2, whereby a very compact design of the primary part 1 or of the linear motor (not shown) is possible ,
  • the linear motor according to the invention has integrated cooling, whereby direct cooling and very efficient cooling of the linear motor can be provided. It eliminates additional components, such as cooling coils, cooling tubes or cooled housing components, whereby a cost-effective and compact linear motor can be produced. Since the primary part is that part which has a winding in which the heat loss mainly occurs, in particular the primary part has a cooling integrated in the laminated core without additional cooling tube.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Linearmotor mit einem Primärteil (1) und einem Sekundärteil, wobei das Primärteil (1) oder das Sekundärteil in einer Bewegungsrichtung (2) des Linearmotors bewegbar ist, wobei Primärteil (1) und Sekundärteil jeweils zumindest ein Blechpaket (3), welches aus mehreren geschichteten Einzelblechen (4) zusammengefügt ist, aufweisen und wobei der Linearmotor eine Kühlung (5) mit Kühlkanälen (6) aufweist, und wobei die Einzelbleche (4) des Blechpakets (3) des Primärteils (1) und/oder des Sekundärteils derart ausgebildet sind, dass bei Zusammenfügen der Einzelbleche (4) zum Blechpaket (3) die Kühlkanäle (6) ausgebildet sind.

Description

Linearmotor mir integrierter Kühlung
Die Erfindung betrifft einen Linearmotor mit einem Primärteil und einem Sekundärteil, wobei das Primärteil oder das Sekundärteil in einer Bewegungsrichtung des Linearmotors bewegbar ist, wobei Primärteil und Sekundärteil jeweils zumindest ein Blechpaket, welches aus mehreren geschichteten Einzelblechen zusammengefügt ist, aufweisen und wobei der Linearmotor eine Kühlung mit Kühlkanälen aufweist.
Linearmotoren weisen ein Primärteil und ein Sekundärteil auf, wobei das Primärteil und das Sekundärteil Mittel zur Erzeu- gung und/oder Führung magnetischer Felder aufweisen. Das Primärteil ist das Teil, welches eine bestrombare Wicklung aufweist. Das Sekundärteil weist in der Regel Permanentmagnete auf, kann aber stattdessen auch eine bestrombare Wicklung aufweisen. Ferner besteht die Möglichkeit, dass das Primär- teil zwei aktive Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist, wie beispielsweise eine Wicklung und Permanentmagnete, wobei das Sekundärteil in diesem Fall frei von aktiven Mitteln zur Erzeugung magnetischer Felder ist und beispielsweise nur eine gezahnte Eisenreaktionsschiene aufweist.
Weiterhin weisen Linearmotoren in der Regel eine Kühlung auf, um die Verlustwärme, welche insbesondere in der Wicklung entsteht, aus dem Primärteil und/oder dem Sekundärteil entsprechend abzuführen. Insbesondere bei Direktantrieben, wie Line- armotoren oder auch Torquemotoren, muss die entstehende Verlustwärme möglichst effektiv abgeführt werden, um eine hohe Kraftdichte erzielen zu können.
Es ist bekannt, über das Blechpaket, welches das Primärteil und das Sekundärteil aufweisen, die Wärme an die Oberfläche, beispielsweise mittels einer Luftkühlung, oder zu Kühlelementen, wie beispielsweise an eine Wasserkühlung oder eine Kühl- platte, abzuführen. Ferner besteht die Möglichkeit, die Wärme über ein Gehäuse des Linearmotors abzuführen.
Aus der DE 198 51 439 Al ist eine elektrische Maschine mit einer Kühlung bekannt, wobei die elektrische Maschine einen Stator, welcher von einem Gehäuse umgeben ist, und eine mit dem Gehäuse in Verbindung stehende Kühlanordnung aufweist, wobei der Stator mit flüssigem Kühlmittel beaufschlagt ist. Dabei sind in den Stator Kühlkanäle oder Vertiefungen integ- riert, wobei die Kühlkanäle Kühlrohre aufweisen.
Aus der DE 101 31 119 Al ist ein Elektromotor mit einer Kühlschlange bekannt, wobei die Kühlschlange am Primärteil befestigt ist, mäanderförmig aufgebaut ist und zumindest Teilstü- cke der Kühlschlange aus Kunststoffmaterial ausgebildet sind.
Nachteilig bei den bekannten Kühlsystemen ist, dass die Verlustwärme nicht direkt, sondern über zusätzliche Kühlelemente, abgeführt wird. Eine derartige Wärmeabfuhr ist ungünstig, da zwischen den verlustwärmebehafteten Motorteilen und der Kühlung ein Wärmewiderstand der Kühlsysteme, beispielsweise im Gehäuse, liegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Linearmotor mit einer kompakten Bauweise und einer direkten Entwärmung der verlustwärmebehafteten Motorteile bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Der erfindungsgemäße Linearmotor weist ein Primärteil und ein Sekundärteil auf, wobei entweder das Primärteil oder das Sekundärteil in der Bewegungsrichtung des Linearmotors bewegbar ist.
Das Primärteil und das Sekundärteil weisen Mittel zur Erzeugung und/oder Führung magnetischer Felder auf. Das Primärteil ist das Teil, welches eine bestrombare ein- oder mehrphasige Wicklung aufweist. Das Sekundärteil weist in der Regel Permanentmagnete auf, kann aber stattdessen auch eine bestrombare Wicklung aufweisen. Ferner besteht die Möglichkeit, dass das Primärteil zwei aktive Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist, wie beispielsweise eine Wicklung und Permanentmagnete, wobei das Sekundärteil in diesem Fall frei von aktiven Mitteln zur Erzeugung magnetischer Felder ist und beispielsweise nur eine gezahnte Eisenreaktionsschiene aufweist.
Vorzugsweise ist das Primärteil bewegbar ausgeführt. Das Sekundärteil bildet die Laufbahn für das Primärteil und ist entsprechend dem Verfahrweg des Primärteils plus der Länge des Primärteils ausgebildet. Daher ist das Primärteil wesent- lieh kürzer als das Sekundärteil ausgeführt, wodurch sich
Kosteneinsparungen aufgrund der weniger benötigten Wicklung und/oder Permanentmagnete ergeben.
Weiterhin weisen Primärteil und Sekundärteil jeweils zumin- dest ein Blechpaket, welches aus mehreren geschichteten Einzelblechen zusammengefügt ist, auf.
Ferner weist der erfindungsgemäße Linearmotor eine Kühlung mit Kühlkanälen auf, wobei die Einzelbleche des Blechpakets des Primärteils und/oder des Sekundärteils derart ausgebildet sind, dass bei Zusammenfügen der Einzelbleche zum Blechpaket die Kühlkanäle ausgebildet sind. Erfindungsgemäß ist demnach der Blechschnitt der Einzelbleche so gestaltet, dass bereits eine oder mehrere entsprechende Aussparungen vorgesehen sind, wodurch die Kühlkanäle beim Paketieren der Einzelbleche zum Blechpaket entstehen.
Die Einzelbleche sind vorzugsweise mittels Stanzen hergestellt, wobei das Stanzwerkzeug die Geometrie des Blech- Schnitts und zugleich die Geometrie für eine oder mehrere Aussparungen zur Bildung eines Kühlkanals aufweist. Somit werden die Einzelbleche zusammen mit ihrem Anteil am Kühlkanal in einem Prozessschritt hergestellt. Das Blechpaket weist eine integrierte Kühlung auf, wodurch eine direkte Entwärmung und sehr effiziente Kühlung des Linearmotors bereitgestellt werden kann. Es entfallen zusätzliche Komponenten, wie beispielsweise Kühlschlangen, Kühlrohre oder gekühlte Gehäusebestandteile, wodurch ein kostengünstiger und kompakter Linearmotor hergestellt werden kann.
Vorteilhafterweise sind die Einzelbleche derart ausgebildet, dass bei Zusammenfügen der Einzelbleche Kühlkanäle quer und/oder parallel zur Bewegungsrichtung des Linearmotors ausgebildet sind.
Sind die sich ergebenden Kühlkanäle nur quer oder nur parallel zur Bewegungsrichtung des Linearmotors ausgebildet, kön- nen die einzelnen zueinander im wesentlichen parallel verlaufenden Kühlkanäle mittels Verbindungsstücken an den Außenseiten des Blechpakets miteinander verbunden werden. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass alle Einzelbleche den gleichen Blechschnitt aufweisen, was kostengünstig und ein- fach herzustellen ist. Allerdings sind dann separate Verbindungsstücke notwendig.
Vorzugsweise sind die Einzelbleche jedoch so ausgebildet, dass Kühlkanäle vorhanden sind, welche quer und parallel zur Bewegungsrichtung des Linearmotors ausgebildet sind. Diese in verschiedenen Richtungen verlaufenden Kühlkanäle bilden gemeinsam die Kühlung des Primärteils bzw. des Sekundärteils. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass keine externen Verbindungsstücke notwendig sind und großflächige bzw. groß- volumige im Blechpaket liegende Kühlkanäle möglich sind.
Um die Dichtheit eines Kühlkanals sicherzustellen und zu gewährleisten, weist der Kühlkanal eine Beschichtung auf. Insbesondere ist ein Kühlkanal im Blechpaket mit einem Dichtmit- tel beschichtet und gegen ein durchströmendes Kühlmittel abgedichtet. Das Dichtmittel ist zumindest zeitweise fließfähig, insbesondere bei Einbringen des Dichtmittels, und wird vor Einbringen des Kühlmittels in die Kühlkanäle in das Blechpaket eingebracht, wodurch eine Beschichtung ausgebildet wird. Insbesondere ist das Dichtmittel so ausgebildet, dass es gegen das Kühlmittel beständig ist.
Die Einzelbleche können mittels verschiedener Paketierverfahren zusammengefügt werden, wie beispielsweise Stanz-Paketie- ren, Stanz-Klebe-Paketieren, Schweiß-Paketieren oder Paketieren mit Nieten oder Schrauben.
Vorteilhafterweise sind die Einzelbleche mittels Backlack- Paketieren zum Blechpaket zusammengefügt. Backlack ist ein warmvernetzendes Epoxydharzsystem, welches bei vollständiger Vernetzung verklebt und elektrisch isoliert. Die Einzelbleche sind jeweils zumindest auf einer Seite mit Backlack beschich- tet. Anschließend werden die Bleche auf eine Backvorrichtung gestapelt. Die Blechstapel werden unter Temperatur und Druck verbacken, wobei sich die Backlackschichten der Einzelbleche unter dem Druck unter dem Temperatureinfluss verbinden. Vorteilhaft ist, dass durch die Backlackbeschichtung der Einzel- bleche zugleich eine Beschichtung bzw. eine Abdichtung der Kühlkanäle entsteht, so dass eine zusätzliche Beschichtung der Kühlkanäle nicht mehr notwendig ist. Ferner ist die Herstellung kostengünstig und es ergibt sich eine besonders hohe Klebefestigkeit zwischen den Einzelblechen.
Daneben bestehen verschiedene weitere Möglichkeiten, die Kühlkanäle zu beschichten und abzudichten. Beispielsweise können die Kühlkanäle durch elektrochemische Lackierverfahren beschichtet sein. Prinzipiell unterscheidet man zwischen ano- discher (ATL) und kathodischer Elektrotauchlackierung (KTL) . Das Lackiergut, d.h. das Blechpaket mit den integrierten Kühlkanälen, wird in einen elektrisch leitfähigen, wässrigen Tauchlack eingetaucht und zwischen Lackiergut, welches als Elektrode dient, und einer Gegenelektrode wird ein Gleich- spannungsfeld angelegt. Es wird ein geschlossener, haftender Lackfilm erzeugt. Die kathodische Tauchlackierung ist gut zur automatisierten Beschichtung geeignet. Es ist eine sehr umweltfreundliche Methode, da als Lösemittel heute überwiegend Wasser eingesetzt wird. Das Ergebnis der KTL ist eine sehr gleichmäßige Be- Schichtung von Metalloberflächen und Hohlräumen mit gleichmäßigen Schichtdicken und guten Oberflächenqualitäten.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Kühlkanäle mit einer Pulverbeschichtung zu versehen. Das Pulverbeschichten ist ein Beschichtungsverfahren, bei dem ein in der Regel elektrisch leitfähiger Werkstoff mit Pulverlacken beschichtet wird. Dabei wird das Pulver elektrostatisch oder tribostatisch auf den zu beschichtenden Untergrund aufgesprüht und anschließend eingebrannt. Typische Einbrenntemperaturen liegen zwischen 140 und 2000C und typische Pulverlacke beruhen auf Basis von beispielsweise Polyurethan, Epoxid- oder Polyesterharzen. Durch das Einbrennen wird eine dauerhafte und gleichmäßige Beschichtung erreicht. Auch besteht die Möglichkeit, die Kühlkanäle zu imprägnieren.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Blechpaket mit den integrierten Kühlkanälen einen Kühlmittel- einlass und -auslass auf. Dabei ist insbesondere an einem äußeren Einzelblech des Blechpakets sowohl der Kühlmittelein- lass als auch der Kühlmittelauslass angeordnet sind. Dadurch sind vorteilhaft Kühlmitteleinlass und -auslass auf einer Seite angeordnet, wodurch auch Kühlmittelbehälter oder Wärmetauscher kompakt auf einer Seite angeordnet werden können.
Als Kühlmittel können sämtliche zur Kühlung geeigneten Flüssigkeiten, wie beispielsweise Wasser, eingesetzt werden. Das eingesetzte Kühlmittel kann Kühlmittelzusätze aufweisen, um beispielsweise Korrosion an den Kühlkanälen im Blechpaket zu vermeiden .
Der erfindungsgemäße Linearmotor ist vorzugweise als permanentmagneterregter Synchron-Linearmotor ausgebildet. Es besteht aber auch die Möglichkeit rotatorisch ausgebildete e- lektrische Maschinen, wie beispielsweise synchrone Direktantriebe, mit einer integrierten Kühlung auszustatten.
In der nachfolgenden Beschreibung werden weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei sind in einzelnen Varianten beschriebene Merkmale und Zusammenhänge grundsätzlich auf alle Ausführungsbeispiele übertragbar. In den Zeichnungen zeigen:
FIG 1 ein erstes Primärteil für einen erfindungsgemäßen
Linearmotor in einer Seitenansicht;
FIG 2 das Primärteil gemäß FIG 1 in einer Draufsicht; FIG 3 einen Ausschnitt aus einem zweiten Primärteil für einen erfindungsgemäßen Linearmotor;
FIG 4 der Ausschnitt gemäß FIG 3 in einer perspektivischen Ansicht; und
FIG 5 der Ausschnitt gemäß FIG 3 in einer perspektivischen Schnittdarstellung.
FIG 1 zeigt ein Primärteil 1 für einen erfindungsgemäßen Linearmotor (nicht gezeigt) . Das Primärteil 1 weist eine bestrombare ein- oder mehrphasige Wicklung 9 auf. Das Primärteil 1 ist bewegbar ausgeführt, wobei mittels des Pfeils 2 die Bewegungsrichtung dargstellt ist. Das Primärteil 1 weist zumindest ein Blechpaket 3, welches aus mehreren geschichteten Einzelblechen zusammengefügt ist, auf. Die Einzelbleche sind dabei in die Zeichenebene hinein, d.h. quer zur Bewegungsrichtung 2, hintereinander geschichtet.
Ferner weist das Primärteil 1 eine Kühlung 5 mit Kühlkanälen 6 auf, wobei die Einzelbleche des Blechpakets 3 des Primärteils 1 derart ausgebildet sind, dass bei Zusammenfügen der Einzelbleche zum Blechpaket 3 die Kühlkanäle 6 ausgebildet sind. Der Blechschnitt der Einzelbleche so demnach gestaltet, dass bereits eine oder mehrere entsprechende Aussparungen, beispielsweise kreisrund, vorgesehen sind, wodurch die Kühlkanäle 6 beim Paketieren der Einzelbleche zum Blechpaket 3 entstehen. Die Aussparungen können dabei beliebige Formen, wie beispielsweise kreisrunde, ovale oder auch eckige Formen, aufweisen .
FIG 2 zeigt das Primärteil 1 gemäß FIG 1 in einer Draufsicht. Gut zu erkennen ist, dass gemäß dieser Ausführungsform die sich ergebenden Kühlkanäle 6 nur quer zur Bewegungsrichtung 2 ausgebildet sind. Die einzelnen, im Wesentlichen zueinander parallel verlaufenden, Kühlkanäle 6 sind mittels der Verbin- dungsstücke 10 an den Außenseiten des Blechpakets 3 miteinander verbunden.
Weiterhin sind der Kühlmitteleinlass 7 und der Kühlmittelaus- lass 8 dargestellt. Dabei ist insbesondere an einem äußeren Einzelblech des Blechpakets 3 sowohl der Kühlmitteleinlass 7 als auch der Kühlmittelauslass 8 angeordnet.
Die Verbindungsstücke 10 sind durch Kleben an das Blechpaket 3 angebracht, wohingegen Kühlmitteleinlass 7 und -auslass 8 angeschraubt sind. Natürlich können die Verbindungsstücke 10 und Kühlmitteleinlass 7 und -auslass 8 mittels beliebiger Verbindungstechniken, wie beispielsweise Schrauben, Kleben, Nieten, Schweißen oder Löten angebracht sein.
FIG 3 zeigt einen Ausschnitt aus einem weiteren Primärteil 1 für einen erfindungsgemäßen Linearmotor (nicht gezeigt) . Das Primärteil 1 entspricht im Wesentlichen dem Primärteil 1 gemäß FIG 1. Allerdings zeigt der Ausschnitt, dass das Primärteil 1 gemäß FIG 3 ein Blechpaket 3 mit einem Kühlkanal 6 aufweist, welcher sowohl quer als auch parallel zur Bewegungsrichtung 2 des Primärteils 1 verläuft.
FIG 4 zeigt den Ausschnitt gemäß FIG 3 in einer perspektivischen Ansicht. In dieser Ansicht sind gut die Einzelbleche 4 des Blechpakets 3 zu erkennen. Die Einzelbleche 2 sind gestanzt und beim Stanzvorgang werden gleichzeitig Aussparungen ausgestanzt, welche beim Stanzpaketieren der Einzelbleche 4 zum Blechpaket 3 die Kühlkanäle 6 ergeben. FIG 5 zeigt den Ausschnitt gemäß FIG 3 in einer perspektivischen Schnittdarstellung. Gut zu sehen ist ein Kühlkanal 6, welcher in verschiedene Richtungen verläuft. Insbesondere verläuft der Kühlkanal 6 quer und parallel zur Bewegungsrich- tung 2 des Primärteils 1. Durch derartige Kühlkanäle 6 entfallen externe Verbindungsstücke, wie beispielsweise in FIG 2 gezeigt, wodurch ein sehr kompakter Aufbau des Primärteils 1 bzw. des Linearmotors (nicht gezeigt) möglich ist.
Der erfindungsgemäße Linearmotor weist eine integrierte Kühlung auf, wodurch eine direkte Entwärmung und sehr effiziente Kühlung des Linearmotors bereitgestellt werden kann. Es entfallen zusätzliche Komponenten, wie beispielsweise Kühlschlangen, Kühlrohre oder gekühlte Gehäusebestandteile, wo- durch ein kostengünstiger und kompakter Linearmotor hergestellt werden kann. Da das Primärteil dasjenige Teil ist, welches eine Wicklung aufweist, in welcher die Verlustwärme hauptsächlich entsteht, weist insbesondere das Primärteil eine im Blechpaket integrierte Kühlung ohne zusätzliche Kühl- röhre auf.

Claims

Patentansprüche
1. Linearmotor mit einem Primärteil (1) und einem Sekundärteil, wobei das Primärteil (1) oder das Sekundärteil in einer Bewegungsrichtung (2) des Linearmotors bewegbar ist, wobei Primärteil (1) und Sekundärteil jeweils zumindest ein Blech¬ paket (3) , welches aus mehreren geschichteten Einzelblechen (4) zusammengefügt ist, aufweisen und wobei der Linearmotor eine Kühlung (5) mit Kühlkanälen (6) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einzelbleche (4) des Blechpakets (3) des Primärteils (1) und/oder des Sekundär¬ teils derart ausgebildet sind, dass bei Zusammenfügen der Einzelbleche (4) zum Blechpaket (3) die Kühlkanäle (6) ausge¬ bildet sind.
2. Linearmotor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einzelbleche (4) derart ausgebildet sind, dass bei Zusammenfügen der Einzelbleche (4) Kühlkanäle (6) quer und/oder parallel zur Bewegungsrichtung (2) des Linearmotors ausgebildet sind.
3. Linearmotor nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kühlkanäle (6) quer und parallel zur Bewegungsrichtung (2) des Linearmotors ausgebil- det sind und gemeinsam die Kühlung (5) bilden.
4. Linearmotor 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 die Einzel¬ bleche (4) mittels Stanzen hergestellt sind, wobei ein Stanz- Werkzeug eine Geometrie eines Blechschnitts und eine Geomet¬ rie für eine oder mehrere Aussparungen zur Bildung eines Kühlkanals aufweist.
5. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einzel¬ bleche (4) mittels Backlack-Paketieren zum Blechpaket (3) zu¬ sammengefügt sind.
6. Linearmotor 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 die Kühlka¬ näle (6) im Blechpaket (3) mit einem Dichtmittel beschichtet und gegen ein Kühlmittel abgedichtet sind.
7. Linearmotor nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Dichtmittel zumindest zeitweise fließfähig ist, vor Einbringen eines Kühlmittels in die Kühlkanäle (6) eingebracht ist und gegen das Kühlmittel beständig ist.
8. Linearmotor nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , dass die Kühlkanäle mittels e- lektrochemischen Lackierverfahren, Pulverbeschichten, Tauch- lackieren oder Imprägnieren abgedichtet und beschichtet sind.
9. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass an einem äu¬ ßeren Einzelblech (4) des Blechpakets (3) ein Kühlmittelein- lass (7) und ein Kühlmittelauslass (8) angeordnet sind.
10. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Linear¬ motor als permanentmagneterregter Synchron-Linearmotor ausge- bildet ist.
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