WO2009016147A2 - Lineare elektrische maschine mit unterschiedlich ausgebildeten teilabschnitten im primärteil oder sekundärteil - Google Patents

Lineare elektrische maschine mit unterschiedlich ausgebildeten teilabschnitten im primärteil oder sekundärteil Download PDF

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    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
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    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation

Definitions

  • the invention relates to a linear electric machine having a primary part and a secondary part magnetically interacting therewith, wherein the primary part or the secondary part has at least a first part section and a second part section.
  • Linear electric machines 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 electrically energizable winding, consisting for example of several coils.
  • 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 also referred to as a stator, is embodied, for example, as a moving part of a linearly operating electric machine with a single-phase or multi-phase winding.
  • the abutment is in this case as fixed
  • the primary part may also be designed as a stationary part and the secondary part as a moving part. If the primary part is designed as a moving component, this is referred to as the so-called short stator design.
  • Primary part and secondary part generally have a laminated core, consisting of individual electric sheets, wherein the winding or permanent magnets for generating or generating magnetic fields are arranged on the laminated core.
  • the individual sheets are usually individually punched and joined together, for example via stamping package, welding, stapling or riveting to sheet metal packages.
  • the individual electrical sheets are usually made serrated, i. there are alternating teeth and grooves available.
  • a coil is arranged, all coils form the winding.
  • Such coil-carrying or magnet-carrying teeth are referred to as pole teeth.
  • Linear electrical machines in particular linear motors, are used, for example, in positioning systems or handling systems.
  • the components to be positioned or transported ie. H. Transported, transported or transported over a certain range.
  • the inventive linear electric machine has a
  • Primary part and a secondary part wherein the primary part and the secondary part interact magnetically. Since in a linear electric machine, which is designed in particular as a linear motor, both the primary part and the secondary part can be executed as a moving component, either the primary part or the secondary part has different sections. In particular, in each case the part of the linear electric machine has the various sections which forms the travel path, ie the fixed part. However, there is also the possibility that the primary part and / or the secondary part have differently shaped subsections. Depending on the type of application of the nearmotors primary part and / or secondary part can be designed accordingly.
  • the primary part or the secondary part has at least a first part section and a second part section, wherein the first and the second part section have means for guiding magnetic fields.
  • the means for guiding magnetic fields are one or more laminated cores, each of which primary and secondary parts are constructed.
  • a laminated core in this case has a plurality of individual sheets, which are made of ferromagnetic material, in particular iron. These individual sheets are usually executed serrated, in which case may be arranged on the teeth or the grooves means for generating magnetic fields.
  • the first subsection has at least one means for generating magnetic fields.
  • the primary part or the secondary part has different subsections, subsections each having only means for guiding magnetic fields, and other subsections additionally having means for generating magnetic fields.
  • the sections which have only means for guiding magnetic fields comparatively low magnetic force requirements are provided.
  • at least one additional means for generating magnetic fields is arranged.
  • the subsections are designed in accordance with the specified force requirements.
  • magnetically conductive material in particular ferromagnetic material, is used to guide magnetic fields.
  • Magnetically conductive material is material which has a permeability ⁇ r greater than 1 ( ⁇ r > l).
  • Ferromagnetic materials are, for example, iron, cobalt or nickel. Ferromagnetic materials have high magnetic permeability (also magnetic conductivity) on. As a result, the magnetic field lines are well conducted compared to the surrounding material.
  • both the first and the second subsection have means for generating magnetic fields, wherein the first subsection, however, has a further means for generating magnetic fields relative to the second subsection.
  • an additional means is always arranged in the first subregion with respect to the second subregion, so that in the first subregion also three active agents can be arranged opposite to two active agents in the second subregion.
  • the first embodiment of the invention is designed such that the primary part is designed as a fixed and longer component relative to a movable secondary part (long stator design).
  • the primary part has a plurality of pole teeth, wherein the pole teeth in the first section are formed by permanent magnets, also referred to as permanent magnets.
  • the pole teeth are formed only by means of ferromagnetic material, in particular iron.
  • a coil is arranged on each pole tooth of the primary part. All coils of the primary part form the winding system of the primary part.
  • the winding system is designed in particular as a three-phase winding system for connection to a three-phase network.
  • the secondary part is formed only by means of ferromagnetic material, ie the secondary part has, for example, a tooth structure of iron teeth.
  • the secondary part is thus designed as an iron reaction rail.
  • the secondary part is designed as a fixed component and thus has different sections.
  • the first section as a means for generating magnetic fields permanently magnetic material, wherein the second section has only means for guiding magnetic fields.
  • the primary part is a movable and shorter component than the stationary one
  • the secondary part has a plurality of pole teeth, wherein the pole teeth are partially formed by permanent magnets and partially formed by means of iron or iron-containing material.
  • the primary part is conventionally designed, i. H. it has a plurality of pole teeth, wherein a coil is arranged on each pole tooth, which form the winding system of the primary part.
  • the linear electric machine according to the invention is designed in particular as a permanent-magnet synchronous linear motor.
  • a linear electric machine in which the part forming the travel path is formed in such a way that it has different subsections which are respectively adapted to the corresponding magnetic force requirements.
  • linear motors concepts for, for example, handling systems or transfer lines can be realized, wherein no transfer stations are necessary. Further costs can be saved since the magnetic material in the sections with lower force requirements is replaced by ferromagnetic material, in particular iron.
  • the linear electric machine is used for a film stretching machine.
  • film stretching systems are Plastic films produced, with linear electric machines can be used as linear drive motors.
  • the sheet-like thermoplastic material coming from an extruder and guided via a casting roll is usually first passed through a longitudinal stretching section with a corresponding longitudinal stretching device and then through a transverse stretching section with transverse stretching device.
  • the longitudinal stretching device comprises a series of stretching rollers, over which the film web is guided with a large angle of wrap.
  • the rollers at the exit of the longitudinal stretching section are driven at a higher speed than the rollers at the entrance to the route. Due to the different speed, the film is stretched in the longitudinal direction.
  • the film web is grasped at its edges by tensioning devices and transported further.
  • tensioning devices For example, chain tracks run in the
  • a longitudinal stretching device is designed in such a way that linear motors are provided instead of stretching rolls.
  • the film web is attached to a movable secondary part and then moved or transported over the travel path (primary part).
  • the motors require relatively high forces.
  • the primary part is designed such that it has a plurality of means for generating magnetic fields, in particular permanent magnets and coils, in order to apply the required magnetic forces.
  • the primary part has only one means for generating magnetic forces, ie coils.
  • a transverse stretching device can also be formed by means of linear motors according to the invention.
  • FIG. 1 shows a linear electric machine according to the invention according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a linear electric machine according to the invention GE measured a second embodiment.
  • the linear electric machine 1 shows a linear electric machine 1, which is designed as a linear motor, with a primary part 2 and a secondary part 3.
  • the primary part 2 is designed as a movable component, wherein the direction of movement of the primary part 2 is shown by the arrow 14.
  • the primary part 2 is constructed, for example, based on a laminated core with many individual sheets, wherein the individual sheets are executed serrated. Due to the toothed individual plates, the pole teeth 10 are formed, wherein a respective spool 11 is arranged on a pole tooth 10.
  • the coils 11 are formed as tooth coils, ie, around each pole tooth 10, a coil 11 is arranged. Such tooth coils are also called concentrated coils (in contrast to distributed coils).
  • the coils 11 provide the winding system of the primary part 2, wherein in particular a three-phase winding system is designed for connection to a three-phase network.
  • the primary part 2 is potted with a Kunststoffverguss 13.
  • the encapsulation 13 acts, among other things, as electrical insulation and provides protection against dirt and dust.
  • the secondary part 3 is formed as a fixed and longer component relative to the primary part 2.
  • the secondary part 3 is formed in its axial length corresponding to the necessary travel.
  • the secondary part 3 has various sections 4, 5, in particular a first section 4 and a second section 5.
  • Each section 4 and 5 has means 6 for guiding magnetic fields.
  • the means 6 are designed as ferromagnetic material, such as iron.
  • the secondary part 3 the pole teeth 12, which have permanent magnetic material.
  • the pole teeth 12 are formed on the basis of one-part or multipart permanent magnets 7.
  • the permanent magnets 7, which form the pole teeth 12, constitute the means for generating magnetic fields.
  • the second portion 5 has no means for generating magnetic fields.
  • the pole teeth 12 are likewise formed by means of ferromagnetic material, in particular iron, and constitute means for guiding magnetic fields.
  • the first sections 4 are formed as areas with high magnetic forces and the section 5 is formed as a region with comparatively small magnetic forces.
  • the linear electric machine 1 shows a linear electric machine 1 according to the invention according to a second embodiment.
  • the linear electric machine 1 has the primary part 2 and the secondary part 3.
  • the secondary part 3 is designed as a movable component, wherein the direction of movement of the arrow 14 shows.
  • the primary part 2 is designed as a fixed component, also referred to as a stator.
  • the primary part 2 is formed longer with respect to the secondary part 3, which is why this embodiment is also called Langstatorbauweise.
  • the embodiment according to FIG. 1 is referred to as short-stator construction.
  • the primary part 2 has the first part section 4 and the second part section 5.
  • the first portion 4 which is the portion of high magnetic force requirements, has two magnetic field generating means.
  • the first means are the one- or multi-part permanent magnets 7. According to FIG 2, the permanent magnets are integrated into the pole teeth 10; However, they can also be arranged differently on the pole teeth 10.
  • the second means are as
  • Coils 11 formed.
  • the primary part 2 has a plurality of pole teeth 10, each pole tooth 10 carrying a coil 11.
  • the primary part 2 the potting 13 as electrical insulation against the environment and as a protective coat against dirt and dust.
  • Polzähne 10 instead of permanent magnets, as in the first portion 4, ferromagnetic material, such as iron, on, i. the permanent magnetic material is replaced by iron.
  • the second portion 5 is provided for lower force requirements.
  • the means 6 for guiding magnetic fields are likewise formed by means of ferromagnetic material, for example as a sheet iron package.
  • the secondary part 3 has the pole teeth 12. Since the secondary part 3 has no means for generating magnetic fields, it is easy and inexpensive to manufacture.
  • the secondary part may be solid, laminated, cast or sintered.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine lineare elektrische Maschine (1) mit einem Primärteil (2) und einem mit diesem magnetisch zusammenwirkenden Sekundärteil (3), wobei das Primärteil (2) oder das Sekundärteil (3) zumindest einen ersten Teilabschnitt (4) und einen zweiten Teilabschnitt (5) aufweist, wobei der erste und zweite Teilabschnitt (4, 5) Mittel (6) zur Führung magnetischer Felder aufweisen und der erste Teilabschnitt (4) zumindest ein Mittel (7) zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist.

Description

Beschreibung
Lineare elektrische Maschine mit unterschiedlich ausgebildeten Teilabschnitten im Primärteil oder Sekundärteil
Die Erfindung betrifft eine lineare elektrische Maschine mit einem Primärteil und einem mit diesem magnetisch zusammenwirkenden Sekundärteil, wobei das Primärteil oder das Sekundärteil zumindest einen ersten Teilabschnitt und einen zweiten Teilabschnitt aufweist.
Lineare elektrische Maschinen weisen ein Primärteil und ein Sekundärteil auf, wobei das Primärteil und das Sekundärteil Mittel zur Erzeugung und/oder Führung magnetischer Felder aufweisen. Das Primärteil ist dabei das Teil, welches eine elektrisch bestrombare Wicklung, bestehend beispielsweise aus mehreren Spulen, aufweist. Das Sekundärteil weist in der Regel Permanentmagnete auf, kann aber stattdessen auch eine bestrombare Wicklung aufweisen. Ferner besteht die Möglich- keit, 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 Eisenreaktions- schiene aufweist.
Das Primärteil, auch als Stator bezeichnet, ist beispielsweise als bewegtes Teil einer linear arbeitenden elektrischen Maschine mit einer ein- oder mehrphasigen Wicklung ausgebil- det. Das Sekundärteil ist in diesem Fall als feststehendes
Teil der elektrischen Maschine ausgebildet. Bei linear ausgebildeten elektrischen Maschinen kann aber auch das Primärteil als feststehendes und das Sekundärteil als bewegtes Teil ausgebildet sein. Ist das Primärteil als bewegtes Bauteil ausge- führt, spricht man von der sogenannten Kurzstatorbauweise.
Ist das Primärteil dagegen als feststehende Komponente ausgebildet, spricht man von der sogenannten Langstatorbauweise. Primärteil und Sekundärteil weisen in der Regel ein Blechpaket, bestehend aus einzelnen Elektroblechen auf, wobei am Blechpaket die Wicklung oder auch Permanentmagnete zur Generierung bzw. Erzeugung magnetischer Felder angeordnet sind. Die Einzelbleche werden in der Regel einzeln gestanzt und beispielsweise über Stanzpaketieren, Schweißen, Klammern oder Nieten zu Blechpaketen zusammengefügt.
Um den magnetischen Hauptfluss zwischen Primärteil und Sekun- därteil zu führen, sind die einzelnen Elektrobleche üblicherweise gezahnt ausgeführt, d.h. es sind abwechselnd Zähne und Nuten vorhanden. Um jeweils einen Zahn und somit in den zwei benachbarten Nuten des Zahns des Primärteils und/oder Sekundärteils ist eine Spule angeordnet, wobei sämtliche Spulen die Wicklung bilden. Derartige spulentragende oder auch magnettragende Zähne werden als Polzähne bezeichnet.
Lineare elektrische Maschinen, insbesondere Linearmotoren, finden beispielsweise Einsatz bei Positioniersystemen oder Handlingssystemen. Dabei werden in der Regel die zu positionierenden bzw. zu transportierenden Bauteile, d. h. das Transportgut, über einen bestimmten Verfahrbereich bewegt bzw. transportiert.
Es gibt Anwendungen, bei welchen das Transportgut über einen Verfahrbereich zu transportieren ist, wobei unterschiedliche Kraftanforderungen an die eingesetzten Linearmotoren in Bezug auf das Transportgut über den Verfahrbereich gestellt sind.
Beispielsweise gibt es bei Handlingssystemen oder Transferstraßen Bereiche, wo das Transportgut lediglich von A nach B bewegt werden muss. Daneben gibt es jedoch Bereiche, wo eine höhere magnetische Kraft notwendig ist. Beispielsweise weisen Folienreckanlagen Bereiche auf, in denen die Folie gereckt wird und Bereiche, in denen die Folie lediglich transportiert wird. In denjenigen Bereichen, in welchen die Folie gereckt, d. h. gestreckt, wird, müssen die Linearmotoren vergleichsweise hohe magnetische Kräfte aufbringen und in denjenigen Bereichen, in denen die Folie lediglich zu transportieren ist, vergleichsweise niedrige magnetische Kräfte.
Es ist bekannt, beispielsweise diejenigen Verfahrbereiche mit geringeren Kraftanforderungen anhand von Förderbändern zu realisieren. In den Bereichen mit den höheren Kraftanforderungen werden hingegen Linearmotoren eingesetzt. Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist, dass kein durchgängiges Motorenkonzept vorhanden ist und Übergabestationen von Linearmotor zu Förderband bzw. umgekehrt eingerichtet sein müssen. Die
Umsetzung einer derartigen Anlage ist aufgrund der Übergabestationen vergleichsweise kostenintensiv und aufwändig in der Bereitstellung und Montage.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine lineare elektrische Maschine mit unterschiedlich ausgebildeten Bereichen bzw. Abschnitten bereitzustellen, welche an die jeweiligen Anforderungen in Bezug auf den Einsatz bzw. die Verwendung anpassbar sind.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
Die erfindungsgemäße lineare elektrische Maschine weist ein
Primärteil und ein Sekundärteil auf, wobei das Primärteil und das Sekundärteil magnetisch zusammenwirken. Da bei einer linearen elektrischen Maschine, welche insbesondere als Linearmotor ausgebildet ist, sowohl das Primärteil als auch das Se- kundärteil als bewegtes Bauteil ausführbar ist, weist entweder das Primärteil oder das Sekundärteil verschiedene Teilabschnitte auf. Dabei weist insbesondere jeweils das Teil der linearen elektrischen Maschine die verschiedenen Teilabschnitte auf, welches den Verfahrweg bildet, d.h. das fest- stehende Teil. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass das Primärteil und/oder das Sekundärteil verschiedenartig ausgebildete Teilabschnitte aufweisen. Je nach Einsatzart des Li- nearmotors können Primärteil und/oder Sekundärteil entsprechend ausgebildet sein.
Das Primärteil oder das Sekundärteil weist zumindest einen ersten Teilabschnitt und einen zweiten Teilabschnitt auf, wobei der erste und der zweite Teilabschnitt Mittel zur Führung magnetischer Felder aufweisen. Die Mittel zur Führung magnetischere Felder sind ein oder mehrere Blechpakete, aus denen jeweils Primärteil und Sekundärteil aufgebaut sind. Ein Blechpaket weist dabei mehrere Einzelbleche auf, die aus fer- romagnetischem Material, insbesondere Eisen, hergestellt sind. Diese einzelnen Bleche sind in der Regel gezahnt ausgeführt, wobei dann an den Zähnen oder den Nuten Mittel zu Erzeugung magnetischer Felder angeordnet sein können.
Erfindungsgemäß weist der erste Teilabschnitt zumindest ein Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder auf. Somit weist das Primärteil oder das Sekundärteil verschiedene Teilabschnitte auf, wobei Teilabschnitte jeweils nur Mittel zur Führung mag- netischer Felder aufweisen und andere Teilabschnitte zusätzlich Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder aufweisen. An die Teilabschnitte, die nur Mittel zur Führung magnetischer Felder aufweisen, sind vergleichsweise geringe magnetische Kraftanforderungen gestellt. In den Abschnitten des Verfahr- bereiches, in denen jedoch höhere magnetische Kräfte notwendig sind, ist zumindest ein zusätzliches Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder angeordnet. Erfindungsgemäß sind die Teilabschnitte entsprechend den gestellten Kraftanforderungen ausgeführt .
Vorzugsweise wird zur Führung magnetischer Felder magnetisch leitfähiges Material, insbesondere ferromagnetisches Material, verwendet. Magnetisch leitfähiges Material ist Material, welches eine Permeabilitätszahl μr größer 1 (μr>l) aufweist.
Ferromagnetische Materialien sind beispielsweise Eisen, Kobalt oder Nickel. Ferromagnetische Materialen weisen eine hohe magnetische Permeabilität (auch magnetische Leitfähigkeit) auf. Dadurch werden die magnetischen Feldlinien gut im Vergleich zum umgebenden Material geleitet.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung weisen sowohl der erste und der zweite Teilabschnitt Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder auf, wobei der erste Teilabschnitt jedoch gegenüber dem zweiten Teilabschnitt ein weiteres Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist. Das bedeutet, dass in einem ersten Teilbereich zwei aktive Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder vorhanden sind und im zweiten Abschnitt lediglich ein Mittel. Insbesondere ist in dem ersten Teilbereich gegenüber dem zweiten Teilbereich immer ein zusätzliches Mittel angeordnet, so dass im ersten Teilbereich auch drei aktive Mittel gegenüber zwei aktiven Mitteln im zweiten Teilbereich angeordnet sein können.
Insbesondere ist die erste Ausführungsform der Erfindung derart ausgestaltet, dass das Primärteil als feststehendes und längeres Bauteil gegenüber einem beweglichen Sekundärteil ausgebildet ist (Langstatorbauweise) . Das Primärteil weist eine Vielzahl an Polzähnen auf, wobei die Polzähne im ersten Teilabschnitt mittels Dauermagneten, auch als Permanentmagnete bezeichnet, ausgebildet sind. Im zweiten Teilabschnitt sind die Polzähne lediglich mittels ferromagnetischen Materi- als, insbesondere aus Eisen, ausgebildet. Weiterhin ist an jedem Polzahn des Primärteils eine Spule angeordnet. Sämtliche Spulen des Primärteils bilden das Wicklungssystem des Primärteils. Das Wicklungssystem ist insbesondere als dreiphasiges Wicklungssystem für den Anschluss an ein Drehstrom- netz ausgebildet.
Das Sekundärteil ist gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung lediglich mittels ferromagnetischen Materials ausgebildet, d.h. das Sekundärteil weist beispielsweise eine Zahn- struktur aus Eisenzähnen auf. Das Sekundärteil ist somit als Eisenreaktionsschiene ausgebildet . In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist das Sekundärteil als feststehendes Bauteil ausgebildet und weist somit verschiedene Teilabschnitte auf. Insbesondere weist der erste Teilabschnitt als Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder dauermagnetisches Material auf, wobei der zweite Teilabschnitt lediglich Mittel zur Führung magnetischer Felder aufweist .
Gemäß der zweiten Ausführungsform ist das Primärteil als be- wegliches und kürzeres Bauteil gegenüber dem feststehenden
Sekundärteil ausgebildet (Kurzstatorbauweise) . Das Sekundärteil weist eine Vielzahl an Polzähnen auf, wobei die Polzähne teilweise mittels Dauermagneten ausgebildet sind und teilweise mittels Eisen bzw. eisenhaltigen Materials ausgebildet sind. Das Primärteil ist herkömmlich ausgebildet, d. h. es weist eine Vielzahl an Polzähnen auf, wobei an jedem Polzahn eine Spule angeordnet ist, welche das Wicklungssystem des Primärteils bilden.
Die erfindungsgemäße lineare elektrische Maschine ist insbesondere als permanenterregter Synchronlinearmotor ausgebildet.
Erfindungsgemäß wird eine lineare elektrische Maschine be- reitgestellt, bei welcher jeweils das den Verfahrweg bildende Teil derart ausgebildet ist, dass es verschiedene Teilabschnitte aufweist, die jeweils an die entsprechenden magnetischen Kraftanforderungen angepasst sind. Mittels derartiger Linearmotoren können Konzepte für beispielsweise Handlings- Systeme oder Transferstraßen realisiert werden, wobei keine Übergabestationen notwendig sind. Weitere Kosten können eingespart werden, da das Magnetmaterial in den Abschnitten mit geringeren Kraftanforderungen durch ferromagnetisches Material, insbesondere Eisen, ersetzt ist.
Erfindungsgemäß wird die lineare elektrische Maschine für eine Folienreckanlage verwendet. Mit Folienreckanlagen werden Kunststofffolien hergestellt, wobei lineare elektrische Maschinen als Linearantriebsmotoren einsetzbar sind.
Bei Folienreckanlagen wird in der Regel das von einem Extru- der kommende und über eine Gießwalze geleitete bahnförmige thermoplastische Kunststoffmaterial üblicherweise zunächst durch eine Längsreckstrecke mit einer entsprechenden Längs- reckvorrichtung und anschließend durch eine Querreckstrecke mit Querreckvorrichtung geführt.
Die Längsreckvorrichtung enthält eine Reihe von Reckwalzen, über welche die Folienbahn mit großem Umschlingungswinkel geführt ist. Die Walzen am Ausgang der Längsreckstrecke werden mit höherer Geschwindigkeit angetrieben als die Walzen am Eingang der Strecke. Infolge der unterschiedlichen Geschwindigkeit wird die Folie in Längsrichtung gereckt.
In der darauffolgenden Querreckeinrichtung wird die Folienbahn an ihren Rändern von Spannvorrichtungen erfasst und wei- tertransportiert . Beispielsweise laufen Kettenbahnen in der
Querreckeinrichtung divergierend auseinander, so dass die Folie in ihrer Querrichtung gereckt wird.
Vorteilhafterweise ist eine Längsreckvorrichtung derart aus- gebildet, dass anstatt von Reckwalzen Linearmotoren vorgesehen sind. Beispielsweise wird die Folienbahn an einem beweglichen Sekundärteil befestigt und anschließend über den Verfahrweg (Primärteil) bewegt bzw. transportiert. In einem Ofenbereich, in welchem die Folie gereckt (gestreckt) wird, benötigen die Motore vergleichsweise hohe Kräfte. In diesen Bereichen ist das Primärteil derart ausgestaltet, dass es mehrere Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder, insbesondere Permanentmagnete und Spulen, aufweist, um die erforderlichen magnetischen Kräfte aufzubringen. In den restlichen Be- reichen, die lediglich zum Transport der Folie dienen, weist das Primärteil nur ein Mittel zur Erzeugung magnetischer Kräfte, d.h. Spulen, auf. Entsprechend einer Längsreckeinrichtung kann auch eine Querreckeinrichtung mittels erfindungsgemäßer Linearmotoren ausgebildet sein.
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 beschriebenen Merkmale und Zusammenhänge grundsätzlich auf alle Ausführungsbei- spiele übertragbar. In den Zeichnungen zeigen:
FIG 1 eine erfindungsgemäße lineare elektrische Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform und
FIG 2 eine erfindungsgemäße lineare elektrische Maschine ge- maß einer zweiten Ausführungsform.
FIG 1 zeigt eine lineare elektrische Maschine 1, welche als Linearmotor ausgebildet ist, mit einem Primärteil 2 und einem Sekundärteil 3. Das Primärteil 2 ist als bewegliches Bauteil ausgebildet, wobei die Bewegungsrichtung des Primärteils 2 mittels des Pfeils 14 dargestellt ist.
Das Primärteil 2 ist beispielsweise anhand eines Blechpakets mit vielen Einzelblechen aufgebaut, wobei die Einzelbleche gezahnt ausgeführt sind. Aufgrund der gezahnten Einzelbleche entstehen die Polzähne 10, wobei jeweils an einem Polzahn 10 eine Spule 11 angeordnet ist. Die Spulen 11 sind als Zahnspulen ausgebildet, d.h. um einen jeden Polzahn 10 ist eine Spule 11 angeordnet. Derartige Zahnspulen nennt man auch kon- zentrierte Wicklung (im Gegensatz zur verteilten Wicklung) . Die Spulen 11 ergeben das Wicklungssystem des Primärteils 2, wobei insbesondere ein dreiphasiges Wicklungssystem zum An- schluss an ein Drehstromnetz ausgebildet ist. Weiterhin ist das Primärteil 2 mit einem Kunststoffverguss 13 vergossen. Der Verguss 13 fungiert u. a. als elektrische Isolation und bietet Schutz vor Schmutz und Staub. Das Sekundärteil 3 ist als feststehendes und längeres Bauteil gegenüber dem Primärteil 2 ausgebildet. Das Sekundärteil 3 ist in seiner axialen Länge entsprechend dem notwendigen Verfahrweg ausgebildet.
Das Sekundärteil 3 weist verschiedene Teilabschnitte 4, 5 auf, insbesondere einen ersten Teilabschnitt 4 und einen zweiten Teilabschnitt 5. Jeder Teilabschnitt 4 und 5 weist Mittel 6 zur Führung magnetischer Felder auf. Die Mittel 6 sind als ferromagnetisches Material, wie beispielsweise Eisen, ausgeführt.
Im ersten Teilabschnitt 4 weist das Sekundärteil 3 die Polzähne 12 auf, welche dauermagnetisches Material aufweisen. Beispielsweise sind die Polzähne 12 anhand von ein- oder mehrteiligen Permanentmagneten 7 ausgebildet. Die Permanentmagnete 7, welche die Polzähne 12 bilden, stellen die Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder dar.
Der zweite Teilbereich 5 weist keine Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder auf. Die Polzähne 12 sind ebenfalls mittels ferromagnetischen Materials, insbesondere Eisen, ausgebildet und stellen Mittel zur Führung magnetischer Felder dar .
Die ersten Teilabschnitte 4 sind als Bereiche mit hohen magnetischen Kräften ausgebildet und der Teilabschnitt 5 ist als Bereich mit vergleichsweise geringen magnetischen Kräften ausgebildet .
FIG 2 zeigt eine erfindungsgemäße lineare elektrische Maschine 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die lineare elektrische Maschine 1 weist das Primärteil 2 und das Sekundärteil 3 auf. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Sekundärteil 3 als bewegliches Bauteil ausgeführt, wobei die Bewegungsrichtung der Pfeil 14 zeigt. Das Primärteil 2 ist als feststehendes Bauteil, auch als Stator bezeichnet, ausgebildet. Das Primärteil 2 ist gegenüber dem Sekundärteil 3 länger ausgebildet, weshalb diese Ausführungsform auch als Langstatorbauweise bezeichnet wird. Die Ausführungsform gemäß FIG 1 wird dagegen als Kurzstatorbauweise bezeichnet.
Das Primärteil 2 weist den ersten Teilabschnitt 4 und den zweiten Teilabschnitt 5 auf. Der erste Teilbereich 4, welcher der Abschnitt mit hohen magnetischen Kraftanforderungen ist, weist zwei Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder auf. Das erste Mittel bilden die ein- oder mehrteilige Permanentmagnete 7. Gemäß FIG 2 sind die Permanentmagnete in die Polzähne 10 integriert; sie können jedoch auch beliebig anders an den Polzähnen 10 angeordnet sein. Die zweiten Mittel sind als
Spulen 11 ausgebildet. Das Primärteil 2 weist mehrere Polzähne 10 auf, wobei jeder Polzahn 10 eine Spule 11 trägt.
Ferner weist das Primärteil 2 den Verguss 13 als elektrische Isolierung gegenüber der Umwelt sowie als Schutzmantel vor Schmutz und Staub auf.
Im zweiten Teilabschnitt 5 ist nur ein Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder angeordnet, wobei das Mittel als Spulen 11 ausgebildet ist. Im zweiten Teilabschnitt 5 weisen die
Polzähne 10 anstatt Permanentmagnete, wie im ersten Teilbereich 4, ferromagnetisches Material, beispielsweise Eisen, auf, d.h. das dauermagnetische Material wird durch Eisen ersetzt. Der zweite Teilbereich 5 ist für geringere Kraftanfor- derungen vorgesehen. Die Mittel 6 zur Führung magnetischer Felder sind ebenfalls mittels ferromagnetischen Materials, beispielsweise als Eisenblechpaket, ausgebildet.
Das Sekundärteil 3 weist die Polzähne 12 auf. Da das Sekun- därteil 3 keine Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist, ist es einfach und kostengünstig herzustellen. Beispielsweise kann das Sekundärteil massiv, geblecht, gegossen oder gesintert ausgeführt sein.

Claims

Patentansprüche
1. Lineare elektrische Maschine (1) mit einem Primärteil (2) und einem mit diesem magnetisch zusammenwirkenden Sekundär- teil (3), wobei das Primärteil (2) oder das Sekundärteil (3) zumindest einen ersten Teilabschnitt (4) und einen zweiten Teilabschnitt (5) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste und zweite Teilabschnitt (4,5) Mittel (6) zur Führung magnetischer Felder aufweisen und der erste Teilabschnitt (4) zumindest ein Mittel (7,11) zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist.
2. Lineare elektrische Maschine (1) 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 der ers- te und der zweite Teilabschnitt (4,5) als Mittel (6) zur Führung magnetischer Felder magnetisch leitfähiges Material aufweisen .
3. Lineare elektrische Maschine (1) 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 das magnetisch leitfähige Material ferromagnetisches Material ist.
4. Lineare elektrische Maschine (1) 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 der ers- te und zweite Teilabschnitt (4,5) Mittel (11) zur Erzeugung magnetischer Felder aufweisen, wobei der erste Teilabschnitt (4) gegenüber dem zweiten Teilabschnitt (5) ein weiteres Mittel (7) zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist.
5. Lineare elektrische Maschine (1) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Primärteil (2) als die einen Verfahrweg ausbildende Komponente gegenüber einem beweglichen Sekundärteil (3) ausgebildet ist und das Primärteil (2) einen ersten und zweiten Teilabschnitt (4,5) mit einer Vielzahl an Polzähnen (10) aufweist, wobei die Polzähne (10) im ersten Teilabschnitt (4) Permanentmagnete aufweisen.
6. Lineare elektrische Maschine (1) nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Polzähne (10) des Primärteils (2) im zweiten Teilabschnitt (5) mittels ferromagnetischen Materials ausgebildet sind.
7. Lineare elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass an jedem Polzahn (10) des Primärteils (2) eine Spule
(11) angeordnet ist.
8. Lineare elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Sekundärteil (3) eine Zahnstruktur aufweist und nur mittels ferromagnetischen Materials ausgebildet ist.
9. Lineare elektrische Maschine (1) 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 der erste Teilabschnitt (4) als Mittel (7) zur Erzeugung magnetischer Felder dauermagnetisches Material aufweist und der zweite Teilabschnitt (5) lediglich Mittel (6) zur Führung magnetischer Felder aufweist.
10. Lineare elektrische Maschine (1) nach Anspruch 9, 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 (3) als die einen Verfahrweg bildende Komponente gegenüber einem beweglichen Primärteil (2) ausgebildet ist und das Sekundärteil (3) einen ersten und zweiten Teilabschnitt (4, 5) mit einer Vielzahl an Polzähnen (12) aufweist, wobei die Polzähne (12) im ersten Teilabschnitt (4) Perma- nentmagnete aufweisen.
11. Lineare elektrische Maschine (1) nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Polzähne (12) des Sekundärteils (3) im zweiten Teilabschnitt (5) mittels ferromagnetischen Materials ausgebildet sind.
12. Lineare elektrische Maschine (1) nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Primärteil (2) eine Vielzahl an Polzähnen (10) aufweist, wobei an jedem Polzahn (10) eine Spule (11) angeordnet ist.
13. Lineare elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 3, 6, 9 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das ferromagnetische Material Eisen ist.
14. Lineare elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektrische Maschine (1) als permanenterregter Synchronlinearmotor ausgebildet ist.
15. Verwendung einer linearen elektrischen Maschine (1) für eine Folienreckanlage, wobei die Folienreckanlage Längsreck- Vorrichtungen und/oder Querreckvorrichtungen aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Längs- reckvorrichtung und/oder Querreckvorrichtung zumindest eine lineare elektrische Maschine (1), welche nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist, aufweist.
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