WO2009019192A1 - Primärteil eines elektrischen linearmotors mit kühleinrichtung - Google Patents

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WO2009019192A1
WO2009019192A1 PCT/EP2008/060069 EP2008060069W WO2009019192A1 WO 2009019192 A1 WO2009019192 A1 WO 2009019192A1 EP 2008060069 W EP2008060069 W EP 2008060069W WO 2009019192 A1 WO2009019192 A1 WO 2009019192A1
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WO
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primary part
chamber
primary
winding
cooling
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PCT/EP2008/060069
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Capka
Christian Gsinn
Hubert Schedler
Mesut Ueyke
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/18—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with ribs or fins for improving heat transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/223—Heat bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227—Heat sinks

Definitions

  • the invention relates to a primary part for a linear electric motor with at least one laminated core, wherein in grooves of the laminated core, a single- or multi-phase winding is arranged, and with a cooling device. Furthermore, the invention relates to a linear electric motor having a primary part and a secondary part, wherein the primary part at least one
  • Laminated core wherein in grooves of the laminated core, a single- or multi-phase winding is arranged and wherein the primary part has a cooling device.
  • Electric 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 has permanent magnets, but instead may also have a current-carrying 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.
  • the resulting heat loss must be dissipated as effectively as possible in order to achieve a high power density can.
  • the primary part has two active means for generating magnetic fields, it is particularly important to effectively dissipate the resulting heat loss. It is known to dissipate the heat loss via the laminated core of the primary and / or secondary part to the surface or environment, for example by means of air cooling, or to cooling elements, such as a water cooling or a cooling plate. It is also possible to dissipate the heat through a housing of the linear motor.
  • an electric motor with a cooling coil wherein the cooling coil is fastened to the primary part, constructed meander-shaped and at least parts of the cooling coil are made of plastic material. If such water cooling is used, however, additional space is required. Furthermore, such meander-shaped water cooling is relatively complicated to manufacture and assemble.
  • the object of the present invention is to provide a primary part with a cooling device, wherein the primary part has a compact and simple construction, and wherein the cooling device ensures effective cooling of the heat-affected parts.
  • Another object of the invention is to provide a linear electric motor with such a primary part.
  • the primary part according to the invention has at least one laminated core, wherein a single- or multi-phase winding is arranged in grooves of the laminated core.
  • the winding is preferably designed as a three-phase winding for connection to a three-phase network.
  • the winding of the primary part is preferably designed as a tooth coil winding, since dental coils are easy and inexpensive to manufacture.
  • a large tooth pitch ie a large tooth width, is advantageous since the number of teeth and thus of the tooth coils is thus reduced. can be kept ring, which also costs can be reduced.
  • the primary part according to the invention has a cooling device, wherein the cooling device comprises two side parts, which are arranged on two opposite sides of the primary part.
  • the two side parts are arranged on the two opposite sides, which are parallel to the direction of travel or the direction of movement of the primary part.
  • the winding is arranged such that the tooth coils of the winding are arranged transversely to the direction of movement, so that the side parts are arranged in the region of the winding heads of the tooth coils.
  • a first chamber and a second chamber can be formed.
  • the first chamber is provided for receiving potting compound and the second chamber for forming a ventilation cooling.
  • the first chamber is that chamber into which the winding heads of the tooth coils protrude.
  • the second chamber is adjacent to the first chamber.
  • the first chamber is filled with potting compound, wherein the potting compound for fixing the winding or tooth coils and the electrical insulating components is used.
  • the potting compound thermally conductive
  • a side part is preferably designed such that this thermally conductive material terial, such as aluminum or copper, for transmitting the heat loss from the chambers to the environment.
  • the second chamber Adjacent to the first filled with sealing compound chamber, the second chamber is arranged.
  • the second chamber is arranged above the first chamber, wherein above means away from an air gap between the primary part and the secondary part.
  • the second chamber in its cast-free design, serves to better dissipate the heat loss generated by the engine operation.
  • the cooling device is designed as a two-chamber system in order to realize an effective self-cooling with the most compact possible construction of the primary part.
  • the side parts are easy to produce, with the cooling system or the cooling device being formed by arranging the side parts on the primary part, in particular on its laminated core.
  • the cooling device represents a self-cooling of the primary part, wherein other cooling devices, such as a water cooling, not necessary, but possible. Thus, further, a low-cost primary part can be provided.
  • a side part in one of its cross sections has a shape of an 'E'.
  • the cross section is that cross section, which takes place at a section through the side member perpendicular at right angles to the direction of movement of the linear motor.
  • the E-shaped side part has a rear side and a front side, the rear side being substantially planar.
  • the back forms the outside of the 'E'.
  • the front has three webs, which form together with the back, the 'E'.
  • the side part is arranged on the primary part such that the three webs face the primary part.
  • the three webs are then each at the primary part and thus form together with the primary part, in particular with the laminated core of the primary part, the two chambers out.
  • the middle of the three webs forms the separation between the first and second chamber.
  • the cooling fins serve to better transfer the heat loss from the chambers, in particular the potting compound in the first chamber and the heated air in the second chamber, via the profile of the side parts, wherein the side parts also heat meleitfoundes material.
  • the side parts are made of an aluminum extruded profile.
  • the aluminum extruded profile already has the 'E' -shaped cross section, so that the side parts can be easily cut off from the aluminum extruded profile according to their required length.
  • the side panels are very easy and inexpensive to produce.
  • the side parts are screwed to the primary part. But they can also be attached to the primary part in other ways, such as by gluing or welding. Detachable fasteners, i. Screws, however, are advantageous, since thus the side parts can be released again if necessary. For example, if a side panel damaged, it can be unscrewed and easily replaced.
  • a seal is arranged on the middle of the three webs of the E-shaped side part.
  • the middle web forms the separation between the first chamber and the second chamber, wherein the seal is provided for a secure separation of the two chambers, in particular during the casting process.
  • the central web together with the seal represents an optical control.
  • the function of the seal is ensured by screwing the side parts to the primary part, in particular to the laminated core, and thereby taking place pressing the gasket to the laminated core. Due to the seal prevents potting compound penetrates into the second chamber.
  • the second chamber can be used as a cable duct.
  • the cables can be laid to connect the winding, whereby the cables are safely and properly laid.
  • the second chamber fulfills several functions, namely the formation of an air cooling and the formation of a cable duct.
  • the electric linear motor according to the invention has a primary part and a secondary part, wherein the primary part and the secondary part interact electromagnetically and are spaced apart by an air gap.
  • the primary part as a moving component (Kurzstatorbauweise) or the secondary part can be designed as a moving component (Langstatorbauweise).
  • the described two-chamber cooling system is provided in particular for the primary part.
  • the primary part is designed so that it has two active means for generating magnetic fields, in particular a multi-phase winding and permanent magnets.
  • the three-phase winding is intended for connection to a three-phase system and designed by means of toothed coils. At least one permanent magnet is arranged on each tooth in addition to the tooth coil.
  • the secondary part forms the travel path for the primary part and has only means for guiding the magnetic fields, wherein the secondary part is preferably designed as a toothed iron reaction rail.
  • the primary part according to the invention has a cooling device, wherein the cooling device is designed as a two-chamber system.
  • the chambers are by means of three main components formed, namely by means of side parts made of extruded aluminum profile, by means of seals on the side parts and in cooperation with the primary part, in particular with the laminated core of the primary part.
  • a cooling device is provided, wherein an air chamber and a molded chamber combined and thereby an effective, because direct cooling of the laminated core, while maintaining the robust design is provided, on the one hand to meet the dynamic requirements of the electric linear motor and on the other hand to provide a safe heat dissipation of the primary part, in particular the winding.
  • FIG. 2 shows a primary part according to the invention in a perspective view.
  • FIG 1 shows a primary part 1 according to the invention in a front view.
  • the view of FIG 1 is an end view, wherein the end face is transverse to a direction of movement of the primary part 1.
  • the primary part 1 has two side parts 3, which are arranged on opposite sides, wherein the side parts 3 are arranged on the two opposite sides, which are parallel to a direction of movement of the primary part.
  • a side member 3 is respectively formed to have the shape of the letter 'E'.
  • a side part 3 has a back 7 and a front side 8, wherein at the Front 8 each three webs 9 are arranged.
  • a side part 3 is arranged on a longitudinal side of the primary part, for example glued, screwed or welded.
  • the side part 3 is fastened to the primary part 1 by means of one or more screws 11.
  • Both side parts 3 form a cooling device for the primary part 1.
  • two chambers each are formed by means of the side parts 3, a first chamber 4 and a second chamber 5.
  • the first chamber 4 is designed such that this winding 2, i. in particular the winding head, surrounds.
  • the first chamber 4 is provided so that it is filled with heat-conductive potting compound.
  • FIG. 1 it is shown that the middle part of the primary part 1 has already been cast with the potting compound 6.
  • the first chambers 4 are filled with potting compound, so that the potting compound 6 and the potting compound, not shown, form a uniform potting compound in the chambers 4.
  • a second chamber 5 is formed in each case by means of a side part 3, this serving to form an air cooling. Ambient air flows through the second chambers 5, thereby absorbing the heat loss arising during operation of the linear motor and transporting them, on the one hand, to the side parts 3 and to the surroundings.
  • the side parts 3 by means of thermally conductive material, in particular aluminum, formed.
  • the side parts 3 are screwed by means of screws 11 in the region of the second chambers 5 to the primary part 1.
  • a seal 12 is arranged in each case.
  • the seal 12 provides a secure separation between the first chamber 4 and the second chamber 5, in particular during the filling of the first chamber with potting compound.
  • a plurality of cooling fins 10 are arranged, which serve to deliver the absorbed heat loss to the environment.
  • the cables 13 are shown, which serve to connect the winding 2 to a supply network.
  • a cover plate 14 a is attached, which ensures a plan conclusion on the upper side of the primary part 1.
  • a cover plate 14b is likewise arranged on the underside opposite the upper side.
  • the cover plate 14b directly faces the air gap (not shown) between the primary part 1 and a secondary part (not shown).
  • Such a cover plate 14b is necessary for the proper electromagnetic interaction between the primary part 1 and not shown secondary part.
  • FIG. 2 shows a primary part 1 according to the invention in a perspective view.
  • two side parts 3 are arranged on two opposite sides, which are parallel to the direction of movement 15 of the primary part 1.
  • a side part 3 is screwed by four screws 11 on primary part 1.
  • the cooling fins 10 can be seen on the outside of a side part 3.
  • the embodiment according to FIG. 2 has no cover plate in the upper region of the primary part 1. In the upper area, however, the connection cables 13 are to be seen for connecting the winding to a supply network.
  • the second chambers 5 can be seen to form an air cooling.
  • the potting compound 6 is continuously formed on the primary part 1 and the first chambers 4.
  • the side parts 3 are additionally mechanically connected to the primary part 1.
  • the described cooling device which is designed as a two-chamber system, can also be used for a secondary part.
  • the primary part 1 according to the invention is intended for use in a linear electric motor, wherein the primary part 1 is designed in particular as a moving part (Kurzstatorbauweise).
  • the linear electric motor according to the invention is in particular designed as a permanent-magnet synchronous motor, wherein two active means for generating magnetic fields, i. in particular a multi-phase winding and permanent magnets are arranged in the primary part.
  • the secondary part is free of active means for generating magnetic fields and is formed only as a toothed iron reaction rail.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Primärteil (1) für einen elektrischer Linearmotor mit zumindest einem Blechpaket, wobei in Nuten des Blechpakets eine ein- oder mehrphasige Wicklung (2) angeordnet ist, und mit einer Kühleinrichtung, wobei die Kühleinrichtung zwei Seitenteile (3) aufweist, welche an zwei gegenüberliegenden Seiten des Primärteils (1) angeordnet sind, wobei mittels jeweils einen Seitenteils (3) eine erste Kammer (4) und eine zweite Kammer (5) am Primärteil (1) ausbildbar ist, und wobei die erste Kammer (4) zur Aufnahme von Vergussmasse und die zweite Kammer (5) zur Ausbildung einer Luftkühlung vorgesehen ist.

Description

Be s chre ibung
PRIMÄRTEIL EINES ELEKTRISCHEN LINEARMOTORS MIT KÜHL E I NR I CHTUNG
Die Erfindung betrifft ein Primärteil für einen elektrischen Linearmotor mit zumindest einen Blechpaket, wobei in Nuten des Blechpakets eine ein- oder mehrphasige Wicklung angeordnet ist, und mit einer Kühleinrichtung. Ferner betrifft die Erfindung einen elektrischen Linearmotor mit einem Primärteil und einem Sekundärteil, wobei das Primärteil zumindest ein
Blechpaket aufweist, wobei in Nuten des Blechpakets eine ein- oder mehrphasige Wicklung angeordnet ist und wobei das Primärteil eine Kühleinrichtung aufweist.
Elektrische Linearmotoren 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 das Teil, welches eine bestrom- bare Wicklung aufweist. Das Sekundärteil weist in der Regel Permanentmagnete auf, kann aber stattdessen auch eine be- strombare 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 .
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 Linearmotoren, muss die entstehende Verlustwärme möglichst effektiv abgeführt werden, um eine hohe Kraftdichte erzielen zu können. Insbesondere für den Fall, dass das Primärteil zwei aktive Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist, ist es besonders wichtig, die entstehende Verlustwärme effektiv abzuführen . Es ist bekannt, die Verlustwärme über das Blechpaket des Primär- und/oder Sekundärteils an die Oberfläche bzw. Umgebung, beispielsweise mittels einer Luftkühlung, oder zu Kühlelementen, wie beispielsweise eine Wasserkühlung oder eine Kühl- platte, abzuführen. Ferner besteht die Möglichkeit, die Wärme über ein Gehäuse des Linearmotors abzuführen.
Aus der DE 101 31 119 Al ist ein Elektromotor mit einer Kühlschlange bekannt, wobei die Kühlschlange am Primärteil befes- tigt ist, mäanderförmig aufgebaut ist und zumindest Teilstücke der Kühlschlange aus Kunststoffmaterial ausgebildet sind. Wird eine derartige Wasserkühlung verwendet, wird jedoch zusätzlicher Bauraum benötigt. Ferner ist eine derartige mäan- derförmige Wasserkühlung relativ aufwändig herzustellen und zu montieren.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Primärteil mit einer Kühleinrichtung bereitzustellen, wobei das Primärteil eine kompakte und einfache Bauweise aufweist und wobei die Kühleinrichtung eine effektive Kühlung der verlustwärme- behafteten Teile gewährleistet. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Linearmotor mit einem derartigen Primärteil bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
Das erfindungsgemäße Primärteil weist zumindest ein Blechpa- ket auf, wobei in Nuten des Blechpakets eine ein- oder mehrphasige Wicklung angeordnet ist. Die Wicklung ist vorzugsweise als dreiphasige Wicklung zum Anschluss an ein Drehstromnetz ausgebildet. Weiterhin ist die Wicklung des Primärteils vorzugsweise als Zahnspulenwicklung ausgeführt, da Zahnspulen einfach und kostengünstig zu fertigen sind. Insbesondere ist eine große Zahnteilung, d.h. eine große Zahnbreite, vorteilhaft, da so die Anzahl der Zähne und somit der Zahnspulen ge- ring gehalten werden kann, wodurch ebenso Kosten reduziert werden können.
Weiterhin weist das erfindungsgemäße Primärteil eine Kühlein- richtung auf, wobei die Kühleinrichtung zwei Seitenteile um- fasst, welche an zwei gegenüberliegenden Seiten des Primärteils angeordnet sind. Vorzugsweise sind die zwei Seitenteile an den beiden gegenüberliegenden Seiten angeordnet, welche parallel zur Verfahrrichtung bzw. der Bewegungsrichtung des Primärteils liegen. Dabei ist die Wicklung derart angeordnet, dass die Zahnspulen der Wicklung quer zur Bewegungsrichtung angeordnet sind, so dass die Seitenteile im Bereich der Wickelköpfe der Zahnspulen angeordnet sind.
Mittels jeweils eines Seitenteils sind eine erste Kammer und eine zweite Kammer ausbildbar. Die erste Kammer ist dabei zur Aufnahme von Vergussmasse und die zweite Kammer zur Ausbildung einer Lüftkühlung vorgesehen. Die erste Kammer ist diejenige Kammer, in welche die Wickelköpfe der Zahnspulen hin- einragen. Die zweite Kammer liegt benachbart zur ersten Kammer .
Die erste Kammer ist mit Vergussmasse gefüllt, wobei die Vergussmasse zur Fixierung der Wicklung bzw. Zahnspulen sowie der elektrischen Isolierbauteile dient. Durch die Vergussmasse werden die entsprechenden Teile einerseits fixiert und andererseits vor den in hochdynamischen Anwendungen wirkenden Kräften geschützt.
Vorteilhafter Weise weist die Vergussmasse wärmeleitfähiges
Material, wie beispielsweise wärmeleitfähigen Kunststoff, zur Abfuhr von in der Wicklung entstehenden Verlustwärme auf. Dadurch, dass insbesondere die Wickelköpfe der Wicklung direkt in die erste Kammer hineinragen und somit direkt von der wär- meleitfähigen Vergussmasse umgeben sind, kann die hauptsächlich in Wicklungsköpfen entstehende Verlustwärme direkt an ein Seitenteil übertragen werden. Dazu ist ein Seitenteil vorzugsweise so ausgebildet, dass dieses wärmeleitfähiges Ma- terial, wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer, zur Übertragung der Verlustwärme von den Kammern an die Umgebung aufweist .
Benachbart zur ersten mit Vergussmasse gefüllten Kammer ist die zweite Kammer angeordnet. Insbesondere ist die zweite Kammer oberhalb der ersten Kammer angeordnet, wobei oberhalb weg von einem Luftspalt zwischen Primärteil und Sekundärteil bedeutet. Die zweite Kammer dient in ihrer vergussfreien Aus- führung zur besseren Abführung der durch den Motorbetrieb erzeugten Verlustwärme.
Die Kühleinrichtung ist als ein Zweikammernsystem ausgebildet, um eine effektive Selbstkühlung bei möglichst kompakter Bauweise des Primärteils zu realisieren. Die Seitenteile sind dabei einfach herzustellen, wobei sich durch Anordnen der Seitenteile am Primärteil, insbesondere an dessen Blechpaket, das Kühlsystem bzw. die Kühleinrichtung ausbildet. Die Kühleinrichtung stellt eine Selbstkühlung des Primärteils dar, wobei weitere Kühleinrichtungen, wie beispielsweise eine Wasserkühlung, nicht notwendig, jedoch möglich sind. Somit kann ferner ein kostengünstiges Primärteil bereitgestellt werden.
Vorteilhafter Weise weist ein Seitenteil in einem seiner Querschnitte eine Form eines ,E' auf. Der Querschnitt ist dabei derjenige Querschnitt, welcher bei einem Schnitt durch das Seitenteil senkrecht im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Linearmotors erfolgt.
Das E-förmige Seitenteil weist eine Rückseite und eine Vorderseite auf, wobei die Rückseite im Wesentlichen plan ausgebildet ist. Die Rückseite bildet die Außenseite des , E' . Die Vorderseite weist drei Stege auf, welche zusammen mit der Rückseite das ,E' bilden. Dabei ist das Seitenteil derart am Primärteil angeordnet, dass die drei Stege auf das Primärteil zugewandt sind. Die drei Stege liegen dann jeweils am Primärteil an und bilden somit zusammen mit dem Primärteil, insbesondere mit dem Blechpaket des Primärteils, die zwei Kammern aus. Der mittlere der drei Stege bildet dabei die Trennung zwischen erster und zweiter Kammer.
Vorteilhafterweise sind an der Rückseite des Seitenteils, welche die Außenseite des Seitenteils bildet und nicht am
Primärteil anliegt, mehrere Kühlrippen angeordnet. Die Kühlrippen dienen dabei zur besseren Übertragung der Verlustwärme von den Kammern, insbesondere der Vergussmasse in der ersten Kammer und der erwärmten Luft in der zweiten Kammer, über das Profil der Seitenteile, wobei die Seitenteile ebenfalls wär- meleitfähiges Material aufweisen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Seitenteile aus einem Aluminiumstrangpressprofil hergestellt. Das Aluminiumstrangpressprofil weist dabei bereits den , E'- förmigen Querschnitt auf, so dass die Seitenteile entsprechend ihrer benötigten Länge einfach von dem Aluminiumstrangpressprofil abgeschnitten werden können. Somit sind die Seitenteile sehr einfach und kostengünstig herstellbar.
Vorteilhafter Weise sind die Seitenteile an das Primärteil angeschraubt. Sie können aber auch auf andere Art und Weise am Primärteil befestigt werden, wie beispielsweise mittels Kleben oder Schweißen. Lösbare Befestigungsmittel, d.h. Schrauben, sind jedoch vorteilhaft, da somit die Seitenteile im Bedarfsfall wieder gelöst werden können. Ist beispielsweise ein Seitenteil beschädigt, kann es abgeschraubt und einfach ausgetauscht werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an dem mittleren der drei Stege des E-förmigen Seitenteils eine Dichtung angeordnet. Der mittlere Steg bildet die Trennung zwischen erster Kammer und zweiter Kammer, wobei die Dichtung für eine sichere Trennung der beiden Kammern insbesondere während des Vergussprozesses vorgesehen ist. Ferner kann während des Vergießens des Blechpakets und der zweiten Kammer gewährleistet werden, dass die zweite Kammer vollständig gefüllt ist, wobei der mittlere Steg zusammen mit der Dichtung eine optische Kontrolle darstellt. Die Funktion der Dichtung wird durch das Anschrauben der Seitenteile an das Primärteil, insbesondere an das Blechpaket, und dem dadurch stattfindenden Anpressen der Dichtung an das Blechpaket sichergestellt. Aufgrund der Dichtung wird vermieden, dass Vergussmasse in die zweite Kammer eindringt.
Vorteilhaft kann die zweite Kammer als Kabelschacht genutzt werden. Insbesondere können in der zweiten Kammer die Kabel zum Anschluss der Wicklung verlegt sein, wodurch die Kabel sicher und ordentlich verlegt sind. Somit erfüllt die zweite Kammer mehrere Funktionen, nämlich die Ausbildung einer Luftkühlung und die Ausbildung eines Kabelschachtes.
Der erfindungsgemäße elektrische Linearmotor weist ein Primärteil und ein Sekundärteil auf, wobei Primärteil und Sekundärteil elektromagnetisch zusammenwirken und durch einen Luftspalt voneinander beabstandet sind. Dabei kann das Primärteil als bewegtes Bauteil (Kurzstatorbauweise) oder auch das Sekundärteil als bewegtes Bauteil (Langstatorbauweise) ausgeführt sein. Das beschriebene Zweikammernkühlsystem ist dabei insbesondere für das Primärteil vorgesehen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Primärteil so ausge- führt, dass es zwei aktive Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist, insbesondere eine mehrphasige Wicklung und Permanentmagnete. Die dreiphasige Wicklung ist zum Anschluss an ein Drehstromnetz vorgesehen und mittels Zahnspulen ausgeführt. An jedem Zahn ist zusätzlich zur Zahnspule zumindest ein Permanentmagnet angeordnet. Das Sekundärteil bildet den Verfahrweg für das Primärteil und weist lediglich Mittel zur Führung der magnetischen Felder auf, wobei das Sekundärteil vorzugsweise als gezahnte Eisenreaktionsschiene ausgeführt ist .
Das erfindungsgemäße Primärteil weist eine Kühleinrichtung auf, wobei die Kühleinrichtung als Zweikammernsystem ausgebildet ist. Die Kammern sind mittels drei Hauptkomponenten gebildet, nämlich mittels Seitenteilen aus Aluminiumstrangpressprofil, mittels Dichtungen an den Seitenteilen und in Zusammenwirkung mit dem Primärteil, insbesondere mit dem Blechpaket des Primärteils.
Es ist eine Kühleinrichtung bereitgestellt, wobei eine Luftkammer und eine vergossene Kammer kombiniert und dadurch eine effektive, da direkte Entwärmung des Blechpakets, bei gleichzeitig Beibehaltung der robusten Ausführung bereitgestellt ist, um einerseits den dynamischen Anforderungen an den e- lektrischen Linearmotor gerecht zu werden und andererseits eine sichere Entwärmung des Primärteils, insbesondere der Wicklung, bereitzustellen.
In der nachfolgenden Beschreibung werden weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung im 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 erfindungsgemäßes Primärteil in einer Ansicht von vorne und
FIG 2 ein erfindungsgemäßes Primärteil in einer perspekti- vischen Ansicht.
FIG 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Primärteil 1 in einer Ansicht von vorne. Die Ansicht gemäß FIG 1 ist eine Stirnseitenansicht, wobei die Stirnseite quer zu einer Bewegungsrich- tung des Primärteils 1 liegt.
Das Primärteil 1 weist zwei Seitenteile 3 auf, welche an gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, wobei die Seitenteile 3 an den beiden gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, welche parallel zu einer Bewegungsrichtung des Primärteils liegen. Ein Seitenteil 3 ist jeweils so ausgebildet, dass es die Form des Buchstabens , E' aufweist. Ein Seitenteil 3 weist eine Rückseite 7 und eine Vorderseite 8 auf, wobei an der Vorderseite 8 jeweils drei Stege 9 angeordnet sind. Jeweils ein Seitenteil 3 ist an einer Längsseite des Primärteils angeordnet, beispielsweise angeklebt, angeschraubt oder angeschweißt .
Nach der Ausführungsform gemäß FIG 1 ist das Seitenteil 3 mittels einer oder mehreren Schrauben 11 am Primärteil 1 befestigt .
Beide Seitenteile 3 bilden eine Kühleinrichtung für das Primärteil 1. Dabei werden mittels der Seitenteile 3 jeweils zwei Kammern ausgebildet, eine erste Kammer 4 und eine zweite Kammer 5. Die erste Kammer 4 ist so ausgebildet, dass diese die Wicklung 2, d.h. insbesondere den Wickelkopf, umgibt. Die erste Kammer 4 ist dafür vorgesehen, dass diese mit wärme- leitfähiger Vergussmasse gefüllt wird. In FIG 1 ist dargestellt, dass der mittlere Teil des Primärteils 1 bereits mit der Vergussmasse 6 vergossen ist. Ebenfalls werden die ersten Kammern 4 mit Vergussmasse gefüllt, so dass die Vergussmasse 6 und die nicht gezeigte Vergussmasse in den Kammern 4 eine einheitliche Vergussmasse bilden.
Im oberen Bereich des Primärteils 1 ist mittels eines Seitenteils 3 jeweils eine zweite Kammer 5 ausgebildet, wobei diese zur Ausbildung einer Luftkühlung dient. Durch die zweite Kammern 5 strömt Umgebungsluft und nimmt dabei die beim Betrieb des Linearmotors entstehende Verlustwärme auf und transportiert diese einerseits zum Seitenteile 3 bzw. an die Umgebung. Dazu sind die Seitenteile 3 mittels wärmeleitfähigen Materials, insbesondere Aluminium, ausgebildet.
Wie in FIG 1 dargestellt, sind die Seitenteile 3 mittels der Schrauben 11 im Bereich der zweiten Kammern 5 an das Primärteil 1 angeschraubt. Im Bereich des mittleren der drei Stege 9 der Seitenteile ist jeweils eine Dichtung 12 angeordnet.
Die Dichtung 12 stellt eine sichere Trennung zwischen erster Kammer 4 und zweiter Kammer 5 dar, insbesondere während des Füllens der ersten Kammer mit Vergussmasse. An der Rückseite 7 eines Seitenteils 3 sind mehrere Kühlrippen 10 angeordnet, welche zur Abgabe der aufgenommenen Verlustwärme an die Umgebung dienen.
An der Oberseite des Primärteils 1, d.h. an derjenigen Seite die vom Luftspalt abgewandt ist, sind die Kabel 13 dargestellt, welche zum Anschluss der Wicklung 2 an ein Versorgungsnetz dienen. An der Oberseite ist eine Abdeckplatte 14a angebracht, welche für einen planen Abschluss an der Obersei- te des Primärteils 1 sorgt.
An der der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite ist ebenfalls eine Abdeckplatte 14b angeordnet. Die Abdeckplatte 14b ist unmittelbar dem Luftspalt (nicht gezeigt) zwischen Pri- märteil 1 und einem nicht gezeigten Sekundärteil zugewandt. Eine derartige Abschlussplatte 14b ist für die einwandfreie elektromagnetische Wechselwirkung zwischen Primärteil 1 und nicht gezeigtem Sekundärteil notwendig.
FIG 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Primärteil 1 in einer perspektivischen Ansicht. An zwei gegenüberliegenden Seiten, welche parallel zur Bewegungsrichtung 15 des Primärteils 1 sind, sind zwei Seitenteile 3 angeordnet. Gut zu erkennen ist, dass ein Seitenteil 3 mittels vier Schrauben 11 am Pri- märteil 1 angeschraubt ist. Weiterhin sind die Kühlrippen 10 an der Außenseite eines Seitenteils 3 zu sehen. Die Ausführungsform gemäß FIG 2 weist jedoch keine Abdeckplatte im oberen Bereich des Primärteils 1 auf. Im oberen Bereich sind jedoch die Anschlusskabel 13 zum Anschluss der Wicklung an ein Versorgungsnetz zu sehen.
Weiterhin sind die zweiten Kammern 5 zur Ausbildung einer Luftkühlung zu sehen. Gut zu erkennen ist, dass die Vergussmasse 6 durchgängig über Primärteil 1 und die ersten Kammern 4 ausgebildet ist. Durch die Vergussmasse 6 werden die Seitenteile 3 zusätzlich mechanisch mit dem Primärteil 1 verbunden . Die beschriebene Kühleinrichtung, welche als Zweikammernsystem ausgebildet ist, kann ebenso für ein Sekundärteil verwendet werden. Das erfindungsgemäße Primärteil 1 ist für den Einsatz in einem elektrischen Linearmotor vorgesehen, wobei das Primärteil 1 insbesondere als bewegtes Teil (Kurzstatorbauweise) ausgebildet ist.
Der erfindungsgemäße elektrische Linearmotor ist insbesondere als permanenterregter Synchronmotor ausgebildet, wobei zwei aktive Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder, d.h. insbesondere eine mehrphasige Wicklung und Permanentmagnete, im Primärteil angeordnet sind. Das Sekundärteil ist dagegen frei von aktiven Mitteln zur Erzeugung magnetischer Felder und ist lediglich als gezahnte Eisenreaktionsschiene ausgebildet.

Claims

Patentansprüche
1. Primärteil (1) für einen elektrischer Linearmotor mit zumindest einem Blechpaket, wobei in Nuten des Blechpakets eine ein- oder mehrphasige Wicklung (2) angeordnet ist, und mit einer Kühleinrichtung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kühleinrichtung zwei Seitenteile (3) aufweist, welche an zwei gegenüberliegenden Seiten des Primärteils (1) angeordnet sind, wobei mittels jeweils eines Seitenteils (3) eine erste Kammer (4) und eine zweite Kammer (5) am Primärteil (1) ausbildbar ist, und wobei die erste Kammer (4) zur Aufnahme von Vergussmasse und die zweite Kam¬ mer (5) zur Ausbildung einer Luftkühlung vorgesehen ist.
2. Primärteil (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 die erste Kammer (4) mit Vergussmasse gefüllt ist, wobei die Vergussmasse zur Fixie¬ rung der ein- oder mehrphasigen Wicklung (2) und elektrischen Isolierbauteilen dient.
3. Primärteil (1) 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 die Vergussmasse wärme- leitfähiges Material, insbesondere wärmeleitfähigen Kunst¬ stoff, zur Abfuhr von in der Wicklung (2) entstehenden Ver- lustwärme aufweist.
4. Primärteil (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die mittels der zweiten Kammer (5) ausgebildete Luftkühlung zur Abfuhr von im Primär- teil (1) entstehender Verlustwärme dient.
5. Primärteil (1) 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 Seiten¬ teile (3) wärmeleitfähiges Material zur Übertragung der Ver- lustwärme von den Kammern (4,5) an die Umgebung aufweisen.
6. Primärteil (1) 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 jeweils ein Seitenteil (3) in einem Querschnitt eine E-Form aufweist.
7. Primärteil (1) 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 E-förmige Seitenteil (3) eine Rückseite (7) und eine Vorderseite (8) aufweist, wobei die Vorderseite (8) drei Stege (9) aufweist, und wobei das Seitenteil (3) derart am Primärteil (1) angeordnet ist, dass die drei Stege (9) dem Primärteil (1) zugewandt sind.
8. Primärteil (1) 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 an der Rückseite (7) des Seitenteils (3) mehrere Kühlrippen (10) angeordnet sind.
9. Primärteil (1) 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 die Seiten¬ teile (3) aus einem Aluminiumstrangpressprofil hergestellt sind.
10. Primärteil (1) 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 die Seiten¬ teile (3) an das Primärteil (1) angeschraubt sind.
11. Primärteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass an einem mittleren der drei Stege (9) des Seitenteils (3) eine Dich¬ tung (12) angeordnet ist.
12. Primärteil (1) nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Dichtung (12) zur abge¬ dichteten Trennung der beiden Kammern (4, 5) dient.
13. Primärteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in der zwei¬ ten Kammer (5) ein oder mehrere Kabel (13) zum Anschluss der Wicklung (2) an ein Versorgungsnetz verlegt sind.
14. Elektrischer Linearmotor mit einem Primärteil (1) und einem Sekundärteil, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Primärteil (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildet ist.
15. Elektrischer Linearmotor nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Linearmotor als per¬ manenterregter Synchronmotor ausgebildet ist, wobei das Primärteil (1) zwei aktive Mittel zur Erzeugung magnetischer Felder, insbesondere eine mehrphasige Wicklung (2) und Perma¬ nentmagnete, aufweist und das Sekundärteil lediglich Mittel zur Führung magnetischer Felder aufweist.
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