WO2016188676A1 - Transportvorrichtung mit linearen induktionsmotor - Google Patents

Transportvorrichtung mit linearen induktionsmotor Download PDF

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WO2016188676A1
WO2016188676A1 PCT/EP2016/058663 EP2016058663W WO2016188676A1 WO 2016188676 A1 WO2016188676 A1 WO 2016188676A1 EP 2016058663 W EP2016058663 W EP 2016058663W WO 2016188676 A1 WO2016188676 A1 WO 2016188676A1
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WO
WIPO (PCT)
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mover
film
drive surface
permanent magnets
support roller
Prior art date
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PCT/EP2016/058663
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English (en)
French (fr)
Inventor
Heinrich Van De Loecht
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2016188676A1 publication Critical patent/WO2016188676A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
    • B65G54/02—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2201/00—Indexing codes relating to handling devices, e.g. conveyors, characterised by the type of product or load being conveyed or handled
    • B65G2201/02—Articles
    • B65G2201/0202—Agricultural and processed food products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2207/00—Indexing codes relating to constructional details, configuration and additional features of a handling device, e.g. Conveyors
    • B65G2207/26—Hygienic features, e.g. easy to sanitize

Definitions

  • the invention relates to a transport device according to the preamble of the independent claim.
  • WO 2011/138448 a system for transporting containers between different stations is already known, wherein the containers are accommodated in container carriers.
  • the system comprises a control unit that controls the transport of the container carrier, a transport surface which is subdivided into subsections and on which the container carriers are movably arranged, and drive means, wherein the drive means are controlled by the control unit.
  • This system is characterized by high flexibility, as required in particular for the transport of sample containers of a laboratory analysis system.
  • the device according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that a controlled adaptation of the system rigidity, in particular under load with tilting moments, for example, when driving through curves can be achieved. Compared to conventional planar motors, a significant reduction in the current consumption of the magnetic coils and magnetic interference fields is achieved. As a result of lesser
  • Coil heating can be dispensed with an additional coil cooling, if necessary. As a result, less expensive power parts can be used due to the lower current. this will
  • a mover housing a plurality of permanent magnets, which are connected to the mover housing, wherein the permanent magnets release a central region of the mover, and in the central region at least one support roller, preferably a caster, is arranged.
  • the permanent magnets surrounding the support roller ensure good controllability, preferably in one plane and about a rotation about the normal of this plane.
  • the support roller ensures the absorption of mechanical forces.
  • the device according to the invention is also flexibly adaptable to the case of need. It can be achieved a controlled guiding stiffness with play-free transport. The device is largely insensitive to contamination. In addition, a process-reliable detection of solid dirt deposits can take place. Furthermore, no mechanical
  • Guidance system required. There are only low noise emissions. Furthermore, negative speed differences between the movers can be possible, as is possible, for example, when overtaking several movers. The maintenance costs are correspondingly low.
  • the mover is rectangular in shape, and the permanent magnets are arranged on preferably four outer sides. This arrangement is particularly easy to manufacture and is suitable for the above purposes due to a symmetrical structure.
  • the support roller comprises at least one pivot bearing and a roller mounted therewith. This type of support roller is best suited to the flexible motions of the mover, especially during rotational movements about an axis perpendicular to the drive surface. In addition, such support rollers are also available for other applications on the market.
  • At least one return means preferably an iron return plate, is arranged between the permanent magnet and the mover housing. This optimizes the field line course for an effective control of the mover.
  • At least one film is provided which is arranged on the drive surface between the drive surface and the mover.
  • the film also dampens vibrations and
  • Plastic film in particular as a sterilizable plastic film, in particular Polyetherimit form.
  • This type of foil is particularly robust and suitable for sterilization with various methods.
  • this type of film is particularly suitable for applications in the pharmaceutical and food industry with high hygiene requirements.
  • the drive surface comprises at least one parking zone, which is characterized by means which can apply a lower magnetic force to the mover.
  • the drive surface comprises at least one parking zone with a separate cover foil.
  • At least one fixing agent in an expedient development, at least one fixing agent,
  • knob-shaped form-fitting elements are provided in the edge region. This ensures a smooth movement of the movers, which is not blocked by slipping slides.
  • a negative pressure of the opening can be switched off in order to be able to exchange the film. This increases the ease of maintenance of the arrangement.
  • FIG. 1 shows a system representation of the device
  • Figure 3 is a perspective view of the mover from below and Figure 4 is a perspective view of a support roller, with which the mover is equipped.
  • a mover 20 is shown with a rectangular basic shape.
  • a support plate 12 or drive surface 13 consists of several items or tiles 16.
  • the tiles 16 are square or rectangular in shape.
  • the tiles 16 essentially have a planar surface and are constructed in layers.
  • the tile 16 comprises a coil plane 18, a sensor plane 22 and a power electronics level 24.
  • a bus system 26 is provided which the tiles 16 with a central computer, not shown or
  • a voltage supply 28 is provided with associated terminals, via which the power electronics plane 24 or the coil plane 18 and / or the sensor plane 22 can be supplied with energy.
  • a base platform 10 describes the base element, among which the
  • the basic platform 10 can already accommodate control components and power electronics.
  • the carrier plate 12 or drive surface 13 could already be used
  • the relatively movable mover 20 are arranged on the drive surface 13.
  • the drive surface 13 and the support plate 12 generates a driving force which acts on the mover 20 and puts him in the desired movement.
  • the stationary drive surface 13 is preferably designed planar.
  • the mover 20 is controlled so that it is displaceable and / or rotatable at least in two degrees of freedom. This allows different positions to approach in a flexible manner.
  • a middle region of the mover 20, on the underside of which no permanent magnets 19 are arranged, serves to receive at least one support roller 34.
  • Other mover geometries are also conceivable, such as circular, oval or the like, which however receive the support roller 34 in the middle region 31.
  • the mover 20 describes the movable element of the device. On the one hand, the mover 20 serves to generate a relative movement with respect to the carrier plate 12 or drive surface 13. Furthermore, the mover 20 generates a force with respect to the carrier plate 12 or drive surface 13
  • Mover 20 at least one means for generating a magnetic field, in particular magnets, preferably a permanent magnet 19, which with a
  • Moving field generating coil 18 of the support plate 12 and the drive surface 13 cooperates to generate movement.
  • an air gap between the support plate 12 and the drive surface 13 and the mover 20th formed so that a non-contact movement of the mover 20 relative to the drive surface 13 can take place.
  • the mover 20 means for
  • a film 40 is indicated, which can be placed over the drive surface 13. Dashed is still sketched in the front area of the drive surface 13, a parking zone 42.
  • the mover 20 is a perspective view in semitransparent view from above with a view of a support roller 34, preferably one
  • Swivel caster shown. At the bottom of the mover 20 are several
  • Permanent magnets 19 arranged. The magnetic poles of neighboring
  • Permanent magnets 19 differ. In essence, the
  • the mover 20 also has a mover housing 30, which for modeling the magnetic field above iron return plates 32, which in turn are arranged over the permanent magnet 19, is located. On the mover housing 30 and the support roller 34 is pivotally mounted.
  • FIG 4 designed as a castor pivot roller 34 is shown in more detail. It consists of a pivot bearing 38 and an associated preferably spherical roller 36.
  • the pivot bearing 38 is analogous to a deep groove ball bearing. At its edge, it comprises a recess for receiving the rolling elements, for example balls.
  • eccentric arrangement of the roller axis to the pivot axis pivotal movement or alignment of the support roller 34 is made possible in the direction of travel.
  • the desired stable and resilient guidance of the mover 20 is achieved by controllable repulsion and attraction forces between the mover 20 equipped with permanent magnets 19 and the frame-fixed magnet coils 18 in the stator of the drive surface 13.
  • the magnetic coils 18 are preferably laminated with Provided iron cores. Due to the constant attractions of
  • Permanent magnets 19 are also in the event of a pulse-like or sustained interruption of the power supply, e.g. at an emergency stop, one
  • the magnetic forces are in this case according to the figures 2 to 4 of the central caster 34 and
  • the pivotable roller 36 is arranged in Mover midpoint (middle region 31).
  • a freely rotatable ball roller could be used.
  • the current Moverpositionen can preferably by appropriate
  • corresponding position sensors 22 may be provided in the tile 16.
  • Tipping moments, adhering impurities on the caster or stator surface can be reliably identified by continuous measurement of the mover air gaps.
  • the film 40 may particularly preferably consist of polyetherimide (PEI).
  • PEI polyetherimide
  • the film 40 can be sucked to the surface of the drive surface 13 via a minimum negative pressure.
  • vacuum openings serve as a fixing means to fix the film 40 during operation on the one hand immovable, on the other hand, however to facilitate an exchange.
  • the film 40 is immovably fixed by the conservative bearing forces of the movers 20.
  • Park zone 42 proceed.
  • the protective film 40 can then be easily replaced with switched off vacuum or vacuum.
  • To facilitate the mover exchange and safe avoidance of crushing the iron yokes of the frame-mounted magnetic coils 18 in the parking zone 42 are formed significantly weaker than in the areas of active
  • the device is part of a flexible transport system for different transport applications, in particular in the packaging of, for example, pharmaceuticals or food.
  • the use is not

Landscapes

  • Linear Motors (AREA)
  • Rollers For Roller Conveyors For Transfer (AREA)

Abstract

Es wird eine Transportvorrichtung vorgeschlagen, umfassend zumindest ein Movergehäuse (30), mehrere Permantmagnete (19), die mit dem Movergehäuse (30) verbunden sind, wobei die Permanentmagnete (19) einen mittleren Bereich des Movers (20) freilassen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mittleren Bereich zumindest eine Stützrolle (34) angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Titel
TRANSPORTVORRICHTUNG MIT LINEAREN INDUKTIONSMOTOR
Die Erfindung geht aus von einer Transportvorrichtung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Stand der Technik
Aus der WO 2011/138448 ist bereits ein System zum Transportieren von Behältern zwischen unterschiedlichen Stationen bekannt, wobei die Behälter in Behälterträgern aufgenommen sind. Das System umfasst eine Steuereinheit, die den Transport der Behälterträger steuert, eine Transportfläche, die in Teilflächen unterteilt ist und auf der die Behälterträger beweglich anordenbar sind, und Antriebsmittel, wobei die Antriebsmittel durch die Steuereinheit angesteuert sind. Dieses System zeichnet sich durch hohe Flexibilität aus, wie sie insbesondere zum Transport von Probenbehältern eines Laboranalysesystems gefordert ist.
Aus der DE 10 2007 025 822 AI ist bereits ein kombinierbares Flächenelement mit einer Vielzahl von ansteuerbaren Wandlerelementen bekannt. Die mit der Vorrichtung gestalteten elektromagnetischen Kraftfelder dienen der gesteuerten Kraftwirkung für Bewegung von entsprechend ausgelegten Objekten. Bei den so bewegten Objekten kann es sich um eine Transportvorrichtung handeln, welche mehrere Rollelemente trägt zur Durchführung insbesondere logistischer
Aufgaben.
Der Er indung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße
Transportvorrichtung insbesondere hinsichtlich der Systemsteifigkeit bei hoher mechanischer Flexibilität und geringem Wartungsaufwand weiter zu optimieren. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass eine geregelte Anpassung der Systemsteifigkeit insbesondere bei Belastung mit Kippmomenten, beispielsweise beim Durchfahren von Kurven erreichbar ist. Im Vergleich zu konventionellen Planarmotoren wird eine signifikante Verringerung der Stromaufnahme der Magnetspulen und magnetischer Störfelder erreicht. Infolge geringerer
Spulenerwärmung kann auf eine zusätzliche Spulenkühlung gegebenenfalls verzichtet werden. Dadurch können auch kostengünstigere Leistungsteile aufgrund der niedrigeren Stromstärke verwendet werden. Dies wird
erfindungsgemäß durch ein Movergehäuse, mehrere Permantmagnete, die mit dem Movergehäuse verbunden sind, erreicht, wobei die Permanentmagnete einen mittleren Bereich des Movers freilassen, und in dem mittleren Bereich zumindest eine Stützrolle, vorzugsweise eine Schwenkrolle, angeordnet ist. Die die Stützrolle umgebenden Permanentmagneten stellen zum einen eine gute Steuerbarkeit vorzugsweise in einer Ebene sowie um eine Rotation um die Normale dieser Ebene sicher. Die Stützrolle stellt die Aufnahme mechanischer Kräfte sicher. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zudem an den Bedarfsfall flexibel anpassbar. Es kann eine geregelte Führungssteifigkeit erzielt werden bei spielfreiem Transport. Die Vorrichtung ist weitgehend unempfindlich gegenüber Verschmutzungen. Zudem kann eine prozesssichere Detektion von festen Schmutzablagerungen erfolgen. Weiterhin ist kein mechanisches
Führungssystem erforderlich. Es finden nur geringe Geräuschemissionen statt. Weiterhin können negative Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Movern möglich werden, wie dies beispielsweise bei Überholvorgängen mehrerer Mover möglich ist. Auch die Wartungskosten sind entsprechend gering.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Mover rechteckförmig ausgebildet ist, und die Permanentmagnete an vorzugsweise vier Außenseiten angeordnet sind. Diese Anordnung lässt sich besonders einfach fertigen und eignet sich zu den oben genannten Zwecken aufgrund eines symmetrischen Aufbaus. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Stützrolle zumindest eine Schwenklagerung und eine hiermit befestigte Laufrolle umfasst. Diese Art der Stützrolle wird am besten den flexiblen Bewegungsabläufen des Movers gerecht, insbesondere bei Drehbewegungen um eine Achse senkrecht zur Antriebsfläche. Zudem sind solche Stützrollen auch für andere Anwendungen am Markt erhältlich.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zwischen dem Permanentmagneten und dem Movergehäuse zumindest ein Rückschlussmittel, vorzugsweise eine Eisenrückschlussplatte, angeordnet. Dies optimiert den Feldlinienverlauf für eine effektive Ansteuerung des Movers.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zumindest eine Folie vorgesehen, die auf der Antriebsfläche zwischen Antriebsfläche und Mover angeordnet ist. Damit kann gerade bei der Lösung mit einer Stützrolle die Antriebsfläche zuverlässig mechanisch geschützt werden. Es erfolgt eine dichte Versiegelung der
Antriebsfläche, wie dies für hygienische Anforderungen in der Pharma- oder Lebensmittelindustrie notwendig sein kann. Zudem tritt ein Stabilisierungseffekt der Mover auf infolge anfänglicher plastischer Verformungen sich bildenden Spurrillen. Dieser Umformprozess ist nach relativ kurzer Laufzeit bis zur
Erreichung eines entsprechend vergrößerten Traganteils der Stützrollen abgeschlossen. Die Folie dämpft darüber hinaus Schwingungen und
Laufgeräusche.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, die Folie als
Kunststofffolie, insbesondere als sterilisierbare Kunststofffolie, aus insbesondere Polyetherimit, auszubilden. Diese Folienart ist besonders robust und gerade zur Sterilisierung mit verschiedenen Verfahren geeignet. Damit eignet sich diese Folienart gerade für Anwendungen im Pharma- bzw. Lebensmittelbereich mit hohen Hygieneanforderungen.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Antriebsfläche zumindest eine Parkzone umfasst, die sich durch Mittel auszeichnet, die eine geringere magnetische Kraft auf den Mover aufbringen können. Besonders bevorzugt umfasst die Antriebsfläche zumindest eine Parkzone mit einer separaten Abdeckfolie. Dadurch wird in einfacher Weise der Austausch der Folie möglich, da die Mover in den Parkbereich gebracht werden können, wo sie den Folienwechsel nicht behindern. In diesem Bereich können zudem die Mover beispielsweise zur Wartungszwecken oder ähnliches leicht von der
Antriebsfläche entfernt werden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zumindest ein Fixiermittel,
insbesondere zumindest eine Öffnung zur Einwirkung eines Unterdrucks an der Unterseite der Folie vorzugsweise im Bereich der Antriebsfläche, vorgesehen, über das die Folie fixiert werden kann. Zur lagerichtigen Fixierung der Folie sind im Randbereich diskrete, noppenförmige Formschlusselemente vorgesehen. Damit wird eine reibungslose Bewegung der Mover sichergestellt, die nicht durch verrutschende Folien blockiert wird. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Unterdruck der Öffnung abschaltbar ausgebildet ist, um die Folie austauschen zu können. Damit erhöht sich die Wartungsfreundlichkeit der Anordnung.
Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 eine Systemdarstellung der Vorrichtung,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung des Movers in der Ansicht von oben,
Figur 3 eine perspektivische Ansicht des Movers von unten sowie Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer Stützrolle, mit der der Mover ausgerüstet ist.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist ein Mover 20 dargestellt mit einer rechteckförmigen Grundform. Eine Trägerplatte 12 bzw. Antriebsfläche 13 besteht aus mehreren Einzelteilen bzw. Kacheln 16. Die Kacheln 16 sind quadratisch bzw. rechteckförmig ausgebildet. Die Kacheln 16 besitzen im Wesentlichen eine planare Oberfläche und sind schichtweise aufgebaut. So umfasst die Kachel 16 eine Spulenebene 18, eine Sensorebene 22 sowie eine Leistungselektronikebene 24. Weiterhin ist ein Bus-System 26 vorgesehen, welches die Kacheln 16 mit einem nicht dargestellten Zentralrechner bzw.
Prozessor verbindet. Außerdem ist eine Spannungsversorgung 28 vorgesehen mit zugehörigen Anschlüssen, über die die Leistungselektronikebene 24 bzw. die Spulenebene 18 und/oder die Sensorebene 22 mit Energie versorgt werden kann. Eine Grundplattform 10 beschreibt das Basiselement, worunter der
Systemträger bzw. ein Maschinengestell verstanden wird. Die Grundplattform 10 kann bereits Steuerungskomponenten und Leistungselektronik aufnehmen. Optional könnte auch bereits die Trägerplatte 12 bzw. Antriebsfläche 13
Bestandteil der Grundplattform 10 sein. Auf der Oberfläche der Grundplattform 10 sind auf der Antriebsfläche 13 die relativ hierzu beweglichen Mover 20 angeordnet. Hierzu erzeugt die Antriebsfläche 13 bzw. die Trägerplatte 12 eine Antriebskraft, die auf den Mover 20 wirkt und ihn in die gewünschte Bewegung versetzt. Die stationäre Antriebsfläche 13 ist vorzugsweise planar ausgeführt. Der Mover 20 ist so angesteuert, dass er zumindest in zwei Freiheitsgraden verschiebbar und/oder drehbar ist. Damit lassen sich unterschiedliche Positionen in flexibler Weise anfahren. Ein mittlerer Bereich des Movers 20, an dessen Unterseite keine Permanentmagnete 19 angeordnet sind, dient der Aufnahme zumindest einer Stützrolle 34. Auch andere Movergeometrien wären denkbar wie beispielsweise kreisförmige, ovale oder ähnliches, die jedoch im mittleren Bereich 31 die Stützrolle 34 aufnehmen.
Der Mover 20 beschreibt das bewegbare Element der Vorrichtung. Zum einen dient der Mover 20 der Erzeugung einer Relativbewegung gegenüber der Trägerplatte 12 bzw. Antriebsfläche 13. Weiterhin erzeugt der Mover 20 eine Kraft gegenüber der Trägerplatte 12 bzw. Antriebsfläche 13. Hierzu umfasst der
Mover 20 zumindest ein Mittel zur Erzeugung eines Magnetfelds, insbesondere Magnete, vorzugsweise einen Permanentmagneten 19, der mit einem
Wanderfeld erzeugenden Spulen 18 der Trägerplatte 12 bzw. der Antriebsfläche 13 zur Bewegungserzeugung zusammenwirkt. Hierbei wird ein Luftspalt zwischen der Trägerplatte 12 bzw. der Antriebsfläche 13 und dem Mover 20 ausgebildet, so dass eine berührungslose Bewegung des Movers 20 relativ zur Antriebsfläche 13 erfolgen kann. Weiterhin kann der Mover 20 Mittel zur
Erkennung einer Position aufweisen. In Figur 1 ist eine Folie 40 angedeutet, die über die Antriebsfläche 13 gelegt werden kann. Gestrichelt ist weiterhin im vorderen Bereich der Antriebsfläche 13 eine Parkzone 42 skizziert.
In einer Ansicht der Figur 2 ist der Mover 20 perspektivisch in semitransparenter Ansicht von oben mit Blick auf eine Stützrolle 34, vorzugsweise eine
Schwenkrolle dargestellt. An der Unterseite des Movers 20 sind mehrere
Permanentmagnete 19 angeordnet. Die Magnetpole benachbarter
Permanentmagnete 19 unterscheiden sich. Im Wesentlichen besteht die
Unterseite aus vier Feldern mit jeweils mehreren Permanentmagneten 19 abwechselnder Polarität. Der mittlere Bereich 31 des Movers 20 weist keine Permanentmagnete 19 auf. In diesem mittleren Bereich 31 ist vielmehr die Stützrolle 34 vorgesehen. Die Unterseite der Stützrolle 34 steht bezogen auf die
Unterseite des Movers 20, die von den Permanentmagneten 19 gebildet wird, über, so dass eine entsprechende mechanische Auflage des Movers 20 über die Stützrolle 34 auf der Antriebsfläche 13 möglich ist. Der Mover 20 weist zudem ein Movergehäuse 30 auf, welches zur Modellierung des Magnetfeldes oberhalb von Eisenrückschlussplatten 32, die wiederum über den Permanentmagneten 19 angeordnet sind, liegt. An dem Movergehäuse 30 ist auch die Stützrolle 34 schwenkbar gelagert befestigt.
In Figur 4 ist die als Schwenkrolle ausgeführte Stützrolle 34 noch genauer dargestellt. Sie besteht aus einer Schwenklagerung 38 und einer damit verbundenen vorzugsweise balligen Laufrolle 36. Die Schwenklagerung 38 ist analog eines Rillenkugellager ausgebildet. An ihrem Rand umfasst sie eine Vertiefung, zur Aufnahme der Wälzkörper z.B. Kugeln. Durch exentrische Anordnung der Laufrollenachse zur Schwenkachse wird eine Schwenkbewegung bzw. Ausrichtung der Stützrolle 34 in Fahrtrichtung ermöglicht. Die gewünschte stabile und belastbare Führung des Movers 20 wird durch regelbare Abstoßungsund Anzugskräfte zwischen dem mit Permanentmagneten 19 bestückten Mover 20 und den gestellfesten Magnetspulen 18 im Stator der Antriebsfläche 13 erzielt. Zur Verringerung der Wirbelstromverluste und signifikanten Verstärkung der Magnetfelder sind die Magnetspulen 18 vorzugsweise mit geblechten Eisenkernen versehen. Durch die konstanten Anziehungskräfte der
Permanentmagnete 19 ist auch bei einer impulsartigen oder anhaltenden Unterbrechung der Stromversorgung, z.B. bei einem Notstopp, eine
prozesssichere Fixierung der Mover 20 gewährleistet. Die Magnetkräfte werden hierbei gemäß den Figuren 2 bis 4 von der zentralen Schwenkrolle 34 bzw.
Stützrolle aufgenommen und in das gestellfeste Primärteil (Statorplatte) bzw. Antriebsfläche 13 eingeleitet.
Für eine signifikante Steifigkeitserhöhung der Moverführung ist für die
mechanische Kopplung des Movermittelpunkts mit dem gestellfesten Stator von besonderer Bedeutung. Hierfür ist im Movermittelpunkt (mittlerer Bereich 31) die schwenkbare Laufrolle 36 angeordnet. Alternativ könnte eine frei drehbare Kugelrolle eingesetzt werden. Für die Konstanthaltung der Moverluftspalte ist es erforderlich, die magnetischen
Feldstärken der von den Movern 20 temporär überdeckten Magnetspulen 18 lastabhängig, individuell anzupassen. Für die Feldregelung können zur
Erfassung der aktuellen Luftspalte gestellfeste Hallsensoren vorgesehen sein. Die aktuellen Moverpositionen können vorzugsweise durch geeignete
berührungslose Linearmesssysteme in x- und y-Richtung mit einer Auflösung von
0,01 mm und extrem kleiner Taktzeit absolut bestimmt werden. Hierzu können in der Kachel 16 entsprechende Positionssensoren 22 vorgesehen sein.
Bei Kontrollfahrten mit niedriger Geschwindigkeit und möglichst kleinen
Kippmomenten lassen sich anhaftende Verunreinigungen an der Schwenkrolle bzw. Statoroberfläche über kontinuierliche Messung der Moverluftspalte prozesssicher identifizieren.
Zum Schutz der empfindlichen Oberfläche der Antriebsfläche 13 (Stator) ist eine als Verschleißteil ausgebildete ca. 1 mm dicke sterilisierbare Folie 40, vorzugsweise eine Kunststofffolie, vorgesehen. Die Folie 40 kann besonders bevorzugt aus Polyetherimid (PEI) bestehen. Die Folie 40 kann über einen minimalen Unterdruck an die Oberfläche der Antriebsfläche 13 angesaugt werden. Beispielsweise Vakuumöffungen dienen als Fixiermittel, um die Folie 40 im laufenden Betrieb einerseits unverrückbar zu fixieren, andererseits jedoch einen Austausch zu ermöglichen. Bei Abschaltung des Planarantriebs wird die Folie 40 durch die konservativen Lagerkräfte der Mover 20 unverrückbar fixiert.
Zum Austausch der Folie 40 werden alle Mover 20 in eine mit einem
unabhängigen, nicht mit der Folie 40 verbundenen, Folienstreifen abgedeckte
Parkzone 42 verfahren. Die Schutzfolie 40 kann dann bei abgeschaltetem Unterdruck oder Vakuum problemlos ausgetauscht werden. Zur Erleichterung des Moveraustauschs und sicheren Vermeidung der Quetschgefahr sind die Eisenrückschlüsse der gestellfesten Magnetspulen 18 im Bereich der Parkzone 42 deutlich schwächer ausgebildet als in den Bereichen der aktiven
Antriebsflächen 13.
Die Vorteile der vorstehend beschriebenen Statorversiegelung lassen sich wie folgt zusammenfassen:
- Signifikant geringere Stromaufnahme der Statorspulen durch festen
Abstützpunkt im Moverzentrum
- Signifikante Erhöhung der Führungssteifigkeit der Mover bei dynamischen bzw. statischen Kippmomenten
- Detektierung von Verunreinigungen auf der Folie bzw. Stützrolle durch
Überwachung der Moverluftspalte
- Hermetisch dichte Versiegelung der Antriebsflächen 13
- Leicht austauschbar
- Mechanischer Schutz der Antriebsfläche 13
- Zusätzlicher Stabilisierungseffekt der Mover 20 durch die infolge anfänglicher plastischer Verformungen sich bildenden Spurrillen. Dieser Umformprozess ist nach relativ kurzer Laufzeit bis zur Erreichung eines entsprechend vergrößerten Traganteils der Stützrollen 34 abgeschlossen.
- Dämpfung von Schwingungen und Laufgeräuschen.
Die Vorrichtung ist Bestandteil eines flexiblen Transportsystems für unterschiedliche Transportanwendungen, insbesondere in der Verpackungstechnik von beispielsweise Pharmazeutika oder Lebensmittel. Die Verwendung ist hierauf jedoch nicht
eingeschränkt.

Claims

Ansprüche
1. Transportvorrichtung, umfassend zumindest ein Movergehäuse (30), mehrere Permantmagnete (19), die mit dem Movergehäuse (30) verbunden sind, wobei die Permanentmagnete (19) einen mittleren Bereich (31) des Movers (20) freilassen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mittleren Bereich zumindest eine Stützrolle (34), vorzugsweise eine Schwenkrolle, angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mover (20) rechteckförmig ausgebildet ist, Permanentmagnete (19) an vorzugsweise vier Außenseiten angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Stützrolle (34) zumindest eine Schwenklagerung (38) und eine hiermit befestigte Laufrolle (36) umfasst.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen dem Permanentmagneten (19) und dem Movergehäuse (30) zumindest ein Rückschlussmittel, vorzugsweise eine Eisenrückschlussplatte (32), angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest eine Antriebsfläche (13) vorgesehen ist, die zum Antrieb des Movers (20) mit diesem zusammenwirkt, wobei der Mover (20) auf der Antriebsfläche (13) in zumindest zwei Freiheitsgraden
verschiebbar und/oder drehbar bewegt werden kann.
6. Vorrichtung nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Folie (40) vorgesehen ist, die auf der Antriebsfläche (13) zwischen Antriebsfläche (13) und Mover (20) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Folie (40) als Kunststofffolie, insbesondere als sterilisierbare Kunststofffolie, aus insbesondere Polyetherimit, ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Antriebsfläche (13) zuindest eine Parkzone (42) umfasst, die sich durch Mittel auszeichnet, die eine geringere magnetische Kraft auf den Mover (20) aufbringen können.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Antriebsfläche (13) zuindest eine Parkzone (42) umfasst, die nicht durch die Folie (40) abgedeckt ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest ein Fixiermittel, insbesondere zumindest eine Öffnung zur Einwirkung eines Unterdrucks auf die Folie (40)
vorzugsweise im Bereich der Antriebsfläche (13), vorgesehen ist, über das die Folie (40) fixiert werden kann.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Unterdruck der Öffnung abschaltbar ausgebildet ist, um bei abgeschaltetem Unterdruck die Folie (40) austauschen zu können.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Detektierung von anhaftenden Verunreinigungen auf der
Folienoberfläche bzw. Stützrolle durch kontinuierliche Überwachung der Moverluftspalte, insbesondere unter den gemäßigten Bedingungen zyklischer Kontrollläufe.
PCT/EP2016/058663 2015-05-26 2016-04-19 Transportvorrichtung mit linearen induktionsmotor WO2016188676A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

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