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Dokumentenidentifikation DE19503511C2 28.12.2000
Titel Synchron-Linearmotor
Anmelder Siemens Linear Motor Systems GmbH & Co. KG, 80997 München, DE;
Intrasys GmbH Innovative Transportsysteme, 80339 München, DE
Erfinder Stoiber, Dietmar, 82031 Grünwald, DE
Vertreter Zedlitz, P., Dipl.-Inf.Univ., Pat.-Anw., 80331 München
DE-Anmeldedatum 03.02.1995
DE-Aktenzeichen 19503511
Offenlegungstag 08.08.1996
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.12.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.12.2000
IPC-Hauptklasse H02K 41/03

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Synchron-Linearmotor mit einem mit einer Wicklung versehenen Primärteil und einem Sekundärteil, das aus einer langgestreckten, ferromagnetischen Trägerplatte besteht, auf der jeweils einen Parallelspalt zueinander einschließende Permanentmagnete festgeklebt sind.

Bei Synchron-Linearmotoren dieser Art besteht das Problem, daß sich die in alternierender magnetischer Nord-Südpolung anzuordnenden Permanentmagnete während des Klebevorganges infolge der Einwirkung der gegenseitigen magnetischen Kräfte fortbewegen und nicht auf den vorgesehenen Positionen fixieren lassen. Zur Vermeidung dieser Nachteile werden Magnete in der Regel im unmagnetisierten Zustand auf die Trägerplatte aufgebracht und erst nach erfolgter Montage aufmagnetisiert. Eine zur Aufmagnetisierung der befestigten Magnete erforderliche Magnetisiereinrichtung ist jedoch sehr aufwendig.

Die US 48 68 431 beschreibt einen Linearmotor, dessen Permanentmagnete sandwichartig eine magnetische Trägerplatte umfassen, wobei die Permanentmagnete allein durch ihre magnetischen Kräfte fixiert werden sollen.

Die EP 0 532 371 A1 beschreibt einen Linearmotor, dessen Permanentmagnete in Ausnehmungen eines Aluminiumrahmens eingelegt sind, um so auch während der Montage eine Fixierung der Nord- und Südpole dieser Permanentmagnete zu erreichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, fertig aufmagnetisierte Permanentmagnete mit geringem Bauaufwand und mit hoher Präzision am Sekundärteil bzw. an der Trägerplatte zu befestigen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen den fertig aufmagnetisierten Permanentmagneten dem Polteilungsrastermaß des Synchron-Linearmotors entsprechende, an der Trägerplatte fixierte Quersprossen aus unmagnetischem Material angeordnet sind.

Die Distanzelemente können aus jeweils zwei in der Trägerplatte nebeneinander angeordneten Distanzstiften bestehen. Da die in einem Sinterungsprozeß hergestellten Permanentmagnete sehr spröde sind, kann es vorteilhaft sein, anstelle der im wesentlichen eine punktuelle Belastung hervorrufenden Distanzstifte Quersprossen anzubringen, an denen die Permanentmagnete in ihre gesamten Breite anliegen.

In gleicher Weise kann die Positionierung der Permanentmagnete an ihren Seiten mittels seitlicher Positionierstifte oder Positionierleisten erfolgen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform können die Quersprossen und die seitlichen Positionierleisten zu einer einstückigen, leiterartigen Positionierstruktur zusammengefaßt sein.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Distanzelemente jeweils aus Einzelrahmen die einen oder mehrere Permanentmagnete umschließen. Vorzugsweise sind diese Einzelrahmen mit Zentriereinrichtungen, beispielsweise mit zentrierenden keilförmigen Vorsprüngen und Ausnehmungen versehen, so daß aufgrund der Ausziehungskraft jeweils zweier benachbarter Permanentmagnete die Einzelrahmen selbstzentrierend zusammengepreßt werden und somit in ihrer Gesamtheit zu einer exakt geraden und stabilen Leiterstruktur zusammengefügt werden. Bei der Herstellung der Einzelrahmen als Kunststoffspritzgießteile ergeben sich billige Bauelemente mit den geeigneten unmagnetischen Eigenschaften.

Da zum einen die Permanentmagnete aus sehr sprödem und korrosionsanfälligem Material bestehen und zum anderen diese nur zu einem geringen Teil von dem Primärteil überdeckt sind, ist es erforderlich, die offen liegenden Bereiche der Permanentmagnete zu schützen. Hierzu ist es vorteilhaft, die Permanentmagnete mit einem Abdeckblech zu schützen, das an den Seiten mit Falzen versehen ist, die die Permanentmagnete an deren Seitenflächen direkt oder deren seitliche Positionierelemente, wie z. B. die Seitenleisten, die seitlichen Positionierstifte oder die Einzelrahmen umgreifen. Aufgrund der Federungswirkung der Falze ist das Abdeckblech mit dem Sekundärteil verbunden und bildet einen zuverlässigen Schutz gegen mechanische und korrosive Schadeinwirkungen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht der Einzelbauteile eines Sekundärteils,

Fig. 2 die Ansicht des Sekundärteils gemäß fig. 1 mit seitlichen Positionierleisten,

Fig. 3 die Darstellung eines Einzelrahmens,

Fig. 4 die Darstellung mehrerer auf der Trägerplatte des Sekundärteils befestigter Einzelrahmen,

Fig. 5 den Querschnitt durch ein Sekundärteil mit Abdeckblech gemäß Fig. 1 und

Fig. 6 den Querschnitt durch ein Sekundärteil gemäß Fig. 4.

Die Fig. 1 zeigt die Trägerplatte 1 des Sekundärteils eines Synchron-Linearmotors mit Quersprossen 2 aus unmagnetischem Material. Die Quersprossen 2 sind mittels Stiften 3 befestigt. Anstelle der Quersprossen 2 können in einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform, die Stifte 3 als Distanzelemente für die Permanentmagnete 4 fungieren. Die Quersprossen 2 sind exakt nach dem Polteilungsrastermaß des Synchron-Linearmotors angeordnet. Zwischen den Quersprossen 2 werden die Permanentmagnete 4 eingefügt und mit der Trägerplatte 1 verklebt. Zur seitlichen Fixierung der Permanentmagnete 4 sind seitliche Positionierstifte 5 angeordnet. Nach der Verklebung der Permanentmagnete 4 werden diese mit der aus einem dünnen Blech bestehenden Abdeckplatte 6 abgedeckt, die zu beiden Seiten Falze 7 und 8 aufweist, die unter Federvorspannung zu beiden Seiten der Permanentmagnete 4 festklemmbar sind.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 entspricht der Ausführungsform nach Fig. 1, jedoch sind zusätzlich neben den seitlichen Positionierstiften Positionierleisten 11 und 12 angeordnet.

Die Fig. 3 zeigt einen Einzelrahmen 13 als ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Distanzelementes. Gemäß der Darstellung nach Fig. 4 sind mehrere dieser Einzelrahmen 13 zu einer leiterartigen Haltestruktur für die Permanentmagnete 4 zusammengefaßt. Jeder Einzelrahmen 13 besitzt Zentriereinrichtungen, die aus an den Kontaktseiten 14 und 15 der Einzelrahmen 13 ausgebildeten keilförmigen Nasen 16 und entsprechend keilförmig gestalteten Abschrägungen 17 bestehen.

Bei Belegung der Einzelrahmen 13 mit den Permanentmagneten 4 werden die Einzelrahmen 13 unter der Wirkung der gegenseitigen magnetischen Anziehungskraft der Permanentmagnete 4 gegeneinandergedrückt und dabei mittels der Zentriereinrichtungen fluchtend zu einer stabilen geraden Haltestruktur zusammengefügt. Die Haltestruktur sorgt beim Festkleben der Permanentmagnete 4 für eine exakte Einhaltung des Polteilungsrastermaßes und verbleibt als verlorene Schablone auf der Trägerplatte.

Die Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch ein fertig montiertes Sekundärteil nach Fig. 1 mit auf der Trägerplatte 1 aufgeklebten Permanentmagneten 4 und seitlichen Positionierstiften 5. Die Abdeckplatte 6 umgreift seitlich die Permanentmagnete 4 und ist mit den federnd gegen die Positionierstifte 5 gedrückten Falzen 7 und 8 befestigt.

Die Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein fertig montiertes Sekundärteil nach Fig. 4, bei dem auch die Einzelrahmen 13 von der Abdeckplatte 6 abgedeckt sind.

Im fertig montierten Zustand sind die aus sehr sprödem und korrosionsanfälligen Material bestehenden Permanentmagnete 4 zum einen von den als verlorene Schablone dienenden Distanzelementen umgeben und zum anderen von der Abdeckplatte 6 umschlossen, so daß die bruchempfindlichen und korrosionsanfälligen Permanentmagente 4 durch eine vollständige Kapselung geschützt sind. Darüberhinaus wird durch die Distanzelemente während des Festklebens der Permanentmagnete 4 mit einfachen Mitteln eine Einhaltung des Polteilungsrastermaßes sichergestellt.


Anspruch[de]
  1. 1. Synchron-Linearmotor mit einem mit einer Wicklung versehenen Primärteil und einem Sekundärteil, das aus einer langgestreckten ferromagnetischen Trägerplatte besteht, auf der jeweils einen Parallelspalt zueinander einschließende, Permanentmagnete festgeklebt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den fertig aufmagnetisierten Permanentmagneten (4) dem Polteilungsrastermaß des Synchron-Linearmotors entsprechende, an der Trägerplatte (1) fixierte Quersprossen (2, 14, 15) aus unmagnetischem Material angeordnet sind.
  2. 2. Synchron-Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quersprossen (2) an der Trägerplatte (1) mittels Stiften (3) befestigt sind.
  3. 3. Synchron-Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierung der Permanentmagnete (4) in seitlicher Richtung durch beidseitig angeordnete Positionierstifte (5) erfolgt.
  4. 4. Synchron-Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierung der Permanentmagnete (4) in seitlicher Richtung durch beidseitig angeordnete Positionierleisten (11, 12) erfolgt.
  5. 5. Synchron-Linearmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierleisten (11, 12) mittels der Positionierstifte (5) auf der Trägerplatte fixiert sind.
  6. 6. Synchron-Linearmotor nach einem der Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Quersprossen (2) und die Positionierleisten (11, 12) eine einstückige Positionierstruktur bilden.
  7. 7. Synchron-Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzelemente aus jeweils einen oder mehrere Permanentmagnete (4) einschließenden einstückigen Einzelrahmen (13) bestehen.
  8. 8. Synchron-Linearmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite der Kontaktseiten (14, 15) eines jeden Einzelrahmens (13) keilförmige Nasen (16) angeordnet sind, die in entsprechend keilförmig ausgebildete Abschrägungen (17) des benachbarten Einzelrahmens (13) eingreifen.
  9. 9. Synchron-Linearmotor nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelrahmen (13) Kunststoffspritzgießteile sind.
  10. 10. Synchron-Linearmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelrahmen (13) durch seitlich durch an der Trägerplatte (1) angeordnete Positionierstifte (5) fixiert sind.
  11. 11. Synchron-Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (4) mittels einer zu beiden Seiten der Permanentmagnete (4) verankerten Abdeckplatte (6) abgedeckt sind.
  12. 12. Synchron-Linearmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (6) seitlich mit Falzen (7, 8) versehen ist, die die Permanentmagnete (4) und gegebenenfalls die Positionierelemente seitlich umgreifen.
  13. 13. Synchron-Linearmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Falze (7, 8) unter Federvorspannung an den Permanentmagneten (4) und gegebenenfalls an den Positionierelementen anliegen.






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