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DE2916147A1 - Elektromagnetische linearbewegungsvorrichtung - Google Patents

Elektromagnetische linearbewegungsvorrichtung

Info

Publication number
DE2916147A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic
magnetic core
linear motion
motion device
electromagnetic linear
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE19792916147
Other languages
English (en)
Inventor
Atsuo Ikeda
Hiroshi Kuribayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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 Pioneer Electronic Corp filed Critical Pioneer Electronic Corp
Publication of DE2916147A1 publication Critical patent/DE2916147A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion 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
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Moving Of Heads (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Linearbewegungsgerät. Ein solches Gerät kann auf verschiedenen Gebieten benutzt werden, in denen eine lineare Hin- und Herbewegung in Abhängigkeit von einem entsprechenden elektrischen Signal oder zur Erzeugung eines entsprechenden elektrischen Signals benutzt wird; ein derartiges Gerät kann besonders als Linearmotor zum Antrieb eines Linear-Abtastarmes bei einem Bild- oder Schallplattenabspielgerät verwendet werden.
Bei einem bekannten elektromagnetischen Linearbewegungsgerät, das als Antriebseinrichtung für den Linear-Abtastarm eines Bild- oder Schallplattenabspielgerätes benutzt wird, wird ein an einer Führungsstange beweglicher Gleiter an dieser Führungsstange durch die Einwirkung eines veränderlichen Steuer-Magnetfeldes, das durch eine auf ein sich parallel zum Weg des Gleiters erstreckendes magnetisches Kernelement gewickelte Steuerwicklung hervorgerufen wird, auf ein Konstantmagnetfeld, das durch an dem Gleiter angebrachte Permanentmagnete erzeugt wird, angetrieben. Wenn die Steuerwicklung durch einen Steuerstrom erregt wird, wird nicht nur ein veränderliches Steuerfeld durch die Steuerwicklung induziert, sondern das Magnetkernelement, das seine Längserstreckung parallel zum Weg des Gleiters besitzt, wird so magnetisiert, daß ungleichnamige Magnetpole an seinen Längsenden entstehen. Wenn der Gleiter mit den darauf befindlichen Permanentmagneten näher an eines der Längsenden des magnetischen Kernelements bewegt wird, wird jeder Permanentmagnet an dem Gleiter einer Abstoßungs- oder Anziehungskraft unterworfen, die durch die Abstoßung oder die Anziehung des Magnetpoles an dem länglichen Magnetkernelement und dem gleichnamigen oder ungleichnamigen Magnetpol an dem Permanentmagnet entsteht. Damit tritt in dem Endbereich des Gleiterweges jeweils eine erhöhte Reibungskraft
auf
zwischen Gleiter und Führungsstab, die den Bewegungsablauf des Gleiters an dem Führungsstab stört und demgemäß die
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genaue Verfolgung der Gleiterbewegung auf den Signalstrom behindert, mit dem die Steuerwicklung erregt wird.
Durch die vorliegende Erfindung soll dieser Nachteil bei einem elektromagnetischen Linearbewegungsgerät des beschriebenen Grundaufbaus beseitigt werden und es ist demgemäß ein grundlegendes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes elektromagnetisches Linearbewegungsgerät zu schaffen, bei dem zwei stationäre Anker parallel zu beiden Seiten der Feldmagneteinheit an dem Gleiter oder an der beweglichen Einheit so angeordnet sind, daß der Gleiter oder die bewegliche Einheit einer minimalen Reibungskraft zwischen beweglicher Einheit und Führungseinrichtung unterworfen ist.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß grundsätzlich mit einem elektromagnetischen Linearbewegungsgerät erreicht, das in Kombination mindestens ein längliches Führungselement, eine an dem Führungselement geführte und in Längsrichtung des Führungselements bewegliche Einheit, eine fest an der beweglichen Einheit angebrachte Feldmagneteinheit und zwei Magnetkernelemente enthält, die länglich ausgebildet sind und mit ihrer Längserstreckung im wesentlichen parallel zu dem Führungselement mit Abstand voneinander so angeordnet sind,daß ein Luftspalt zwischen der Feldmagneteinheit und jedem Kernelement gebildet wird und es sind Wicklungen wendelförmig mit zueinander entgegengesetztem Wicklungssinn auf die jeweiligen Magnetkernelemente aufgebracht.
Die erwähnten Nachteile des herkömmlichen Linearbewegungsgeräts und die durch das erfindungsgemäße Linearbewegungsgerät erzielten Verbesserungen werden nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:
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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines
herkömmlichen Linearbewegungsgerates,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer
bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Linearbewegungsgerates ,
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung
zwischen dem Anker- oder Steuerstrom und der sich daraus ergebenden magnetischen Antriebskraft für die mit Permanentmagneten versehene bewegliche Einheit bei einem Linearbewegungsgerät mit als geschlossener - Magnetkreis ausgebildeten Ankern (Kurve A) und bei einem Linearbewegungsgerät mit einen offenen Magnetkreis bildenden Ankern (Kurve B), und
Fig. 4 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 3
der magnetischen Bewegungskraft bei einem magnetischen Linearbewegungsgerät mit Ankern mit länglichem Rechteck-Querschnitt (Kurve C) und mit quadratischem Querschnitt (Kurve D).
Das in Fig. 1 dargestellte elektromagnetische Linearbewegungsgerät nach dem Stand der Technik umfaßt einen stationären
Tragaufbau 10 mit zwei zueinander parallelen, einen Abstand voneinander aufweisenden Endplatten 12 und 12', die senkrecht stehend auf einer horizontalen Grundplatte 14 befestigt sind. Ein länglicher Führungsstab 16 ist mit seinen Enden fest mit den Endplatten 12 und 12' verbunden und erstreckt sich parallel zur horizontalen Grundplatte 14. Ein Gleiter 18 ist so an dem Führungsstab 16 angebracht, daß er eine horizontale
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Gleitbewegung in Längsrichtung des Führungsstabes zwischen den Endplatten 12 und 12' ausführen kann. An dem Gleiter sind an der Oberseite zwei Permanentmagnete 20 und 20' befestigt; ihre Nordpole N befinden sich an den jeweils oberen Enden, ihre Südpole S an ihren unteren Enden. Ein längliches Kernteil 22 aus einem magnetisierbaren Material erstreckt sich parallel zur Führungsstange 16 und ist mit seinen gegenüberliegenden axialen Enden oberhalb der Führungsstange 16 an den Seitenplatten 12 und 12' des Tragaufbaus 10 befestigt. Die Permanentmagnete 20 und 20' an dem Gleiter 18 sind so angeordnet, daß ihre jeweiligen oberen Nordpolenden einen geringen Abstand vom Kernteil 22 besitzen und es wird so ein Luftspalt zwischen dem Kernteil 22 und dem Nordpolende jedes Magneten 20 und 20" gebildet. Eine Steuerwicklung 24 ist wendelförmig um das Kernteil 22 gewunden und an den jeweiligen Enden mit Zuleitungsdrähten 26 und 26' verbunden. Die Zuleitungsdrähte 26 und 26' sind jeweils mit Endklemmen 28 und 28' verbunden, an die durch eine (nicht gezeigte) Quelle eine Spannung angelegt werden kann. Das Magnetkernteil 22 und die darauf befindliche Wicklung 24 bilden zusammen einen stationären linearen Anker, während die beiden Permanentmagnete 20 und 20' am Gleiter 18 eine Feldmagneteinheit bilden, die ein Magnetfeld mit konstantem Fluß zwischen der Feldmagneteinheit und dem linearen Anker erzeugt.
In der Anordnung nach Fig. 1 ist die Steuerwicklung 24 so auf das Magnetkernteil 22 aufgewickelt, daß ein Strom bei Anlegen einer positiven Spannung an die Klemme 2 8 und einer negativen Spannung an die Klemme 28' in Pfeilrichtung fließt; es werden dann in dem magnetischen Kernteil ein Nordpol an der in Fig. 1 linken Seite des Kernteils und ein Südpol an der in Fig. 1 rechten Seite desselben gebildet. Bei dieser Anordnung von Stromfluß und Permanentmagneten wird eine magnetomotorische Kraft durch die Einwirkung des
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Konstantmagnetfeldes der beiden Permanentmagneten 20 und 20' auf das veränderbare Steuerfeld, das die Steuerwicklung 24 auf dem Kernteil 22 erzeugt,, und diese magnetomotorische Kraft verschiebt die Feldmagneteinheit an dem Gleiter 18 und damit den Gleiter 18 selbst auf dem Führungsstab 16 nach rechts. Wenn die Stromrichtung in der Steuerspule 24 umgekehrt wird, d.h. wenn die positive Spannung an die Klemme 28' und die negative Spannung an die Klemme 28 angelegt wird, so daß der Strom entgegengesetzt zu den Pfeilen in Fig. .1 fließt und an der in Fig. 1 rechten Seite ein Nordpol, an der in Fig. 1 linken Seite des Magnetkernelements ein Südpol induziert wird, wird eine magnetomotorische Kraft auf die Permanentmagneten 20 und 20' ausgeübt, die den Gleiter in der Darstellung nach Fig. 1 nach links bewegt.
Durch die Einwirkung des die Steuerspule durchfließenden Steuerstroms wird demnach das Magnetteil 22 zu einem Stabmagneten, dessen Pole an den axialen Enden des Magnetteils 22 vorhanden sind. Wenn nun der Gleiter 18 in die Nähe einer Endplatte, beispielsweise der Endplatte 12 des Tragaufbaus 10 kommt, werden demzufolge durch den dort vorhandenen Nordpol die Nordpole der Permanentmagnete 20 und 20" am Gleiter 18 vom Kernteil 22 weg nach unten gedrückt, infolge der Abstoßung gleichnamiger Magnetpole. Kommt der Gleiter in die Nähe der anderen Endplatte 12', so werden die Nordpole der Permanentmagnete 20 und 20' durch den Südpol des als Stabmagnet wirkenden Magnetteils 22 angezogen und auf den Gleiter 18 wirkt eine nach oben drängende Kraft ein. Damit wird der Gleiter entweder nach unten oder nach oben gegen den Führungsstab 16 gedrückt und zwar mit einer mit Annäherung an den jeweiligen Magnetpol des Kernteils 22 zunehmend stärker werdenden Kraft. Infolge der dadurch erzeugten Reibungskraft zwischen Führungsstab 16 und Gleiter 18 kann der Gleiter sich nicht gleichmäßig bewegen und die Steuerwirkung des die Wicklung 24 durchfließenden Steuerstroms ist nicht mehr so
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genau reproduzierbar, wie es im mittleren Abschnitt des Gleitweges der Fall ist.
Deshalb wird durch die vorliegende Erfindung eine Möglichkeit geschaffen, diese einseitig wirkenden Kräfte und die dadurch entstehende Reibungskraft an den beiden Enden des Gleitweges zu verringern oder zu beseitigen und dadurch eine gleichmäßigere Bewegung zu ermöglichen.
Nach Fig. 2 umfaßt ein erfindungsgemäßes elektromagnetisches Linearbewegungsgerät einen stationären Stütz- oder Trageaufbau 30 mit zwei getrennt voneinander angeordneten parallelen und vertikalen Endplatten 32 und 32' und eine im wesentlichen horizontal liegende längliche Grundplatte 34, die an den Stirnseiten durch (nicht gezeigte) Befestigungsmittel mit den unteren Endabschnitten der Endplatten 32 und 32' verbunden ist. Die Konstruktion des Tragaufbaus 30 ist nur als Beispiel angegeben und kann auf vielfältige andere Weise gewandelt werden. Der Tragaufbau 30 insgesamt oder zumindest die beiden Endplatten 32 und 32' werden vorzugsweise aus nicht magnetisierbarem Material hergestellt. Zwei längliche Führungselemente 36 und 36' sind mit ihren Enden durch (nicht gezeigte) Befestigungsmittel mit den Endplatten 32 und 32' verbunden. Die Führungselement 36 und 36' erstrecken sich im wesentlichen horizontal in Längsrichtung des Tragaufbaus 30 und sind mit Abstand parallel zueinander angeordnet. Dargestellt sind Führungselemente 36 und 36' mit jeweils kreisförmigen Querschnitten, jedoch können erforderlichenfalls auch andere Querschnittsformen verwendet werden.
Durch (nicht gezeigte) Führungslager ist ein Gleiter oder eine bewegliche Einheit 38 an den Führungselemente 36 und 36' in Längsrichtung der Führungselemente beweglich angebracht. An der beweglichen Einheit 3 8 sind zwei
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Permanentmagnete 40 und 4O' mit Abstand voneinander im wesentlichen parallel zueinander so angebracht, daß sich ihre Magnetisierungsrichtung quer zur Längsrichtung des Tragaufbaus 30 und der Führungselemente 36 und 36' erstreckt. Zwei längliche Kernteile 42 und 42', die jeweils aus magnetisierbarer! Material wie Weicheisen bestehen, sind in Längsrichtung im wesentlichen parallel zu den Führungselementen 36 und 36' angeordnet und an ihren jeweiligen Längsenden mit den oberen Flächen der Endplatteh 32 und 32' des Tragaufbaus 30 fest verbunden. Die Magnetkernteile 42 und 42' besitzen in Querrichtung des Tragaufbaus 30 einen gleichmäßigen Abstand voneinander und bilden auf diese Weise zwischen sich eine Öffnung 44 von länglicher Form, deren Längsrichtung mit der Längsrichtung des Tragaufbaus 30 zusammenfällt. Die Kernteile 42 und 42' liegen zu beiden Seiten der Permanentmagnete 40 und 40'; diese können dementsprechend in Längsrichtung innerhalb der länglichen Öffnung 44 zwischen den Kernelementen 42 und 42' bewegt werden. Zwischen den jeweiligen Endflächen der Permanentmagnete 40 und 40' und den ihnen zugewandt liegenden Flächen oder Seitenflächen der Kernteile 42 und 42' wird ein kleiner Abstand oder Luftspalt zu beiden Seiten gebildet. Jedes Kernteil 42 und 42' besitzt vorzugsweise einen rechtwinkligen Querschnitt und eine ebene Seitenfläche jedes Kernteils liegt den eben ausgebildeten Endflächen der Permanentmagnete 40 und 40' jeweils gegenüber. Vorzugsweise wird aus später erklärten Gründen der rechtwinklige Querschnitt der Kernteile 42 und 42' so ausgebildet, daß das Abmaß des Querschnitts parallel zu den magnetischen Achsen der Permanentmagnete und 40' größer als das Querschnittabmaß senkrecht dazu, d.h. größer als die Abmessung in Vertikalrichtung des Kernteils ist. Die Permanentmagnet 4O und 42 sind, wie in Fig. 2 dargestellt, so angeordnet, daß ihre Südpole der Innenfläche des Kernelements 42 zugewendet sind, während ihre Nordpole der Innenfläche des Kernteils 42' zugewendet sind, wie es
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durch die Buchstaben N bzw. S in Fig. 2 dargestellt ist.
Die magnetischen Kernteile 42 und 42' werden auf dem Tragaufbau 30 durch Abstandselemente 46 und 46' auf Abstand gehalten, welche an den oberen Endflächen der Endplatten 32 bzw. 32' des Tragaufbaus durch Schrauben 48 befestigt sind. Die Kernelemente 42 und 42" sind in der gezeigten Weise durch Schrauben 50 mit den jeweiligen Abstandsstücken 46 und 46' verbunden. Die Abstandselemente 46 und 46' bestehen vorzugsweise aus einem nicht magnetisierbaren Material, beispielsweise Aluminum oder einem synthetischen Harz.
Eine Steuerspule 52 ist wendelförmig auf das magnetische Kernteil 42 und um dieses herum gewickelt und an den gegenüberliegenden Enden mit Verbindungsdrähten 54 und 56 verbunden; in gleicher Weise ist eine Steuerwicklung 52' wendelförmig um das Magnetkernteil 42' gewickelt und an den entgegengesetzten Enden mit Zuleitungsdrähten 54' und 56' verbunden. Die Wicklungen 52 und 52' sind mit einander entgegengesetztem Windungssinn gewickelt, wie es durch Pfeile in Fig. 2 angedeutet ist, und besitzen gleiche Windungszahl an beiden Kernteilen 42 und 42". Das Magnetkernteil 42 mit der Steuerwicklung 52 und das Magnetkernteil 42' mit der Steuerwicklung 52' bilden jeweils lineare Anker, die mit der durch die Permanentmagnete 40 und 40' an der beweglichen Einheit 38 gebildeten Feldmagneteinheit zusammenwirken. Die jeweiligen Zuleitungsdrähte 54 und 54* der Steuerwicklungen 52 und 52' dieser Anker sind mit Klemmen 58 bzw. 58' verbunden, während die Zuleitungsdrähte 56 und 56" der Wicklungen 52 und 52' mit Klemmen 60 und 60' verbunden sind; an diese Klemmen wird die Spannung von einer (nicht gezeigten) Signalstromquelle angelegt.
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In der gezeigten Anordnung sind die Steuerwicklungen 52 und 52' auf die Magnetkernteile 42 und 42' so aufgewickelt, daß dann, wenn die Klemmen 58 und 58' mit der positiven Klemme der Steuerstromquelle und die Klemmen 60 und 60' mit der negativen Klemme dieser Quelle verbunden werden, in der gezeigten Weise nach Darstellung in Fig. 2 an dem Magnetkernteil 42 an der linken Seite ein Südpol und an der rechten Seite ein Nordpol induziert wird, während der Strom in der Wicklung 52' in dem Magnetkernteil 42' nach Darstellung in Fig. 2 am linken Ende einen Nordpol und am rechten Ende einen Südpol induziert. Diese so gebildeten Steuer-Magnetfelder wirken zusammen mit den Permanentmagneten 40 und 40' in der Weise, daß bei der gezeigten Stromrichtung (Pfeile in den Wicklungen 52 und 52') durch die Einwirkung der beiden Steuermagnetfelder auf das durch die Permanentmagnete erzeugte Konstantmagnetfeld eine Bewegung des Gleiters 3 8 in Pfeilrichtung a hervorgerufen wird. Bei einer Umkehrung der Stromrichtung, d.h. wenn an die Klemmen 58 und 58' die negative Klemme und an die Klemmen 60 und 60' die positive Klemme der (nicht gezeigten) Steuerstromquelle angelegt wird, ergibt sich eine magnetomotorische Kraft, die den Gleiter oder die bewegliche Einheit 38 in Pfeilrichtung b bewegt. Wegen der Gleichheit der beiden Wicklungen 52 und 52' und der sonstigen ausgerichteten Anordnung der Magnetkernteile 42 und 42' und der Permanentmagnete 40 und 40' an der beweglichen Einheit 38 tritt bei Einwirkung des Steuermagnetfeldes auf die bewegliche Einheit kein Verkanten oder Verklemmen der beweglichen Einheit ein und insbesondere wird dann, wenn die bewegliche Einheit 38 in der Nähe einer der Endplatten 32 bzw. 32" angekommen ist, gleichzeitig eine, wenn es sich um die Endplatte 32 handelt, abstoßende Kraft des magnetischen Nordpols des Magnetkernteils 42' auf die magnetischen Nordpole der Permanentmagnete 40 und 40" sowie eine abstoßende Kraft des magnetischen Südpols des Magnetkernteils 42 auf die magnetischen Südpole der Permanentmagnete 4O und 40' ausgeübt, die wegen
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der Anordnung und wegen der Gleichheit der Luftspalte einander entgegengesetzt gleich ist. Auf diese Weise werden die Abstoßungskräfte einander aufheben und keine Erhöhung der Reibungskraft hervorrufen. Falls es sich um eine Annäherung an die (in Fig. 2 rechte) Endplatte 32' handelt, werden die Südpole der Permanentmagnete 4O und 40' durch den Nordpol des Magnetkernteils 42 und die Nordpole der Permanentmagnete 40 und 40' durch den Südpol des Magnetkernteils 42 gleich stark angezogen, so daß auch hier die erzeugten Kräfte einander entgegengesetzt gleich sind und einander aufheben, so daß keine zusätzliche Reibungskraft die gleichmäßige Bewegung des Gleiters bzw. der beweglichen Einheit 38 in Richtung des Pfeiles a oder b hemmt oder behindert.
Diese ausgleichende Wirkung der Anziehungs- bzw. Abstoßungskräfte der Magnetpole der Magnetkernteile 42 bzw. 42' und der Magnetpole der Permanentmagnete 40 und 40' an der beweglichen Einheit 38 wird, wie bereits bemerkt, dadurch erreicht, daß
die Wicklungen 52 und 52' genau gleiche Windungszahl und entgegengesetzten Windungssinn besitzen,
die Kernmagnetteile 42 und 42' mit gleichem Querschnitt versehen und zueinander und zu den Führungselementen 36 und 36' parallel ausgerichtet sind und
die Permanentmagnete 40 und 40' einander gleich, d.h. gleich lang und gleich stark magnetisiert und mit gleichen Luftspalten zu beiden Seiten versehen sind.
Eine kleine Abweichung in irgendeinem oder mehreren der genannten Eigenschaften setzt dabei die Wirksamkeit des Ausgleichs nur wenig herab. Die der Bewegung der beweglichen
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Einheit 38 an den Führungselementen 36 und 36' entgegenstehende Reibungskraft wird auf diese Weise nur durch das Gewicht der beweglichen Einheit und die Reibeigenschaften der aneinander gleitenden Oberflächen erzeugt. Die bei dem Betrieb des elektromagnetischen Linearbewegungsgeräts erzeugten Magnetfelder ergeben auf diese Weise keine zusätzliche Reibungskraft im Endbereich des Weges der beweglichen Einheit 38 und ermöglichen damit eine gleichmäßige Bewegung in Abhängigkeit vom Steuerstrom bis zum Ende der Führungselemente 36 und 36'.
Wenn nun die Endplatten 32 und 32' des Tragaufbaus 30 und die die Magnetkernteile 42 und 42' in Abstand an dem Tragaufbau 30 haltenden Abstandselemente 46 und 46' aus magnetisierbarem Material bestehen, bilden die Magnetkernteile 42 und 42' mit den Abstandselemente 46 und 46' einen geschlossenen Magnetkreis. Nur ein begrenzter Streufluß ist dann außerhalb des geschlossenen Magnetkreises wirksam und infolge dessen werden die Magnetkernteile 42 und 42' beim Erregen der Wicklungen 52 und 52' mit Steuerströmen schnell gesättigt. Die Abhängigkeit der Antriebskraft oder magnetomotorischen Kraft MMK, die auf die bewegliche Einheit 38 einwirkt, ist bei einem solchen geschlossenen Magnetkreis durch Kurve A in dem Diagramm in Fig. 3 gekennzeichnet. Wenn dagegen die Endplatten 32 und 32' und die Abstandselemente 46 und 46' aus nicht magnetisierbarem Material, wie bereits bemerkt, gebildet werden, sind die MagnetkernteiIe 42 und 42' magnetisch gegeneinander isoliert und es besteht keine große Wahrscheinlichkeit zur magnetischen Sättigung. Damit wird eine erhöhte Antriebs- oder magnetomotorische Kraft auf die bewegliche Einheit 38 ausgeübt (Kurve B in Fig. 3).
Wenn die Magnetkernteile 42 und 42' relativ große einander zugewandte Seitenflächen, d.h. gleichzeitig den Permanentmagneten zugewandte Seitenflächen besitzen, wird die magnetische
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Kopplung zwischen den Kernteilen 42 und 42' so vergrößert, daß die Kernteile 42 und 42' ebenfalls bei mit Steuerströmen erregten Steuerwicklungen 52 und 52' in Sättigung kommen können. Es erweist sich deshalb als vorteilhaft, bei ungeänderter Querschnittsgröße der Magnetkernteile 42 und 42' die Abmessungen der Kernteilquerschnitte in horizontaler Richtung größer als die in Vertikalrichtung auszulegen. D.h., daß die Magnetkernteile mit länglich-rechteckigem Querschnitt versehen werden, wobei die längeren Seiten des Querschnitts horizontal liegen. Kurve C in Fig. 4 zeigt den Verlauf der Antriebs- oder magnetomotorischen Kraft, die auf die bewegliche Einheit 38 einwirkt, wenn die Magnetkernteile und 42 und 42' mit einem derartigen Querschnitt versehen sind, während Kurve D den Verlauf der Antriebs- oder magnetomotorischen Kraft zeigt bei quadratischen Querschnitten der Magnetkernteile.
Es ergibt sich so ein elektromagnetisches Linearbewegungsgerät mit einer aus Permanentmagneten 40, 40' bestehenden Feldmagneteinheit, die auf einer beweglichen Einheit 38 angebracht ist. Die bewegliche Einheit 3 8 ist an länglichen Führungselementen 36 und 36' in Längsrichtung derselben gleitbar so beweglich, daß die Feldmagneteinheit längs und zwischen zwei parallelen stationären linearen Ankern aus Kernteilen 42 und 42' mit darauf angebrachten Steuerwicklungen 52 und 52' bewegt wird, wobei die Wicklungen 52 und 52' einander gleich, jedoch mit entgegengesetzten Windungssinn ausgeführt sind. Auf diese Weise werden im Endbereich des Bewegüngspfades der beweglichen Einheit 38 durch die dort induzierten Magnetpole entstehende zusätzliche Anziehungsoder Abstoßungskräfte so gegenseitig aufgehoben, daß keine schädlichen Reibungskräfte bei der Bewegung der beweglichen Einheit auf den Führungselementen entstehen.
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Claims (5)

  1. Patentansprüche
    .) Elektromagnetische Linearbewegungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein längliches Führungselement vorgesehen ist, daß eine in Längsrichtung des Führungselements bewegliche Einheit an dem Führungselement angebracht ist, daß eine Feldmagneteinheit an der beweglichen Einheit sicher angebracht ist, daß zwei längliche magnetische Kernelemente im wesentlichen parallel zu dem Führungselement mit Abstand voneinander so angeordnet sind, daß ein Luftspalt zwischen der Feldmagneteinheit und jedem magnetischen Kernelement gebildet ist und daß auf die magnetischen Kernelemente Wicklungen mit zueinander entgegengesetzten Windungssinn wendelförmig aufgebracht sind.
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  2. 2. Elektromagnetische Linearbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Einrichtungen zur magnetischen Isolierung der Magnetkernelemente gegeneinander vorgesehen sind.
  3. 3. Elektromagnetische Linearbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein Abstandselement zwischen die magnetischen Kernelemente eingesetzt ist und die Kernelemente miteinander verbindet.
  4. 4. Elektromagnetische Linearbewegungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Abstandselement aus nicht magnetisierbarem Material besteht.
  5. 5. Elektromagnetische Linearbewegungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Achse der Feldmagneteinheit im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Magnetkerne liegt und daß jedes Magnetkernelement einen länglich-rechteckigen Querschnitt besitzt, dessen Längserstreckung parallel zur magnetischen Achse der Feldmagneteinheit liegt.
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DE19792916147 1978-04-20 1979-04-20 Elektromagnetische linearbewegungsvorrichtung Pending DE2916147A1 (de)

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