WO2010108509A1 - Electric linear drive - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an electric linear drive for generating rectilinear movements along a predetermined axis of movement.
- a linear drive which is provided with a stator assembly (secondary part) and a rotor assembly (primary part), which are movable relative to each other.
- the stator assembly includes a U-shaped housing having two parallel legs connected together by a connecting leg. Magnets for forming a magnetic field, which form the stator assembly, are respectively provided on the two parallel aligned limbs.
- the runner is provided with at least one ironless winding, which lies in a gap between the two legs. none of the housing is located.
- the rotor has a drive-side extension for attachment to a load to be moved.
- the invention is therefore an object of the invention to provide an electric linear motor, the same dynamic properties or with the same space allows correspondingly higher driving forces with a small volume.
- the rotor assembly with a band-shaped and deflectable rotor and a stator assembly having at least one main body with a plurality of bobbins, which are aligned to generate a direction of movement along a predetermined axis of movement of the rotor to the base body and with at least two deflections a deflection device, which are associated with the base body, so that at least a first overlap region between the rotor and the base body is formed, is allowed during the traversing movement of acting on a load coupling element remains a constant length of the overlap region, so that a permanently acting area- che is present for the generation of the drive movement of the rotor.
- a further preferred embodiment of the linear drive provides that the rotor is guided by the deflection at least partially along the base body and is transferred into a further overlap region by the direction of movement of the rotor is opposite to the first overlap region.
- the rotor can be effected, for example, that in the case of a plate-shaped main body, a first overlapping region which is formed along one end face can also be formed on the opposite end face.
- the permanently acting surface is doubled to generate a driving force on the rotor. This allows a further reduction of the installation space. Alternatively, an increase in the driving force can be achieved with the same space.
- the rotor has a plurality of spaced-apart permanent magnets, which are inserted or integrated. These can be introduced during the manufacturing process. Likewise, the permanent magnets can be subsequently arranged by an adhesive, Klemmoder locking connection or the like on the rotor.
- the rotor formed as a link chain or as a link belt is, in which two adjacent chain links are pivotally connected together by a bearing axis.
- This arrangement allows a simple adaptation of the rotor to the length of the base body or the distance of at least two deflection devices to each other.
- the design of a link chain is a modular structure of a band with two ends or an endless belt created. Such a runner can work both on the train principle and on the push principle.
- the chain links of the link chain are arranged without play to each other.
- preloaded bearings can be used in the event that the chain links of the link chain operate on the train principle. This is intended to provide as exact a control as possible in the event of a change of direction in the direction of movement in order to drive a load.
- At least one guide element is preferably provided, which acts on at least one guide and, for example, endless belt or chain link leads at a defined distance to the main body of the stator assembly.
- This defined distance is decisive for inducing a driving force in the rotor assembly as a function of the bobbin and the materials used for the rotor and / or the permanent magnet optionally arranged thereon and can be kept constant by the arrangement of the guide elements along a drive path.
- the guide of the guide elements is preferably arranged on the at least one main body of the stator assembly.
- this guide is designed as a running or sliding surface.
- a low-friction guidance can be achieved, which counteracts only slightly the maximum drive force or the force for moving a load.
- the at least one guide element is designed as a roller or plain bearings.
- the guide elements are preferably adapted to the guide, so that correspondingly low-friction pairings are selected.
- the guide element may be formed as a roller bearing, which rolls on a tread.
- plain bearings can be provided.
- the guide element which is designed, for example, as a roller or roller bearing, is preferably fastened to the bearing axis, as a result of which a component-reduced arrangement is provided.
- a further preferred embodiment of the invention provides that the rotor, which is formed of a polymer or rubber material and is driven by the thrust principle, is provided in a preferably circumferential guide, wherein the guide at least between the base body and a stator surrounding the body portion is trained.
- the guide is arranged in a housing, wherein the base body and the stator are part of this housing, so that a circumferential guide is given.
- provision is made in particular for both the bobbins in the base body and in the stator section to be provided in the straight-line sections of the guide.
- This arrangement has the advantage that a simple integration of permanent magnets in the rotor is made possible and at the same time a precise thrust drive can be performed.
- such runners are made of polymer or rubber material with reinforcements by fiber inserts, steel inserts, fabric, steel tape inserts or the like.
- the drive path for producing a driving force for the rotor 19 extends over the entire length of the base body 14 in the movement axis of the rotor 19 or through the overlapping region 42 formed thereby. Consequently, in a relatively small-sized unit still a large drive surface can be achieved in the rotor 19, in particular, since on an upper and underside of the base body 14, the formation of an overlap region 42 for generating the driving force is made possible.
- the overlapping region 42 may also be formed only on the top or bottom of the main body 14.
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Abstract
The invention relates to an electric linear drive for producing linear movements along a predetermined axis of movement. The electric linear drive comprises a stator assembly (12) and a rotor assembly (18) which can be moved relative to the stator assembly (12), the rotor assembly (18) being designed as at least one strip-type and deflectable rotor (19), and the stator assembly (12) having at least one base (14) and a plurality of coil elements (16) arranged in the base (14) and aligned in the base (14) to produce a direction of movement along the predetermined axis of movement of the rotor (19). The at least one base is associated with at least two deflection elements (22) of a deflector (21) by means of the which the rotor (19) is at least partially guided along the base (14) and forms at least one first region of overlap (42) with the base (14). The rotor (19) has at least one coupling element (24) for transmitting a linear movement onto a load to be moved.
Description
Elektrischer Linearantrieb Electric linear drive
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Linearantrieb zur Erzeugung von geradlinigen Bewegungen entlang einer vorbestimmten Bewegungsachse.The invention relates to an electric linear drive for generating rectilinear movements along a predetermined axis of movement.
Aus der DE 203 16 493 Ul ist ein Linearantrieb bekannt, der mit einer Stator-Baugruppe (Sekundärteil) und einer Läufer-Baugruppe (Primärteil) versehen ist, die relativ zueinander beweglich sind. Die Stator- Baugruppe umfasst ein U-förmiges Gehäuse, das zwei parallele Schenkel aufweist, die über einen Verbindungsschenkel miteinander verbunden sind. An den beiden parallel ausgerichteten Schenkeln sind jeweils Magnete zum Aufbau eines magnetischen Feldes vorgesehen, welche die Stator-Baugruppe bilden. Der Läufer ist mit zumindest einer eisenlosen Wicklung versehen, die sich in einem Spalt zwischen den beiden Schen-
kein des Gehäuses befindet. Zusätzlich weist der Läufer einen antriebs- seitigen Fortsatz für eine Befestigung an einer zu bewegenden Last auf. Durch eine solche Anordnung soll eine hohe Dynamik erzielbar sein, da die bewegte Masse des Läufers mit den darin angeordneten Spulen gering ist.From DE 203 16 493 Ul a linear drive is known, which is provided with a stator assembly (secondary part) and a rotor assembly (primary part), which are movable relative to each other. The stator assembly includes a U-shaped housing having two parallel legs connected together by a connecting leg. Magnets for forming a magnetic field, which form the stator assembly, are respectively provided on the two parallel aligned limbs. The runner is provided with at least one ironless winding, which lies in a gap between the two legs. none of the housing is located. In addition, the rotor has a drive-side extension for attachment to a load to be moved. By such an arrangement, a high dynamics should be achievable, since the moving mass of the rotor with the coils arranged therein is low.
Solche Anordnungen weisen den Nachteil auf, dass die zu erzeugende Kraft zur Bewegung einer Last durch die Größe des Läufers im Stator beschränkt ist. Zumeist werden in der Länge kleine Läufer vorgesehen, damit das im Verhältnis dazu lang ausgebildete Statorgehäuse einen möglichst großen Hub ermöglicht. Dies bedingt wiederum eine nur geringe Antriebskraft zum Bewegen einer Last oder es erfordert eine entsprechende Baugröße zur Erzeugung großer Antriebskräfte. Darüber hinaus ist die Kabelführung zur Stromversorgung aufwändig und nachteilig.Such arrangements have the disadvantage that the force to be generated for moving a load is limited by the size of the rotor in the stator. In most cases, small runners are provided in the length, so that the relatively long-trained stator housing allows the largest possible stroke. This in turn requires only a small driving force to move a load or it requires a corresponding size to produce large driving forces. In addition, the cable routing for power supply is complicated and disadvantageous.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Linearmotor zu schaffen, der bei einem geringen Bauvolumen gleiche dynamische Eigenschaften oder bei gleichem Bauraum entsprechend höhere Antriebskräfte ermöglicht.The invention is therefore an object of the invention to provide an electric linear motor, the same dynamic properties or with the same space allows correspondingly higher driving forces with a small volume.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrischen Linearantrieb gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an electric linear drive according to the features of claim 1. Further advantageous embodiments and further developments are specified in the further claims.
Durch die Ausgestaltung der Läufer-Baugruppe mit einem bandförmigen und umlenkbaren Läufer sowie einer Stator-Baugruppe, die zumindest einen Grundkörper mit einer Vielzahl von Spulenkörpern aufweist, die zur Erzeugung einer Bewegungsrichtung entlang einer vorbestimmten Bewegungsachse des Läufers zum Grundkörper ausgerichtet sind und mit zumindest zwei Umlenkungen einer Umlenkeinrichtung, welche dem Grundkörper zugeordnet sind, so dass zumindest ein erster Überdeckungsbereich zwischen dem Läufer und dem Grundkörper gebildet ist, wird ermöglicht, dass während der Verfahrbewegung des an einer Last angreifenden Koppelelementes eine gleichbleibende Länge des Überdeckungsbereiches erhalten bleibt, so dass eine permanent wirkende Flä-
che für die Erzeugung der Antriebsbewegung des Läufers vorliegt. Dadurch kann eine wesentlich höhere Antriebskraft bei gleichem Bauraum zum Bewegen einer Last erzielt werden, als dies bei einer Vorrichtung gemäß des eingangs genannten Standes der Technik der Fall ist, da der permanent zur Verfügung stehende Überdeckungsbereich größer als ein herkömmlicher Läufer ist, dessen Größe sich aus der Länge des Läufers ergibt, die jedoch wesentlich kleiner als die ansteuerbare Verfahrstrecke des Linearantriebs ist. Es kann also bei gleicher Antriebskraft ein verkleinerter Bauraum erzielt werden, wodurch eine erhöhte Flexibilität in der Anwendung geschaffen wird. Eine solche Anordnung ermöglicht eine kompakte Bauweise, wobei die Länge der Antriebsstrecke durch den Abstand zwischen zwei Umlenkungen und einem dazwischen sich erstreckenden oder dazu benachbarten Grundkörper bestimmt ist.Due to the design of the rotor assembly with a band-shaped and deflectable rotor and a stator assembly having at least one main body with a plurality of bobbins, which are aligned to generate a direction of movement along a predetermined axis of movement of the rotor to the base body and with at least two deflections a deflection device, which are associated with the base body, so that at least a first overlap region between the rotor and the base body is formed, is allowed during the traversing movement of acting on a load coupling element remains a constant length of the overlap region, so that a permanently acting area- che is present for the generation of the drive movement of the rotor. This allows a much higher driving force with the same space for moving a load can be achieved, as is the case with a device according to the above-mentioned prior art, since the permanently available coverage area is larger than a conventional runner whose size is made the length of the rotor results, but which is much smaller than the controllable travel distance of the linear drive. It can thus be achieved with the same driving force a reduced space, creating increased flexibility in the application is created. Such an arrangement allows a compact design, wherein the length of the drive path is determined by the distance between two deflections and a base body extending therebetween or adjacent thereto.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Linearantriebs sieht vor, dass der Läufer durch die Umlenkung zumindest teilweise entlang des Grundkörpers geführt wird und in einen weiteren Überlappungsbereich übergeführt wird, indem die Bewegungsrichtung des Läufers entgegengesetzt zum ersten Überlappungsbereich ist. Dadurch kann beispielsweise bewirkt werden, dass bei einem plattenförmigen Grundkörper ein erster Überlappungsbereich, der entlang einer Stirnfläche gebildet ist, auch an der gegenüberliegenden Stirnfläche ausgebildet werden kann. Dadurch wird die permanent wirkende Fläche zur Erzeugung einer Antriebskraft auf den Läufer verdoppelt. Dies ermöglicht eine weitere Verkleinerung des Bauraumes. Alternativ kann bei gleichem Bauraum eine Erhöhung der Antriebskraft erzielt werden.A further preferred embodiment of the linear drive provides that the rotor is guided by the deflection at least partially along the base body and is transferred into a further overlap region by the direction of movement of the rotor is opposite to the first overlap region. As a result, it can be effected, for example, that in the case of a plate-shaped main body, a first overlapping region which is formed along one end face can also be formed on the opposite end face. As a result, the permanently acting surface is doubled to generate a driving force on the rotor. This allows a further reduction of the installation space. Alternatively, an increase in the driving force can be achieved with the same space.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Läufer eine Vielzahl mit Abstand zueinander angeordneten Permanentmagneten aufweist, die eingelegt oder integriert sind. Diese können beim Herstellungsprozess eingebracht werden. Ebenso können die Permanentmagnete nachträglich durch eine Klebe-, Klemmoder Rastverbindung oder dergleichen am Läufer angeordnet werden.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the rotor has a plurality of spaced-apart permanent magnets, which are inserted or integrated. These can be introduced during the manufacturing process. Likewise, the permanent magnets can be subsequently arranged by an adhesive, Klemmoder locking connection or the like on the rotor.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Läufer als Gliederkette oder als Gliederband ausgebildet
ist, bei der zwei zueinander benachbarte Kettenglieder durch eine Lagerachse schwenkbar miteinander verbunden sind. Diese Anordnung ermöglicht eine einfache Anpassung des Läufers an die Länge des Grundkörpers beziehungsweise den Abstand von zumindest zwei Umlenkeinrichtungen zueinander. Durch die Ausgestaltung einer Gliederkette ist ein modularer Aufbau eines Bandes mit zwei Enden oder eines Endlosbandes geschaffen. Ein solcher Läufer kann sowohl nach dem Zugprinzip als auch nach dem Schubprinzip arbeiten.According to a further preferred embodiment of the invention it is provided that the rotor formed as a link chain or as a link belt is, in which two adjacent chain links are pivotally connected together by a bearing axis. This arrangement allows a simple adaptation of the rotor to the length of the base body or the distance of at least two deflection devices to each other. The design of a link chain is a modular structure of a band with two ends or an endless belt created. Such a runner can work both on the train principle and on the push principle.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kettenglieder der Gliederkette spielfrei zueinander angeordnet sind. Beispielsweise können vorgespannte Lager eingesetzt werden für den Fall, dass die Kettenglieder der Gliederkette nach dem Zugprinzip arbeiten. Dadurch soll bei einem Richtungswechsel in der Bewegungsrichtung zum Antrieb einer Last eine möglichst exakte Ansteuerung geschaffen werden.According to a further preferred embodiment of the invention it is provided that the chain links of the link chain are arranged without play to each other. For example, preloaded bearings can be used in the event that the chain links of the link chain operate on the train principle. This is intended to provide as exact a control as possible in the event of a change of direction in the direction of movement in order to drive a load.
Am Läufer, insbesondere an der Lagerachse oder an dem Kettenglied des Läufers, ist bevorzugt zumindest ein Führungselement vorgesehen, welches an zumindest einer Führung angreift und das zum Beispiel Endlosband oder Kettenglied in einem definierten Abstand zum Grundkörper der Stator-Baugruppe führt. Dieser definierte Abstand ist zur Induzierung einer Antriebskraft in der Läufer-Baugruppe in Abhängigkeit der Spulenkörper und den verwendeten Materialien für den Läufer und/oder den gegebenenfalls daran angeordneten Permanentmagneten maßgeblich und kann durch die Anordnung der Führungselemente entlang einer Antriebsstrecke konstant gehalten werden.On the rotor, in particular on the bearing axis or on the chain link of the rotor, at least one guide element is preferably provided, which acts on at least one guide and, for example, endless belt or chain link leads at a defined distance to the main body of the stator assembly. This defined distance is decisive for inducing a driving force in the rotor assembly as a function of the bobbin and the materials used for the rotor and / or the permanent magnet optionally arranged thereon and can be kept constant by the arrangement of the guide elements along a drive path.
Die Führung der Führungselemente ist bevorzugt an dem zumindest einen Grundkörper der Stator-Baugruppe angeordnet. Insbesondere kann diese daran integriert sein, so dass eine konstruktiv einfache Ausgestaltung gegeben ist. Insbesondere ist diese Führung als Lauf- oder Gleitfläche ausgebildet. Dadurch kann eine reibungsarme Führung erzielt werden, die nur geringfügig der maximalen Antriebskraft beziehungsweise der Kraft zum Bewegen einer Last entgegenwirkt.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das zumindest eine Führungselement als Rollen- oder Gleitlager ausgebildet ist. Die Führungselemente werden bevorzugt an die Führung angepasst, so dass entsprechend reibungsarme Paarungen ausgewählt werden. Beispielsweise kann das Führungselement als Wälzlager ausgebildet sein, welches auf einer Lauffläche abrollt. Alternativ können auch Gleitlager vorgesehen sein. Das Führungselement, welches beispielsweise als Rollen- oder Wälzlager ausgebildet ist, wird bevorzugt an der Lagerachse befestigt, wodurch eine bauteilreduzierte Anordnung gegeben ist.The guide of the guide elements is preferably arranged on the at least one main body of the stator assembly. In particular, this can be integrated, so that a structurally simple design is given. In particular, this guide is designed as a running or sliding surface. As a result, a low-friction guidance can be achieved, which counteracts only slightly the maximum drive force or the force for moving a load. Furthermore, it is preferably provided that the at least one guide element is designed as a roller or plain bearings. The guide elements are preferably adapted to the guide, so that correspondingly low-friction pairings are selected. For example, the guide element may be formed as a roller bearing, which rolls on a tread. Alternatively, plain bearings can be provided. The guide element, which is designed, for example, as a roller or roller bearing, is preferably fastened to the bearing axis, as a result of which a component-reduced arrangement is provided.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Umlenkeinrichtung als Umlenkung eine Umlenkrolle, Umlenkwalze oder halbkreisförmige Führung aufweist. Solche Umlenkeinrichtungen können bevorzugt im Durchmesser der Dicke eines benachbarten Grundkörpers der Stator-Baugruppe entsprechen, so dass beispielsweise ein oberer und unterer Bahnabschnitt des Läufers parallel zum Grundkörper geführt wird. Des Weiteren wird bevorzugt durch eine Bandspanneinrichtung eine Einstellung für die Bandspannung ermöglicht, sofern der Läufer im Zugprinzip arbeitet. Zusätzlich können auftretende Längenänderungen ausgeglichen werden, die beispielsweise aufgrund von Beschleunigungsvorgängen und somit Verfahrgeschwindigkeitsände- rungen des Läufers auftreten. Eine solche Bandspanneinrichtung kann sowohl bei der Ausgestaltung des Läufers als Endlosband als auch bei der Ausgestaltung des Läufers als ein durchlaufendes Band, bzw. ein nicht geschlossenes Band vorgesehen sein. Bei der Ausgestaltung eines durchlaufenden Bandes kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Umlenkwalze unmittelbar an einer Stirnseite des Grundkörpers vorgesehen ist und eine gegenüberliegende Umlenkwalze außerhalb des Bereiches des Grundkörpers liegt, so dass der Läufer parallel zum Grundkörper geführt, jedoch in entgegengesetzter Richtung zur weiteren Umlenkwalze den Läufer umlenkt. Dadurch kann eine Art Z-förmige Führung entlang des Grundkörpers erzielt werden, bei der beidseitig des Grundkörpers Überdeckungsbereiche ausgebildet sind, die in die selbe Richtung eine Antriebskraft erzeugen. Ergänzend kann eine solche Bandspanneinrichtung bei der zuletzt genannten Ausführungsform in einer Auf- oder Abwickeleinrichtung des Läufers vorgesehen sein, wodurch die
Anordnung des durchlaufenden Läufers zum Grundkörper ermöglicht wird.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the deflection device has a deflection roller, guide roller or semicircular guide as deflection. Such deflection devices may preferably correspond in diameter to the thickness of an adjacent base body of the stator assembly, so that, for example, an upper and lower track section of the rotor is guided parallel to the base body. Furthermore, a setting for the belt tension is preferably made possible by a belt tensioning device, provided that the runner operates in the train principle. In addition, occurring length changes that occur, for example, due to acceleration processes and thus traversing speed changes of the rotor can be compensated. Such a belt tensioning device can be provided as a continuous belt or a non-closed belt both in the embodiment of the rotor as an endless belt and in the embodiment of the rotor. In the embodiment of a continuous belt can be provided, for example, that a guide roller is provided directly on an end face of the body and an opposite guide roller outside the range of the body, so that the rotor is guided parallel to the body, but in the opposite direction to the further guide roller Runner deflects. Thereby, a kind of Z-shaped guide can be achieved along the base body, in which both sides of the base body covering areas are formed, which generate a driving force in the same direction. In addition, such a belt tensioning device may be provided in the latter embodiment in an up or unwinding of the rotor, whereby the Arrangement of the continuous rotor is made possible to the main body.
Nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Läufer in einem zwischen dem Grundkörper und einem weiteren Statorabschnitt gebildeten Spalt hindurchführbar ist. Somit sind beidseitig vom Läufer innerhalb des Überdeckungsbereiches des Läufers und Grundkörpers entlang einer linearen Bewegungsachse Spulenkörper vorgesehen, die eine Antriebskraft auf den Läufer übertragen.According to a further alternative embodiment of the invention, it is provided that the rotor can be guided in a gap formed between the main body and a further stator section. Thus, bobbins are provided on both sides of the rotor within the overlap region of the rotor and body along a linear axis of motion coil body, which transmit a driving force to the rotor.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Läufer, der nach dem Schubprinzip arbeitet, lose aneinander gereihte Kettenglieder aufweist, welche in einer umlaufenden Führung vorgesehen sind, wobei die Führung in einem Gehäuse vorgesehen ist, welches den Grundkörper und den Statorabschnitt umfasst. Dadurch wird ein geschlossenes System gebildet, welches in Form eines kompakten Antriebes ausgebildet ist. Darüber hinaus ist bei dieser Anordnung eine Abschirmung zur Umgebung bezüglich des magnetischen Flusses möglich. Darüber hinaus wird durch die Aneinanderreihung der Kettenglieder eine spielfreie Anordnung ermöglicht.A further preferred embodiment of the invention provides that the rotor, which operates on the thrust principle, loosely arranged chain links, which are provided in a circumferential guide, wherein the guide is provided in a housing which comprises the main body and the stator. As a result, a closed system is formed, which is designed in the form of a compact drive. Moreover, with this arrangement, shielding from the environment with respect to the magnetic flux is possible. In addition, a backlash-free arrangement is made possible by the juxtaposition of the chain links.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der nach dem Schubprinzip arbeitende Läufer Kettenglieder aufweist, welche in Schubrichtung eine konvexe oder konkave vordere Stirnseite aufweisen, die an einer komplementär ausgebildeten Stirnseite des vorauseilenden Kettengliedes angreift. Bevorzugt ist zwischen den aneinander grenzenden Stirnseiten der Kettenglieder eine reibungsminimierende Beschichtung oder ein Wälzkörper vorgesehen.It is preferably provided that the runner acting on the thrust principle chain links, which have a convex or concave front end face in the thrust direction, which engages a complementary formed end face of the leading chain link. Preferably, a friction-minimizing coating or a rolling element is provided between the adjacent end faces of the chain links.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kettenglieder eine seitliche Lagerung aufweisen, die als mechanische Lagerung oder als magnetische Lagerung ausgebildet ist. In Abhängigkeit der Kraftverhältnisse und des Einbauvolumens eines solchen Linearantriebes kann die mechanische oder magnetische Lagerung ausgewählt werden. Bei der mechanischen Lagerung sind bevorzugt Rollen- oder Wälzlager vorgesehen. Alternativ kann ebenso eine Gleitlagerung durch
eine entsprechende Materialpaarung ermöglicht sein. Durch die alternative Ausgestaltung einer Magnetlagerung kann ein Luftspalt zwischen den Kettengliedern und den äußeren Führungswänden gegeben sein, wodurch eine reibungsfreie oder zumindest reibungsarme Führung ermöglicht ist.A further preferred embodiment of the invention provides that the chain links have a lateral bearing, which is designed as a mechanical bearing or as a magnetic bearing. Depending on the force conditions and the installation volume of such a linear drive, the mechanical or magnetic storage can be selected. In the mechanical storage roller or roller bearings are preferably provided. Alternatively, as well as a slide bearing a corresponding material pairing allows. Due to the alternative embodiment of a magnetic bearing, an air gap between the chain links and the outer guide walls can be given, whereby a frictionless or at least low-friction guidance is possible.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Läufer, der aus einem Polymer- oder Gummiwerkstoff ausgebildet ist und nach dem Schubprinzip angetrieben wird, in einer vorzugsweise umlaufenden Führung vorgesehen ist, wobei die Führung zumindest zwischen dem Grundkörper und einem dem Grundkörper umgebenden Statorabschnitt ausgebildet ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Führung in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei der Grundkörper und der Statorabschnitt Teil dieses Gehäuses sind, so dass eine umlaufende Führung gegeben ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass in den geradlinigen Abschnitten der Führung sowohl die Spulenkörper im Grundkörper als auch im Statorabschnitt vorgesehen sind. Diese Anordnung weist den Vorteil auf, dass eine einfache Einbindung von Permanentmagneten in dem Läufer ermöglicht ist und gleichzeitig ein präziser Schubantrieb durchgeführt werden kann. Bevorzugt ist vorgesehen, dass solche Läufer aus Polymer- oder Gummiwerkstoff mit Verstärkungen durch Fasereinlagen, Stahleinlagen, Gewebe, Stahlbandeinlagen oder dergleichen ausgebildet sind.A further preferred embodiment of the invention provides that the rotor, which is formed of a polymer or rubber material and is driven by the thrust principle, is provided in a preferably circumferential guide, wherein the guide at least between the base body and a stator surrounding the body portion is trained. It is preferably provided that the guide is arranged in a housing, wherein the base body and the stator are part of this housing, so that a circumferential guide is given. In this case, provision is made in particular for both the bobbins in the base body and in the stator section to be provided in the straight-line sections of the guide. This arrangement has the advantage that a simple integration of permanent magnets in the rotor is made possible and at the same time a precise thrust drive can be performed. It is preferably provided that such runners are made of polymer or rubber material with reinforcements by fiber inserts, steel inserts, fabric, steel tape inserts or the like.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des aus Polymer- oder Gummiwerkstoff ausgebildeten Läufers ist vorgesehen, dass dieser in einer Führung durch einen Flüssigkeitsfilm geführt ist. Diese Flüssigkeitsführung, insbesondere Ölschmierung, ermöglicht eine Leichtgängigkeit des Läufers aus einem Polymer- oder Gummiwerkstoff. Bevorzugt ist eine Öldruckschmierung vorgesehen.According to a further preferred embodiment of the formed of polymer or rubber material rotor is provided that this is guided in a guide through a liquid film. This liquid management, in particular oil lubrication, allows a smooth running of the rotor of a polymer or rubber material. Preferably, an oil pressure lubrication is provided.
Eine weitere alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass spiegelbildlich zu einem ersten Überdeckungsbereich eines ersten Läufers und einem ersten Grundkörper ein weiterer Überdeckungsbereich zwischen einem weiteren Läufer und einem weiteren Grundkörper gebildet ist und dass der erste und weitere Läufer miteinander bewegungsge-
koppelt sind. Dadurch kann erzielt werden, dass die Antriebskraft aus einem Überdeckungsbereich verdoppelt wird, so dass eine doppelte Antriebskraft für die Bewegung eines Gegenstandes bereitgestellt werden kann. Sofern der erste und zweite Läufer als umlaufendes Endlosband ausgebildet sind, kann die Antriebskraft sogar vervierfacht werden.A further alternative embodiment of the invention provides that, in mirror image to a first overlap region of a first rotor and a first base body, a further overlap region is formed between a further rotor and a further main body, and that the first and further runners move together with one another. are coupled. As a result, it can be achieved that the driving force from a covering area is doubled, so that a double driving force for the movement of an object can be provided. If the first and second runners are designed as revolving endless belt, the driving force can even be quadrupled.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Läufer aus einem Polymer- oder Gummiwerkstoff ausgebildet ist. Diese Läufer können nach dem Zugprinzip, bevorzugt nach dem Schubprinzip, betrieben werden. Bevorzugt ist der Läufer aus Polymer- oder Gummiwerkstoff als Endlosband vorgesehen, welches in einer Führung läuft. Ein solcher Läufer ermöglicht ebenfalls eine quasi spiel- und verformungsfreie Übertragung von Kräften. Des Weiteren können solche Bänder ebenso mit Permanentmagneten versehen sein, indem diese beispielsweise in eine Ausnehmung eingeklipst oder eingeklebt oder auch während des Herstellvorgangs eingeschlossen werden.An alternative embodiment of the invention provides that the rotor is formed of a polymer or rubber material. These runners can be operated according to the pulling principle, preferably according to the pushing principle. Preferably, the rotor made of polymer or rubber material is provided as an endless belt, which runs in a guide. Such a rotor also allows a quasi play and deformation-free transmission of forces. Furthermore, such bands can also be provided with permanent magnets, for example, by clipping or gluing them into a recess or even enclosing them during the production process.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Linerantriebes ist vorgesehen, dass der Läufer als Endlosband ausgebildet ist und den zumindest einen Grundkörper der Stator-Baugruppe vollständig umgibt. Dadurch kann eine kompakte Anordnung geschaffen werden. Zusätzlich kann dadurch bewirkt werden, dass die Antriebskraft verdoppelt wird, indem die auf einer Oberseite und Unterseite am Grundkörper zugeordneten Spulenkörper auf eine der Oberseite und der Unterseite dem Grundkörper zugeordneten Bandabschnitt des Endlosbandes einwirken.According to a preferred embodiment of the liner drive is provided that the rotor is formed as an endless belt and the at least one main body of the stator assembly completely surrounds. As a result, a compact arrangement can be created. In addition, it can thereby be effected that the driving force is doubled by the coil body assigned to an upper side and underside on the main body acting on a band section of the endless belt assigned to the upper side and the lower side of the main body.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Grundkörper der Stator-Baugruppe eine Kühlung vorgesehen ist. Diese Kühlung umfasst insbesondere die Spulenkörper umgebende Kühlkanäle oder Kühlschlangen. Dadurch wird eine Erwärmung des Linearantriebes während dem Betrieb verringert oder reduziert. Zur Kühlung kann ein fließfähiges Medium, insbesondere Luft, Kühlflüssigkeit oder Wasser, verwendet werden.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that cooling is provided in the base body of the stator assembly. This cooling comprises in particular the cooling bodies surrounding cooling coils or cooling coils. As a result, heating of the linear drive during operation is reduced or reduced. For cooling, a flowable medium, in particular air, coolant or water, can be used.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Führung der Stator-Baugruppe, in der der Läufer angeordnet ist,
durch eine mitbewegte Abdeckung geschlossen ist oder eine feststehende Abdeckung aufweist, die vorzugsweise abnehmbar ist. Die Ausgestaltung einer mitbewegten Abdeckung ermöglicht, dass die Führung trotz einer Verfahrbewegung entlang eines vorgesehen Verfahrbereiches vollständig geschlossen werden kann. Gleichzeitig wird dadurch eine Einspannung des Läufers, der insbesondere als Gummiband ausgebildet ist, ermöglicht. Bevorzugt sind hierfür einzelne Kettensegmente vorgesehen, die insbesondere im Schubbetrieb mitbewegt werden. Bei der alternativen Ausführungsform, welche eine feststehende Abdeckung in dem Grundkörper vorsieht, können wesentliche Bereiche der Führung überdeckt werden. Insbesondere bei einer Doppelführung kann durch die feststehende Abdeckung, welche die beiden Führungen überdeckt, eine einfache und schnelle Montage erfolgen.A further preferred embodiment of the invention provides that the guide of the stator assembly, in which the rotor is arranged, is closed by a co-moving cover or has a fixed cover, which is preferably removable. The design of a co-moving cover makes it possible for the guide to be completely closed despite a traversing motion along a provided traversing range. At the same time thereby a restraint of the rotor, which is designed in particular as a rubber band allows. For this purpose, individual chain segments are preferably provided, which are moved in particular during overrun operation. In the alternative embodiment, which provides a fixed cover in the body, substantial portions of the guide may be covered. In particular, in a double guide can be done by the fixed cover, which covers the two guides, a simple and quick installation.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:The invention and further advantageous embodiments and developments thereof are described in more detail below with reference to the examples shown in the drawings and explained. The features to be taken from the description and the drawings can be applied individually according to the invention individually or in combination in any combination. Show it:
Figur 1 eine schematische Ansicht auf einen erfindungsgemäß ausgebildeten Linearantrieb,1 shows a schematic view of an inventively designed linear drive,
Figur 2 eine schematische Seitenansicht desFigure 2 is a schematic side view of
Linearantriebes gemäß Figur 1,Linear drive according to Figure 1,
Figur 3 eine schematische Detailansicht auf einen Läufer des Linearantriebes,FIG. 3 shows a schematic detail view of a rotor of the linear drive,
Figur 4 eine schematische Schnittdarstellung entlang des Läufers entlang der Linie A-A in Figur 3,
Figuren 5a und 5b schematische Seitenansichten von alternativen Ausgestaltungen des Linearantriebes gemäß Figur 1,FIG. 4 shows a schematic sectional view along the rotor along the line AA in FIG. 3, FIGS. 5a and 5b show schematic side views of alternative embodiments of the linear drive according to FIG. 1,
Figur 6 eine schematische Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform zu Figur 1,FIG. 6 shows a schematic sectional illustration of an alternative embodiment to FIG. 1,
Figur 7 eine Seitenansicht der alternativen Ausführungsform zu Figur 6 im Teilschnitt,7 shows a side view of the alternative embodiment to FIG. 6 in partial section, FIG.
Figur 8 eine schematische Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform zu Figur 1,FIG. 8 shows a schematic side view of a further alternative embodiment to FIG. 1,
Figur 9a eine schematische Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Linearantriebes gemäß Figur 1,FIG. 9a shows a schematic side view of a further alternative embodiment of the linear drive according to FIG. 1,
Figur 9b eine schematische Schnittdarstellung der Führung des Linearantriebes gemäß Figur 9a,9b is a schematic sectional view of the guide of the linear drive according to FIG. 9a, FIG.
Figuren 10a und 10b eine schematische Seiten- und Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines Kettengliedes gemäß eines alternativen Linearantriebes in Figur 9,10a and 10b is a schematic side and sectional view of an alternative embodiment of a chain link according to an alternative linear drive in Figure 9,
Figuren IIa und IIb eine schematische Seiten- und Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines Kettengliedes gemäß eines alternativen Linearantriebes in Figur 9,
Figur 12 eine schematische Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Linearantriebes gemäß Figur 1,FIGS. 11a and 11b show a schematic side and sectional view of an alternative embodiment of a chain link according to an alternative linear drive in FIG. 9, FIG. 12 shows a schematic side view of a further alternative embodiment of the linear drive according to FIG. 1,
Figur 13 eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie XIII-XIII des Linearantriebes gemäß Figur 12,13 shows a schematic sectional view along the line XIII-XIII of the linear drive according to FIG. 12, FIG.
Figuren 14a und 14b eine schematische Seiten- und Schnittansicht eines Verschlusselementes eines alternativen Linearantriebes gemäß Figur 12 undFigures 14a and 14b is a schematic side and sectional view of a closure element of an alternative linear drive according to Figure 12 and
Figuren 15a und 15b eine schematische Seiten- und Schnittansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Linearantriebs gemäß Figur 1.FIGS. 15a and 15b show a schematic side and sectional view of a further alternative embodiment of the linear drive according to FIG. 1.
In den Figuren 1 und 2 ist eine schematische Draufsicht und Seitenansicht eines erfindungsgemäßen elektrischen Linearantriebes 11 dargestellt. Der Linearantrieb 11 umfasst eine Stator-Baugruppe 12, welche einen Grundkörper 14 mit darin angeordneten Spulenkörpern 16 umfasst. Des Weiteren umfasst der Linearantrieb 11 eine Läufer-Gruppe 18, welche zumindest einen Läufer 19 umfasst, der bandförmig und umlenkbar ausgebildet ist. Beispielhaft ist dieser Läufer 19 als Endlosband ausgebildet. Zur Umlenkung des Läufers 19 sind zumindest zwei im Abstand zueinander angeordnete Umlenkungen 22 vorgesehen, die eine Umlenkeinrichtung 21 ausbilden. Die Umlenkungen 22 sind bevorzugt als Rollen ausgebildet und können eine axiale Beweglichkeit aufweisen, um eine Bandspannung zu erzielen. Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 2 sind die Umlenkungen 22 jeweils einer Stirnseite des Grundkörpers 14 zugeordnet. Der Grundkörper 14 ist durch nicht näher dargestellte Befestigungsmittel an einem Maschinengestell, an Halterungen oder dergleichen befestigbar. Ebenfalls sind an dem Grundkörper 14 e- lektrische Anschlüsse vorgesehen oder elektrische Leitungen angeord-
net, die nicht näher dargestellt sind, um die Spulenkörper 16 mit elektrischer Energie zu versorgen.In the figures 1 and 2, a schematic plan view and side view of an electric linear drive 11 according to the invention is shown. The linear drive 11 comprises a stator assembly 12, which comprises a main body 14 with coil bodies 16 arranged therein. Furthermore, the linear drive 11 comprises a rotor group 18, which comprises at least one rotor 19, which is formed band-shaped and deflectable. By way of example, this rotor 19 is designed as an endless belt. For deflecting the rotor 19, at least two deflections 22 arranged at a distance from one another are provided, which form a deflection device 21. The deflections 22 are preferably formed as rollers and may have an axial mobility to achieve a belt tension. In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the deflections 22 are each assigned to one end face of the main body 14. The main body 14 can be fastened by means not shown in detail on a machine frame, brackets or the like. Likewise, electrical connections are provided on the main body 14 or electrical lines are arranged. net, which are not shown in detail to supply the bobbin 16 with electrical energy.
An dem Läufer 19 ist zumindest ein Koppelelement 24 vorgesehen, damit die Bewegung des Läufers 19 auf eine anzutreibende Last oder ein zu bewegendes Element oder einen zu bewegenden Gegenstand 26, der symbolisch dargestellt ist übertragen werden kann.At least one coupling element 24 is provided on the rotor 19 so that the movement of the rotor 19 can be transmitted to a load to be driven or to an element to be moved or an object 26 to be moved, which is shown symbolically.
Ein solcher Antrieb kann nach dem Schub- und Zugprinzip arbeiten. Diese Antriebe haben gemeinsam, dass die feststehenden Komponenten als Stator-Baugruppe, welche bevorzugt Spulenkörper umfasst, bestromt werden und die bewegten Komponenten, also Läufer-Baugruppen, welche bevorzugt Permanentmagnete umfasst, stromlos sind. Dadurch kann eine Vereinfachung im Aufbau erzielt werden.Such a drive can work on the push and pull principle. These drives have in common that the stationary components as a stator assembly, which preferably comprises bobbin, are energized and the moving components, ie rotor assemblies, which preferably comprises permanent magnets are de-energized. As a result, a simplification in the structure can be achieved.
Der Läufer 19 in Figur 2 ist schematisch vereinfacht als Band dargestellt. Der Läufer 19 besteht gemäß den Figuren 3 und 4 aus einer Vielzahl von Kettengliedern 28, die durch eine gemeinsame Lagerachse 29 gelenkig und schwenkbar zueinander angeordnet sind. Dabei ist beispielsweise vorgesehen, dass ein erstes Kettenglied 28 an einer Stirnseite einen Mittelsteg 31 mit einer Durchgangsbohrung 32 aufweist, wobei der Mittelsteg 31 in eine U-förmige Ausnehmung 33 eines benachbarten Kettengliedes 28 einsetzbar ist, wobei Schenkelabschnitte 34 der U-förmigen Ausnehmung ebenfalls Durchgangsbohrungen 32 aufweisen, so dass eine Lagerachse 29 die beiden Kettenglieder 28, vorzugsweise spielfrei, wie beispielsweise durch ein vorgespanntes Lager, miteinander verbinden kann. Diese in den Figuren 3 und 4 dargestellte Anordnung ist nur beispielhaft. Weitere alternative Verbindungen und Anordnungen von Kettengliedern zueinander können ebenfalls in Abhängigkeit der Anwendungsfälle denkbar sein.The rotor 19 in Figure 2 is shown schematically simplified as a band. The rotor 19 consists according to Figures 3 and 4 of a plurality of chain links 28 which are arranged by a common bearing axis 29 hinged and pivotable to each other. In this case, for example, it is provided that a first chain link 28 has on one end side a central web 31 with a through-bore 32, wherein the central web 31 can be inserted into a U-shaped recess 33 of an adjacent chain link 28, wherein leg sections 34 of the U-shaped recess likewise have through bores 32, so that a bearing axis 29, the two chain links 28, preferably without play, such as by a preloaded bearing, can connect to each other. This arrangement shown in Figures 3 and 4 is only exemplary. Other alternative connections and arrangements of chain links to each other may also be conceivable depending on the applications.
In einem mittleren Abschnitt des Kettengliedes 28 ist ein Aufnahmebereich 36 vorgesehen, in den zumindest ein Permanentmagnet 37 einsetzbar oder darin integriert ist. Der Aufnahmeraum 36 ermöglicht einen magnetischen Rückfluss. Der Permanentmagnet 37 erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Breite des Kettengliedes 28. Die Abstände der
Aufnahmebereiche 36 der jeweiligen Kettenglieder 28 zueinander sind aufeinander abgestimmt, so dass regelmäßige Abstände vorgesehen sind. Alternativ zu der in Figur 3 und 4 dargestellten Ausführungsform eines Kettengliedes 28 kann auch ein einteiliges Bauteil vorgesehen sein, bei dem der Permanentmagnet 37 im Kettenglied 28 eingeschlossen beziehungsweise integriert oder daran befestigt ist.In a central portion of the chain link 28, a receiving portion 36 is provided, in which at least one permanent magnet 37 is used or integrated therein. The receiving space 36 allows a magnetic reflux. The permanent magnet 37 preferably extends over the entire width of the chain link 28. The distances of Receiving areas 36 of the respective chain links 28 to each other are coordinated, so that regular intervals are provided. As an alternative to the embodiment of a chain link 28 shown in FIGS. 3 and 4, it is also possible to provide a one-part component in which the permanent magnet 37 is enclosed in the chain link 28 or integrated or attached thereto.
Am jeweils äußeren Ende der Lagerachse 29 ist bevorzugt ein Führungselement 39, insbesondere ein Rollenlager, vorgesehen, welches an einer Führung 41 (Figur 6) aufliegt und abrollt. Die Führung 41 ist bevorzugt an dem Grundkörper 14 vorgesehen oder durch ein separates Bauteil lösbar daran befestigt.At the respective outer end of the bearing axis 29, a guide element 39, in particular a roller bearing, is preferably provided, which rests and rolls on a guide 41 (FIG. 6). The guide 41 is preferably provided on the base body 14 or releasably secured thereto by a separate component.
Bei der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich die Antriebsstrecke zur Erzeugung einer Antriebskraft für den Läufer 19 über die gesamte Länge des Grundkörpers 14 in der Bewegungsachse des Läufers 19 beziehungsweise durch den dadurch gebildeten Überdeckungsbereich 42 erstreckt. Folglich kann bei einer relativ kleinbauenden Einheit dennoch eine große Antriebsfläche im Läufer 19 erzielt werden, insbesondere, da auf einer Ober- und Unterseite des Grundkörpers 14 die Bildung eines Überdeckungsbereiches 42 zur Erzeugung der Antriebskraft ermöglicht ist. Alternativ kann der Überdeckungsbereich 42 auch nur auf der Ober- oder Unterseite des Grundkörpers 14 ausgebildet sein. Sofern beidseitig am Grundkörper 14 ein Überdeckungsbereich 42 ausgebildet ist, kann zwischen der Reihe der Spulenkörper 16 an der Oberseite und der Reihe der Spulenkörper 16 an der Unterseite des Grundkörpers 14 eine Abschirmung integriert werden. Durch diese prinzipielle Anordnung kann auch vorgesehen sein, dass sehr schmale Einbauräume genutzt werden können, in denen der Grundkörper 14 entsprechend um die Reduzierung der Breite des Läufers 19 verlängert wird, um den selben Flächeninhalt zwischen Spulenkörper 16 und Läufer 19 für die erforderliche Antriebskraft zu erzielen.In the embodiment illustrated in FIGS. 1 to 4, it is provided that the drive path for producing a driving force for the rotor 19 extends over the entire length of the base body 14 in the movement axis of the rotor 19 or through the overlapping region 42 formed thereby. Consequently, in a relatively small-sized unit still a large drive surface can be achieved in the rotor 19, in particular, since on an upper and underside of the base body 14, the formation of an overlap region 42 for generating the driving force is made possible. Alternatively, the overlapping region 42 may also be formed only on the top or bottom of the main body 14. If a cover region 42 is formed on both sides of the main body 14, a shield can be integrated between the row of the coil former 16 on the upper side and the row of the coil former 16 on the underside of the main body 14. By this basic arrangement can also be provided that very narrow installation space can be used, in which the base body 14 is extended by the reduction of the width of the rotor 19 in order to achieve the same surface area between bobbin 16 and rotor 19 for the required driving force ,
In den Figuren 5a und 5b sind alternative Anordnungen eines Linearantriebes 11 dargestellt. Gemäß Figur 5a kann der Grundkörper 14 beispielsweise T-förmig ausgebildet sein und der Läufer 19 die T-förmige
Ausgestaltung des Grundkörpers 14 umgeben. Durch Umlenkungen 22 wird ermöglicht, dass der Läufer 19 mit einem vorbestimmten Spalt zum Grundkörper 14 gehalten wird. Zusätzlich können noch Führungselemente 39 am Läufer 19 vorgesehen sein. Die Antriebsstrecke a ist beispielsweise durch die in einer horizontalen Ebene liegenden Umlenkungen 22 gebildet, wobei die Antriebsleistung durch den Überdeckungsbereich 42 gebildet ist. Durch die weiteren zusätzlichen Überdeckungsbereiche 42 des T-förmig ausgebildeten Grundkörpers 14 wird die Antriebsleistung erhöht.FIGS. 5a and 5b show alternative arrangements of a linear drive 11. According to Figure 5a, the base body 14 may be formed for example T-shaped and the rotor 19, the T-shaped Surrounding the embodiment of the base body 14. By deflections 22 is made possible that the rotor 19 is held with a predetermined gap to the base body 14. In addition, guide elements 39 may be provided on the rotor 19. The drive path a is formed for example by the lying in a horizontal plane deflections 22, wherein the drive power is formed by the overlap region 42. By the additional additional coverage areas 42 of the T-shaped base body 14, the drive power is increased.
Die geometrische Ausgestaltung des Grundkörpers 14 kann in vielfältiger Weise erfolgen. In Figur 5b ist beispielsweise eine weitere alternative Ausgestaltung dargestellt. Dabei sind die Umlenkungen 22 beispielsweise in einem Dreieck zueinander ausgerichtet. Auch diese Ausführungsform und Geometrie des Grundkörpers 14 weist bei sonst gleichem Aufbau des Linearantriebes 11 gemäß Figur 1 und 2 eine erhöhte Antriebskraft auf.The geometric configuration of the main body 14 can be done in many ways. FIG. 5b shows, for example, a further alternative embodiment. The deflections 22 are aligned, for example, in a triangle to each other. This embodiment and geometry of the base body 14 has an otherwise identical structure of the linear drive 11 according to Figure 1 and 2 on an increased driving force.
In Figur 6 ist eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausgestaltung eines Läufers 19 zu den Figuren 3 und 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist anstelle einer Gliederkette ein durchgehendes Band 52 aus einem Polymerwerkstoff, als Verbundwerkstoff aus faserverstärkten Zugbändern mit Umhüllungen aus Kunststoff oder dergleichen vorgesehen, welches Permanentmagnete 37 aufnimmt. Des Weiteren ist eine Lagerachse 29 mit vorzugsweise daran angeordneten Führungselementen 39 vorgesehen. Die Lagerachse 29 ist über ein Lagergehäuse 30 oder eine Lageraufnahme zum Band 52 befestigt. Das Lagergehäuse 30 sorgt gleichzeitig für eine Queraussteifung des Bandes 52, wodurch ein konstanter Abstand zum Grundkörper 14 erzielt werden kann. Die Führungselemente 39 stützen sich an der Führung 41 ab. Die Führung 41 ist bevorzugt am Grundkörper 14 vorgesehen. Diese Führungselemente 39 können bei entsprechender Ausgestaltung des Bandes 52 auch entfallen, so dass über das Band 52 die Führung zum Grundkörper 14 erfolgt und dadurch ein konstanter Abstand zwischen dem Permanentmagneten 37 und den Spulenkörpern 16 im Grundkörper 14 eingehalten wird. An dem Band 52 kann ein Koppelelement 24 befestigt
werden, um die Bewegung des Linearantriebes 11 auf die zu bewegende Last oder Gegenstand 26 zu übertragen.FIG. 6 shows a schematic sectional view of an alternative embodiment of a rotor 19 to FIGS. 3 and 4. In this embodiment, instead of a link chain, a continuous band 52 made of a polymer material, provided as a composite material of fiber-reinforced drawstrings with sheaths of plastic or the like, which receives permanent magnets 37. Furthermore, a bearing shaft 29 is preferably provided with guide elements 39 arranged thereon. The bearing axle 29 is fastened to the belt 52 via a bearing housing 30 or a bearing receptacle. The bearing housing 30 simultaneously provides a transverse stiffening of the belt 52, whereby a constant distance from the main body 14 can be achieved. The guide elements 39 are supported on the guide 41. The guide 41 is preferably provided on the base body 14. These guide elements 39 can also be omitted with a corresponding design of the band 52, so that via the belt 52, the guide to the base body 14 takes place and thereby a constant distance between the permanent magnet 37 and the bobbins 16 in the base body 14 is maintained. On the belt 52, a coupling element 24 is attached be transferred to the movement of the linear drive 11 to the moving load or object 26.
In Figur 7 ist eine weitere schematische Schnittansicht der alternativen Ausführungsform in Figur 6 dargestellt.FIG. 7 shows a further schematic sectional view of the alternative embodiment in FIG.
In Figur 8 ist eine weitere alternative Ausgestaltung des Linearantriebes 11 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist parallel zum Grundkörper 14 und im Abstand dazu angeordnet ein Statorabschnitt 54 vorgesehen, der dem Läufer 19 zugeordnet ist und eine Vielzahl von Spulenkörpern 16 aufweist. Der Läufer 19 kann bei dieser Ausführungsform mit Permanentmagneten 37 als auch ohne Permanentmagnet 37 ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Stator-Baugruppe 12 sowohl die Spulenkörper 16 im Grundkörper 14 und den Statorabschnitt 54.FIG. 8 shows a further alternative embodiment of the linear drive 11. In this embodiment, a stator portion 54 is provided parallel to the base body 14 and spaced therefrom, which is associated with the rotor 19 and has a plurality of coil bobbins 16. The rotor 19 may be formed in this embodiment with permanent magnets 37 and 37 without permanent magnet. In this embodiment, the stator assembly 12 includes both the bobbins 16 in the body 14 and the stator portion 54.
Eine weitere bevorzugte und nicht näher dargestellte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Stator-Baugruppe 12 und die Läufer- Baugruppe 18 als eine Baueinheit oder Moduleinheit ausgebildet sind. Diese Anordnung ermöglicht ein einfaches Integrieren in ein Maschinenkonzept zum Bewegen einer Last oder eines Bauteils beziehungsweise Bauelementes. Dadurch kann eine vorgefertigte Baugruppe mit definierten Schnittstellen bereitgestellt werden. Dabei ist die Baueinheit beispielsweise vollständig gekapselt. Somit kann beim Einsatz von Magneten eine Abschirmung der Antriebseinheit gegeben sein. Die Kapselung umfasst bevorzugt einen Längsschlitz, durch welchen ein Koppelelement 24 herausragt, das mit dem Läufer 19 verbunden ist, um die Last zu bewegen. Dieser Schlitz kann bevorzugt ebenfalls verschließbar ausgebildet sein.A further preferred embodiment of the invention, not shown, provides that the stator assembly 12 and the rotor assembly 18 are formed as a unit or module unit. This arrangement allows for easy integration into a machine concept for moving a load or component. As a result, a prefabricated module with defined interfaces can be provided. The unit is completely encapsulated, for example. Thus, when using magnets can be given a shield of the drive unit. The encapsulation preferably comprises a longitudinal slot through which protrudes a coupling element 24 which is connected to the rotor 19 in order to move the load. This slot can preferably also be designed to be closable.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Läufer 19 magnetfrei ausgebildet ist. Insbesondere bei der Hindurchführung des Läufers 19 durch einen Spalt, der durch den Grundkörper 14 und den Statorabschnitt 54 gebildet ist, kann eine magnetfreie Ausgestaltung des Läufers 19 vorgesehen sein. Der Antrieb des Läufers 19 erfolgt dabei nach dem Prinzip von Asynchronmotoren.
In Figur 9a ist eine weitere alternative Ausgestaltung des Linearantriebs 11 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Läufer 19 als umlaufendes Band beziehungsweise als Endlosband vorgesehen ist, wobei der Läufer 19 in einer Führung 56 gemäß Figur 9b geführt ist. Diese Führung 56 ist in einem Gehäuse 61 oder Gehäuseteil vorgesehen und verläuft abschnittsweise zwischen dem Grundkörper 14 und dem Statorabschnitt 54. Der Statorabschnitt 54 und der Grundkörper 14 sind bevorzugt Teil des Gehäuses 61 oder bilden das Gehäuse 61. Die Führung 56 ist vollständig umlaufend und geschlossen ausgebildet. Die Umlenkeinrichtung 21 mit deren Umlenkungen 22 ist dabei in dem Gehäuse 61 bevorzugt integriert. Gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 9a weist der Läufer 19 mehrere einzelne Kettenglieder 28 auf, welche an deren Ober- und Unterseite Permanentmagnete 37 umfassen. An einer vorderen Stirnseite 57 des Kettengliedes 28 ist beispielsweise eine konvexe Stirnseite 57 vorgesehen, welche an einer komplementären Stirnseite 58 des vorauseilenden Kettengliedes 28 angreift. Somit ist diese Stirnseite 58 konkav ausgebildet. Dadurch kann ein sicheres Aneinan- derliegen und Aneinandergreifen der Kettenglieder 28 sowie eine im Umlenkradius veränderbare Anordnung der Kettenglieder 28 zueinander geschaffen werden. Die Schubkettenglieder weisen den Vorteil auf, dass diese spielfrei aneinander liegen und auch bei einer Richtungsumkehr eine exakte Ansteuerung ermöglichen.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the rotor 19 is formed magnetically free. In particular, in the passage of the rotor 19 through a gap formed by the base body 14 and the stator 54, a magnet-free configuration of the rotor 19 may be provided. The drive of the rotor 19 is carried out according to the principle of asynchronous motors. FIG. 9a shows a further alternative embodiment of the linear drive 11. In this embodiment, it is provided that the rotor 19 is provided as a circulating belt or as an endless belt, wherein the rotor 19 is guided in a guide 56 according to Figure 9b. This guide 56 is provided in a housing 61 or housing part and extends in sections between the main body 14 and the stator 54. The stator 54 and the base 14 are preferably part of the housing 61 or form the housing 61. The guide 56 is completely circumferential and closed educated. The deflection device 21 with its deflections 22 is preferably integrated in the housing 61. According to the exemplary embodiment in FIG. 9 a, the rotor 19 has a plurality of individual chain links 28, which comprise permanent magnets 37 on their top and bottom sides. At a front end face 57 of the chain link 28, for example, a convex end face 57 is provided, which acts on a complementary end face 58 of the leading chain link 28. Thus, this end face 58 is concave. As a result, a secure abutment and intermeshing of the chain links 28 as well as an arrangement of the chain links 28 that can be changed in the deflection radius relative to one another can be created. The push chain links have the advantage that they lie against each other without backlash and allow for a direction reversal exact control.
Die Führungen 56 gemäß Figur 9b weisen beispielsweise ein oder mehrere Gleitelemente 53 auf, welche die Kettenglieder 28 innerhalb der Führung 56 positionieren. Durch die geometrische Ausgestaltung der Führung 56 und/oder der Gleitelemente 53 kann ein Luftspalt 55 zwischen dem Grundkörper 14 und den an den Kettengliedern 28 angeordneten Permanentmagneten 37 eingestellt werden. Die Gleitelemente 53 können anwendungsspezifisch nur in Z- oder X-Richtung die Führung der Kettenglieder 28 abhängig von einer liegenden oder stehenden Anordnung des Linearantriebes 11 übernehmen oder gleichzeitig in Z- und X- Richtung die Führung übernehmen, wie in Figur 9b dargestellt ist.The guides 56 according to FIG. 9b have, for example, one or more sliding elements 53 which position the chain links 28 within the guide 56. Due to the geometric configuration of the guide 56 and / or the sliding elements 53, an air gap 55 between the base body 14 and arranged on the chain links 28 permanent magnet 37 can be adjusted. The sliding elements 53 can take over the guidance of the chain links 28 depending on a lying or vertical arrangement of the linear drive 11 in an application-specific manner only in the Z or X direction or at the same time take over the guidance in the Z and X directions, as shown in FIG. 9b.
Durch die Anordnung des Grundkörpers 14 und Statorabschnitts 54 sowie den jeweiligen Spulen 16 zur Führung 56 kann ein doppelter Über-
deckungsbereich 42 entlang einer Verfahrstrecke erzielt werden, wie dies auch in Figur 9a vorgesehen ist. Darüber hinaus kann diese Anordnung den Vorteil aufweisen, dass um die Spulenkörper 16 umlaufend eine Kühlung 62 vorgesehen sein kann, um eine Erwärmung während des Betriebes des Linearantriebes 11 zu vermeiden oder zu verringern. Insbesondere können Kühlkanäle oder Kühlschlangen vorgesehen sein.Due to the arrangement of the main body 14 and stator section 54 and the respective coils 16 to the guide 56, a double Über- Covering area 42 can be achieved along a travel distance, as is also provided in Figure 9a. In addition, this arrangement may have the advantage that around the bobbin 16 circumferentially cooling 62 may be provided to prevent or reduce heating during operation of the linear drive 11. In particular, cooling channels or cooling coils can be provided.
In den Figuren 10a und 10b ist eine alternative Ausführungsform für eine mechanische Lagerung von Kettengliedern 28 eines Läufers 19 gemäß Figur 9a dargestellt. Beispielsweise kann eine Rollenlagerung 60, insbesondere ein Wälz- oder Kugellager, vorgesehen sein, welches um eine am Kettenglied 28 feststehende oder drehbar angeordnete Lagerachse 63 drehbar aufgenommen ist und in einem entsprechenden Lagerspalt 64 benachbart zur Führung 56 geführt wird. Ebenso kann der Lagerspalt 64 auch Teil der Führung 56 sein. Durch die Lagerung werden die Kettenglieder 28 mit einem beidseitigen Luftspalt 55 in der Führung 56 geführt.FIGS. 10a and 10b show an alternative embodiment for a mechanical mounting of chain links 28 of a rotor 19 according to FIG. 9a. For example, a roller bearing 60, in particular a rolling or ball bearing can be provided, which is rotatably received about a fixed to the chain link 28 or rotatably mounted bearing axis 63 and is guided in a corresponding bearing gap 64 adjacent to the guide 56. Likewise, the bearing gap 64 may also be part of the guide 56. Due to the storage, the chain links 28 are guided with a bilateral air gap 55 in the guide 56.
Gemäß einer weiteren bevorzugten alternativen Ausgestaltung der Führung 56 der Kettenglieder 28 des Läufers 19 gemäß Figur 9b oder Figur 10a und 10b ist eine magnetische Lagerung vorgesehen. In den Schnittdarstellungen gemäß den Figuren IIa und IIb ist die Magnetlagerung näher dargestellt. Figur IIa zeigt eine Seitenansicht des Linearantriebes 11, bei dem die Bewegungsrichtung des Kettengliedes 28 nach links erfolgt. Die Figur IIb zeigt einen Schnitt durch das Kettenglied 28 und die Führung 56 hindurch. Über die Breite des Kettengliedes 28 sind beispielsweise an jeder Längsseite drei Magnete 37, 38 vorgesehen. Den zwei äußeren Führungsmagneten 38 im Läufer 19 gegenüberliegend sind im Grundkörper 14 als auch im Statorabschnitt Führungsmagnete 38 vorgesehen, die zusammen mit den äußeren Führungsmagneten 38 des Läufers 19 die Magnetlagerung bilden. Der mittlere Permanentmagnet 37 im Kettenglied 28 ist einem Spulenkörper 16 im Grundkörper 14 und Statorabschnitt 54 gegenüberliegend angeordnet, wodurch der Antrieb erfolgt. Die Anzahl und die Anordnung der Führungsmagnete 38 zur Magnetlagerung sowie die Anzahl der Spulenkörper 16 und den zugeord-
neten Permanentmagneten 37 kann entsprechend dem Anwendungsbeispiel ausgelegt werden.According to a further preferred alternative embodiment of the guide 56 of the chain links 28 of the rotor 19 according to FIG. 9b or FIGS. 10a and 10b, a magnetic bearing is provided. In the sectional views according to the figures IIa and IIb, the magnetic bearing is shown in more detail. Figure IIa shows a side view of the linear drive 11, wherein the direction of movement of the chain link 28 is to the left. FIG. 11b shows a section through the chain link 28 and the guide 56. Over the width of the chain link 28, three magnets 37, 38 are provided, for example, on each longitudinal side. The two outer guide magnets 38 in the rotor 19 opposite guide magnets 38 are provided in the base body 14 and in the stator section, which together with the outer guide magnet 38 of the rotor 19 form the magnetic bearing. The middle permanent magnet 37 in the chain link 28 is arranged opposite a bobbin 16 in the base body 14 and the stator section 54, whereby the drive takes place. The number and arrangement of the guide magnets 38 for magnetic bearing and the number of bobbins 16 and the associated Neten permanent magnet 37 may be designed according to the application example.
In Figur 12 ist eine weitere alternative Ausgestaltung des Linearantriebes 11 dargestellt. Die Figur 13 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie XIII-XIII in Figur 12 des Linearantriebes 11. Bei dieser Ausgestaltung arbeitet der Läufer 19 nach dem Schubprinzip. Bevorzugt ist ein Gummischubband beziehungsweise ein Läufer 19 aus einem Polymeroder Gummiwerkstoff vorgesehen, der in einer umlaufenden Führung 56 vorgesehen ist. Der Läufer 19 nimmt bevorzugt die Permanentmagnete 37 auf. Beispielsweise können diese während der Herstellung des Läufers 19 eingelegt, eingeklebt oder eingepresst werden. Dieser Läufer 19 ist bevorzugt in einer geschlossenen Führung 56 vorgesehen, welche durch eine Abdeckung 66 vollständig abgeschlossen ist. Dadurch wird eine Einspannung des Bandes 52 erzielt. Gleichzeitig kann eine Flüssigkeitsschmierung 71 oder Flüssigkeitslagerung, insbesondere Öldruckschmierung, des Läufers 19 in der Führung 56 vorgesehen sein. Dies ermöglicht eine Leichtgängigkeit und verringert die Reibung zwischen dem Läufer 19 und Führungswänden der Führung 56. Dadurch kann auch das Entstehen von Reibungswärme verhindert werden.FIG. 12 shows a further alternative embodiment of the linear drive 11. 13 shows a sectional view along the line XIII-XIII in Figure 12 of the linear drive 11. In this embodiment, the rotor 19 operates on the thrust principle. Preferably, a rubber belt or a rotor 19 is provided from a polymer or rubber material, which is provided in a circumferential guide 56. The rotor 19 preferably receives the permanent magnets 37. For example, these can be inserted, glued or pressed during the production of the rotor 19. This rotor 19 is preferably provided in a closed guide 56, which is completely closed by a cover 66. As a result, a clamping of the belt 52 is achieved. At the same time a liquid lubrication 71 or liquid storage, in particular oil pressure lubrication, of the rotor 19 may be provided in the guide 56. This allows a smooth running and reduces the friction between the rotor 19 and guide walls of the guide 56. This also the generation of frictional heat can be prevented.
Die Abdeckung 66 ist durch mitbewegte Kettensegmente 68 ausgebildet und in den Figuren 14a und 14b näher dargestellt. Die mitbewegten Kettensegmente 68 weisen ein Führungssegment 59 auf, welches dazu dient, das Kettensegment 68 in dem Grundkörper 14 zu führen und die einseitig offene Führung 56 zu schließen und insbesondere eine Abstützfläche für das Endlosband während dem Schubbetrieb zu bilden. Die Führungssegmente 59 können als Nut oder anderweitige in der Geometrie aufweisende Hinterschneidungen ausgebildet sein. Die Kettensegmente 68 weisen eine konvexe Stirnseite 57 auf, an welcher eine konkave Stirnseite 58 des nachfolgenden Kettensegmentes eingreift. Dadurch kann eine einfache Umlenkung und ein einfacher Schubbetrieb ermöglicht werden. Bevorzugt kann auch bei diesen Kettensegmenten 68 eine reibungsminimierende Beschichtung oder eine Wälzlagerung zwischen zwei Kettensegmenten 68 vorgesehen sein.
In Figur 15a ist eine schematische Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Linearantriebes lldargestellt. Diese Anordnung arbeitet nach dem Schubprinzip, wobei dem ersten Läufer 19 spiegelbildlich ein zweiter Läufer 19' angeordnet ist, so dass ein Doppelbandantrieb ermöglicht ist. Beide Läufer 19, 19' sind im Bereich der Spiegelachse aneinander liegend angeordnet und bevorzugt miteinander bewegungsgekoppelt. Somit kann insbesondere durch das Koppelelement 24 eine Last bewegt werden. Aufgrund dieser Anordnung des ersten und zweiten Läufers 19 nach dem Doppelbandprinzip kann eine sechsfache Antriebskraft entlang der Verfahrstrecke zwischen dem Läufer 19 und dem Grundkörper 14 erzielt werden, da insgesamt sechs Überdeckungsbereiche 42 eine Antriebskraft für das Koppelement 24 zur Verfügung stellen. Dabei ist vorgesehen, dass entlang der Verfahrstrecke jeweils ein Überdeckungsbereich 42, 42' des Läufers 19, 19' vorgesehen ist. Gegenüberliegend in jeweils entgegengesetzter Bewegungsrichtung und parallel verlaufend sind beim Läufer 19 zwei Überdeckungsbereiche 42 und beim Läufer 19' zwei Überdeckungsbereiche 42' gebildet. Dies beruht darauf, dass auf beiden Seiten des Läufers der Statorabschnitt 54 beziehungsweise 54' ausgebildet werden kann, wohingegen im bewegungsgekoppelten Bereich der Läufer entlang der Verfahrstrecke nur ein Statorabschnitt 54, 54' im Läufer 19, 19' zugeordnet werden kann. Des Weiteren ist alternativ auch möglich, dass die beiden Läufer 19, 19', welche mit dem Koppelelement 24 verbunden sind, einen geringen Abstand zueinander aufweisen, so dass zwischen dem Läufer 19, 19' entlang der Verfahrstrecke ebenfalls noch ein Statorabschnitt 45, 45' ausgebildet werden kann.The cover 66 is formed by moving chain segments 68 and shown in more detail in Figures 14a and 14b. The co-moving chain segments 68 have a guide segment 59, which serves to guide the chain segment 68 in the base body 14 and close the unilaterally open guide 56 and in particular to form a support surface for the endless belt during the pushing operation. The guide segments 59 may be formed as a groove or otherwise having in the geometry of undercuts. The chain segments 68 have a convex end face 57, on which engages a concave end face 58 of the following chain segment. This allows a simple diversion and a simple overrun operation are possible. Preferably, a friction-minimizing coating or a rolling bearing between two chain segments 68 may also be provided in these chain segments 68. In Figure 15a is a schematic side view of another alternative embodiment of the linear drive lldargestellt. This arrangement operates on the thrust principle, wherein the first rotor 19 a mirror image of a second rotor 19 'is arranged, so that a double belt drive is made possible. Both runners 19, 19 'are arranged adjacent to one another in the region of the mirror axis and preferably coupled to one another in a motion-coupled manner. Thus, a load can be moved in particular by the coupling element 24. Due to this arrangement of the first and second rotor 19 according to the double belt principle, a sixfold driving force can be achieved along the travel distance between the rotor 19 and the main body 14, since a total of six overlap regions 42 provide a driving force for the coupling element 24. It is provided that along the trajectory each a coverage area 42, 42 'of the rotor 19, 19' is provided. Opposite in each opposite direction of movement and parallel running 19 two overlap areas 42 and the runner 19 'two overlap areas 42' are formed in the rotor. This is based on the fact that the stator section 54 or 54 'can be formed on both sides of the rotor, whereas in the motion-coupled region of the rotor along the travel path only one stator section 54, 54' in the rotor 19, 19 'can be assigned. Furthermore, it is alternatively also possible that the two runners 19, 19 ', which are connected to the coupling element 24, have a small distance from each other, so that between the runners 19, 19' along the travel distance also still a stator 45, 45 ' can be trained.
In Figur 15b ist eine schematische Schnittdarstellung des Linearantriebs 11 gemäß Figur 15a dargestellt. Dabei ist vorgesehen, dass der Grundkörper 14 und der Statorabschnitt 54 dem gemeinsamen Gehäuse 61 angeordnet sind, wobei die Führung 56 durch zwei U-förmige Vertiefungen in dem Gehäuse 61 gebildet sind. Über eine Abdeckung 69 werden bevorzugt beide Führungen 56 geschlossen, wobei in der Abdeckung 69 eine Langlochöffnung 67 vorgesehen ist, durch welche das Koppelelement 24 herausgeführt wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht auch, dass das Doppelbandprinzip sowohl bei der Ausführungsform gemäß Figur 9a
und deren Alternativen als auch durch die Ausführungsform gemäß Figur 12 verwirklicht werden kann. Die Langlochöffnung 67 kann durch einen verschiebbaren Verschluss geschlossen ausgebildet werden. Dabei kann eine analoge Anordnung, wie in Figur 14a und 14b beschrieben, vorgesehen sein.
FIG. 15b shows a schematic sectional illustration of the linear drive 11 according to FIG. 15a. It is provided that the base body 14 and the stator 54 are arranged in the common housing 61, wherein the guide 56 are formed by two U-shaped depressions in the housing 61. Via a cover 69, both guides 56 are preferably closed, wherein in the cover 69, a slot opening 67 is provided through which the coupling element 24 is led out. This embodiment also allows the double band principle both in the embodiment according to FIG. 9a and their alternatives as well as by the embodiment of Figure 12 can be realized. The slot opening 67 can be formed closed by a sliding closure. In this case, an analog arrangement, as described in Figures 14a and 14b, may be provided.
Claims
1. Elektrischer Linearantrieb zur Erzeugung von geradlinigen Bewegungen entlang einer vorbestimmten Bewegungsachse mit einer Stator-Baugruppe (12) und einer Läufer-Baugruppe (18), die relativ zur Stator-Baugruppe (12) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet,An electric linear actuator for generating rectilinear movements along a predetermined axis of motion with a stator assembly (12) and a rotor assembly (18) movable relative to the stator assembly (12), characterized
dass die Läufer-Baugruppe (18) als zumindest ein bandförmiger und umlenkbarer Läufer (19) ausgebildet ist,the rotor assembly (18) is designed as at least one belt-shaped and deflectable rotor (19),
dass die Stator-Baugruppe (12) zumindest einen Grundkörper (14) und eine Vielzahl von im Grundkörper (14) angeordneten Spulenkörpern (16) aufweist, die zur Erzeugung einer Antriebskraft entlang der vorbestimmten Bewegungsachse des Läufers (19) im Grundkörper (14) ausgerichtet sind,in that the stator subassembly (12) has at least one main body (14) and a plurality of bobbins (16) arranged in the base body (14), which are aligned along the predetermined axis of movement of the rotor (19) in the base body (14) in order to generate a driving force are,
dass der zumindest eine Grundkörper (14) zumindest zwei Umlenkungen (22) einer Umlenkeinrichtung (21) zugeordnet ist, durch welche der Läufer (19) zumindest teilweise entlang des Grundkörpers (14) geführt ist und zumindest einen ersten Überdeckungsbereich (42) zum Grundkörper (14) bildet, undin that the at least one main body (14) is assigned at least two deflections (22) to a deflecting device (21) through which the rotor (19) is guided at least partially along the main body (14) and at least one first overlapping region (42) to the main body ( 14), and
dass der Läufer (19) zumindest ein Koppelelement (24) zur Übertragung einer Linearbewegung auf eine zu bewegende Last aufweist.the rotor (19) has at least one coupling element (24) for transmitting a linear movement to a load to be moved.
2. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (19) durch die Umlenkung (22) zumindest teilweise entlang des Grundkörpers (14) geführt wird und in einen weiteren Überdeckungsbereich (42) übergeführt wird, in dem die Bewegungsrichtung des Läufers (19) entgegengesetzt zum ersten Überdeckungsbereich (42) ist.2. Linear drive according to claim 1, characterized in that the rotor (19) through the deflection (22) at least partially along the base body (14) is guided and in a further overlapping region (42) is converted, in which the direction of movement of the rotor ( 19) opposite to the first covering area (42).
3. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (19) eine Vielzahl von im Abstand zueinander angeordneten Permanentmagneten (37) aufweist, die im Läufer (19) eingelegt oder integriert oder auf dem Läufer (19) aufgebracht oder fixiert sind.3. Linear drive according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor (19) a plurality of at a distance has arranged to each other permanent magnets (37) which are inserted or integrated in the rotor (19) or applied or fixed on the rotor (19).
4. Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (19), der vorzugsweise nach dem Zugprinzip arbeitet, als Gliederkette mit mehreren Kettengliedern (28) ausgebildet ist, bei dem zwei zueinander beabstandete Kettenglieder (28) durch eine Lagerachse (29) schwenkbar miteinander verbunden sind, die vorzugsweise spielfrei zueinander angeordnet sind.4. Linear drive according to claim 1 or 2, characterized in that the rotor (19), which preferably operates on the train principle, as a link chain with a plurality of chain links (28) is formed, in which two spaced-apart chain links (28) by a bearing axis ( 29) are pivotally connected to each other, which are preferably arranged without play to each other.
5. Linearantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Läufer (19), insbesondere an der Lagerachse (29) oder an dem Kettenglied (28) zumindest ein Führungselement (39) vorgesehen ist, welches an zumindest einer Führung (41) angreift und den Läufer (19) in einem definierten Abstand zum Grundkörper (14) der Stator-Baugruppe (12) führt.5. Linear drive according to claim 3, characterized in that on the rotor (19), in particular on the bearing axis (29) or on the chain link (28) at least one guide element (39) is provided, which acts on at least one guide (41) and the rotor (19) leads at a defined distance from the base body (14) of the stator assembly (12).
6. Linearantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (41) am Grundkörper (14) der Stator-Baugruppe (12) angeordnet ist und vorzugsweise als Lauf- oder Gleitfläche ausgebildet ist und dass das Führungselement (39) zumindest ein Wälzoder Gleitlager aufweist, welches vorzugsweise an der Lagerachse (29) vorgesehen ist.6. Linear drive according to claim 4, characterized in that the guide (41) on the base body (14) of the stator assembly (12) is arranged and is preferably designed as a running or sliding surface and that the guide element (39) at least one rolling or sliding bearing which is preferably provided on the bearing axis (29).
7. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Umlenkung (22) der Umlenkeinrichtung (21) einen Durchmesser aufweist, der zumindest geringfügig größer als eine tangential zur Umlenkung (22) zugeordnete Stirnfläche des Grundkörpers (14) ausgebildet ist.7. Linear drive according to claim 1, characterized in that at least one deflection (22) of the deflection device (21) has a diameter which is at least slightly larger than a tangential to the deflection (22) associated end face of the base body (14).
8. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (19) in einem zwischen dem Grundkörper (14) und einem weiteren Statorabschnitt (54) gebildeten Spalt hindurchführbar ist. 8. Linear drive according to claim 1, characterized in that the rotor (19) can be guided in a gap formed between the base body (14) and a further stator section (54).
9. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (19), der nach dem Schubprinzip arbeitet, lose aneinander gereihte Kettenglieder (28) aufweist, welche in einer Führung (56) vorgesehen sind, wobei die Führung (56) in einem Gehäuse (61) vorgesehen ist, welches den Grundkörper (14) und den Statorabschnitt (54) umfasst.9. Linear drive according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor (19), which operates on the thrust principle, loosely arranged chain links (28), which are provided in a guide (56), wherein the guide (56) is provided in a housing (61) which comprises the base body (14) and the stator section (54).
10. Linearantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der nach dem Schubprinzip arbeitende Läufer (19) Kettenglieder (28) aufweist, welche in Schubrichtung eine konvexe oder konkave vordere Stirnseite (57) aufweisen, die an einer komplementär ausgebildeten Stirnseite (58) der vorauseilenden Kettenglieder (28) angreifen und insbesondere dazwischenliegend eine reibungsminimie- rende Beschichtung oder eine Wälzlagerung aufweisen.10. Linear drive according to claim 9, characterized in that the working according to the thrust runner (19) chain links (28) which in the thrust direction, a convex or concave front end face (57) formed on a complementary end face (58) attack leading chain links (28) and in particular between them have a friction-minimizing coating or rolling bearing.
11. Linearantrieb nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenglieder (28) eine seitliche Lagerung aufweisen, die als mechanische Lagerung, insbesondere Rollenlagerung oder Gleitlagerung, oder als magnetische Lagerung ausgebildet sind.11. Linear drive according to claim 9 or 10, characterized in that the chain links (28) have a lateral bearing, which are designed as a mechanical bearing, in particular roller bearing or plain bearing, or as a magnetic bearing.
12. Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (19) aus einem Polymer- oder Gummiwerkstoff- ausgebildet ist.12. Linear drive according to claim 1 or 2, characterized in that the rotor (19) is formed of a polymer or Gummiwerkstoff-.
13. Linearantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (19), der aus Polymer- oder Gummiwerkstoff ausgebildet ist und nach dem Schubprinzip arbeitet, in einer Führung (56) vorgesehen ist, wobei die Führung (56) durch den Grundkörper (14) und den den Grundkörper (14) umgebenden Statorabschnitt (54) gebildet ist.13. Linear drive according to claim 12, characterized in that the rotor (19), which is formed from polymer or rubber material and works on the thrust principle, is provided in a guide (56), wherein the guide (56) through the base body (56). 14) and the base body (14) surrounding the stator (54) is formed.
14. Linearantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (19) in der Führung (56) in einem Flüssigkeitsfilm, insbesondere in einen unter Druck stehenden Ölfilm, gelagert ist. 14. Linear drive according to claim 12, characterized in that the rotor (19) is mounted in the guide (56) in a liquid film, in particular in a pressurized oil film.
15. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass spiegelbildlich zum ersten Überdeckungsbereich (42) eines ersten Läufers (19) und eines ersten Grundkörpers (14) ein weiterer Überdeckungsbereich (42) zwischen einem zweiten Läufer (19') und einem zweiten Grundkörper (14') gebildet ist und der erste und zweite Läufer (19, 19') miteinander bewegungsgekoppelt sind.15. Linear drive according to one of the preceding claims, characterized in that a mirror image of the first overlap region (42) of a first rotor (19) and a first base body (14), a further overlap region (42) between a second rotor (19 ') and a second Base body (14 ') is formed and the first and second runners (19, 19') are coupled to each other motion.
16. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (19) als Endlosband ausgebildet ist und den zumindest einen Grundkörper (14) der Stator-Baugruppe (12) vollständig umschließt.16. Linear drive according to claim 1, characterized in that the rotor (19) is designed as an endless belt and the at least one base body (14) of the stator assembly (12) completely encloses.
17. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundkörper (14) eine Kühlung (62), insbesondere die Spulenkörper (16) umgebende Kühlkanäle vorgesehen ist.17. Linear drive according to one of the preceding claims, characterized in that in the base body (14) cooling (62), in particular the bobbin (16) surrounding cooling channels is provided.
18. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (56) zur Aufnahme von zumindest einem Läufer (19) durch eine mitbewegte Abdeckung (66) oder eine feststehende Abdeckung (69) geschlossen ist, und vorzugsweise der Läufer (19) durch die Abdeckung (66) in der Führung (56) eingespannt ist. 18. Linear drive according to one of the preceding claims, characterized in that the guide (56) for receiving at least one rotor (19) by a co-moving cover (66) or a fixed cover (69) is closed, and preferably the rotor (19 ) is clamped by the cover (66) in the guide (56).
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