DE10013045A1 - Linearantrieb - Google Patents
LinearantriebInfo
- Publication number
- DE10013045A1 DE10013045A1 DE2000113045 DE10013045A DE10013045A1 DE 10013045 A1 DE10013045 A1 DE 10013045A1 DE 2000113045 DE2000113045 DE 2000113045 DE 10013045 A DE10013045 A DE 10013045A DE 10013045 A1 DE10013045 A1 DE 10013045A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- slide
- carriage
- guide body
- linear drive
- drive according
- 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.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/02—Sliding-contact bearings
- F16C29/025—Hydrostatic or aerostatic
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Abstract
Ein Linearantrieb weist zumindest einen stationären Führungskörper (2, 2') und einen Führungskörper (2, 2') zumindest teilweise umgriffenen und entlang einer vom Führungskörper (2, 2') bestimmten Bewegungsbahn in Richtung seiner Längsachse (Z) translatorisch bewegbaren Schlitten (3) auf. Der Schlitten (3) ist mittels in den Innenflächen des Führungskörpers (2, 2') vorgesehener Gaslagerelemente (12, 14, 16, 18) gelagert. Der Schlitten (3) ist an zwei voneinander abgewandten Längsseiten mit jeweils zumindest einer Magnetanordnung (6, 7) versehen, die sich jeweils parallel zur Längsachse (Z) des Schlittens erstreckt. Zwei seitliche, zueinander parallele, stationäre, Spulen aufweisende Motorelemente (4, 5) sind jeweils einer Magnetanordnung (6, 7) gegenüber gelegen. Die Magnetanordnungen (6, 7) sind, in Richtung der Längsachse (Z) des Schlittens (3) gesehen, deutlich kürzer als die Motorelemente (4, 5), so daß Motorelemente (4, 5) und Magnetanordnungen (6, 7) zwei parallel zueinander angeordnete Linearmotoren (8, 9) bilden.
Description
Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb mit zumindest
einem stationären Führungskörper und einem vom Führungskörper
zumindest teilweise umgriffenen und entlang einer vom
Führungskörper bestimmten Bewegungsbahn in Richtung seiner
Längsachse translatorisch bewegbaren Schlitten.
Linearantriebe sind allgemein bekannt. Beim Beschleunigen und
Abbremsen eines Linearantriebs wirken Momentenbelastungen auf
den Schlitten, die daher rühren, daß die im Linearmotor
erzeugten Beschleunigungskräfte über Stützlager und
Führungslager des Schlittens abgestützt werden, so daß sich
zwischen dem Angriffsort der Beschleunigungskräfte am
Schlitten und dem Angriffsort der Abstützkräfte am Schlitten
Biegespannungen aufbauen. Je höher die Beschleunigung des
Linearantriebs ist, desto höher sind die auf den Schlitten
wirkenden Momentenbelastungen, so daß ein Linearantrieb für
hohe Beschleunigungen mit einem entsprechend steifen und
damit auch schweren Schlitten ausgestattet werden muß, um
eine Formänderung des Schlittens zu verhindern. Die damit
verbundene hohe Masse des Schlittens steht aber der Erzielung
einer hohen Beschleunigung wieder entgegen.
Um hohe Beschleunigungen eines Linearantriebs zu erzielen,
ist es außerdem anzustreben, die Reibung in den Stützlagern
und den Führungslagern des Schlittens zu minimieren. Im
Gegensatz dazu können bei wälzgelagerten Führungen die
Wälzkörper aufgrund ihrer Trägheit bei hohen Beschleunigungen
nicht mehr gemäß ihrer Kinematik abrollen, sondern beginnen
zu gleiten, wodurch an den Wälzlagern ein erhöhter Verschleiß
auftritt. Der Linearantrieb besitzt daher bei hohen
Beschleunigungen den entscheidenden Vorteil, daß er
berührungslos arbeitet.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Linearantrieb mit zumindest einem ringförmigen, stationären
Führungskörper und einem vom Führungskörper umgebenen und
entlang einer vom Führungskörper bestimmten Bewegungsbahn in
seiner Längsrichtung translatorisch bewegbaren Schlitten
anzugeben, der für sehr hohe Beschleunigungen ausgelegt ist.
Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst von einem
Linearantrieb mit zumindest einem stationären Führungskörper
und einem vom Führungskörper zumindest teilweise umgriffenen
und entlang einer vom Führungskörper bestimmten Bewegungsbahn
in Richtung seiner Längsachse translatorisch bewegbaren
Schlitten, wobei der Schlitten mittels in den Innenflächen
des Führungskörpers vorgesehener Gaslagerelemente
berührungsfrei gelagert ist, wobei der Schlitten an zwei
voneinander abgewandten Längsseiten mit jeweils zumindest
einer Magnetanordnung versehen ist, die sich jeweils parallel
zur Längsachse des Schlittens erstreckt, wobei zwei
seitliche, zueinander parallele, stationäre, Spulen
aufweisende Motorelemente vorgesehen sind, die jeweils einer
Magnetanordnung gegenübergelegen sind, wobei die
Magnetanordnungen, in Richtung der Längsachse des Schlittens
gesehen, deutlich kürzer sind als die Motorelemente, so daß
Motorelemente und Magnetanordnungen zwei parallel zueinander
angeordnete Linearmotoren bilden.
Durch die Lagerung des Schlittens mittels Gaslagerelementen
innerhalb des Führungskörpers wird Reibung in den horizontal
verlaufenden Stützlagern und den vertikal verlaufenden
Führungslagern des Linearantriebs minimiert, so daß der
Schlitten berührungsfrei bewegbar ist. Die seitliche
Anordnung zweier parallel zueinander gelegener Linearmotoren
sorgt dafür, daß die auf den Schlitten vom Linearmotor
einwirkenden Kräfte auf beiden Seiten des Schlittens
gleichzeitig und gleichmäßig angreifen, so daß Momente um die
Hochachse des Schlittens, die bei einem einseitig
angebrachten Linearmotor auftreten würden, vermieden werden.
Allein durch diese beidseitige symmetrische Anordnung der
Linearmotoren wird bereits ein Verkanten des Schlittens in
den Führungslagern (Gierbewegung) vermieden. Der Aufbau der
Linearmotoren mit den stationär angeordneten, die Spulen
aufweisenden Motorelementen und den am Schlitten angebrachten
Permanentmagnetanordnungen ermöglicht, daß alle
Versorgungsleitungen für die Linearmotoren (Stromversorgung,
Wasserkühlung) sowie die Versorgungsleitungen für Druckgas
für die in den stationären Führungskörpern befindlichen
Gaslagerelemente gestellfest sind und somit nicht bewegt
werden müssen. Der Schlitten kann daher äußerst leicht
aufgebaut werden, so daß sehr hohe Beschleunigungen des
Schlittens möglich sind.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der
Führungskörper U-förmige Gestalt auf und umgreift den
Schlitten an drei Seiten und der Schlitten ist gegenüber dem
Führungskörper unterdruckvorgespannt. Diese
Unterdruckvorspannung, die durch ein an Bereiche der
Innenfläche des mittleren Schenkels des U-förmigen
Führungskörpers oder an separat vorgesehene Unterdrucklager
angelegtes Vakuum erfolgen kann, verhindert ein Abheben des
Schlittens vom Führungskörper, da durch die
Unterdruckvorspannung die im Stützlager entstehenden
Gasdruck-Abstoßungskräfte durch die vom Unterdruck erzeugten
Anziehungskräfte kompensiert werden.
Alternativ weist der Führungskörper ringförmige Gestalt auf
und umgreift den Schlitten umfangsmäßig, wobei dann keine
Unterdruckvorspannungs-Lagerung erforderlich ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich eine Verbindungslinie
der jeweiligen Wirkungsschwerpunkte der beidseitig vom
Schlitten angeordneten Linearmotoren, im Querschnitt des
Schlittens betrachtet, durch den Schwerpunkt des Schlittens
erstreckt. Durch diese Lage der gemeinsamen Mittelebene der
beiden links und rechts vom Schlitten befindlichen
Linearmotoren wird gewährleistet, daß die auf den Schlitten
vom Linearmotor einwirkenden Kräfte beim Beschleunigen keine
Momente um die Querachse des Schlittens hervorrufen, so daß
ein Verkanten des Schlittens auf den horizontal verlaufenden
Stützlagern (Nickbewegung) ebenfalls ausgeschlossen ist. Der
auf diese Weise konstruierte erfindungsgemäße Linearantrieb
ermöglicht somit eine Beschleunigung des Schlittens ohne
Nick- und Gierbewegungen des Schlittens, so daß keine
Momentenlasten auf den Schlitten wirken. Dies wiederum
ermöglicht es, den Schlitten leicht zu bauen, wodurch ein
Erreichen hoher Beschleunigungen des Linearantriebs weiter
erleichtert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei Führungskörper
vorgesehen, von denen einer im Bereich eines jeweiligen
ersten Endes der parallel angeordneten Motorelemente und der
andere im Bereich des jeweiligen zweiten Endes der parallel
angeordneten Motorelemente vorgesehen ist, wobei beide
Führungskörper koaxial miteinander ausgerichtet sind und
wobei die Längserstreckung des Schlittens größer ist als der
Abstand zwischen den beiden Führungskörpern. Diese
Ausführungsform sorgt für eine hochpräzise Lagerung des
Schlittens und ermöglicht einen Translationsweg des
Schlittens, der der Länge eines Motorelements abzüglich der
Länge einer Magnetanordnung entspricht. Diese Ausgestaltung
ist insbesondere für Linearantriebe geeignet, die äußerst
schnelle und stark beschleunigte Hubbewegungen durchführen
müssen, wie dies beispielsweise in Bestückungsautomaten für
die Fertigungstechnik oder in der Meßtechnik erforderlich
ist.
Vorzugsweise ist der Schlitten als Hohlrohr ausgebildet,
wodurch aufgrund dieser Materialeinsparung eine weitere
Gewichtsreduzierung des Schlittens ermöglicht wird. Das
Hohlrohr des Schlittens kann dabei aus Leichtmetall oder aus
einem Verbundwerkstoff wie einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff
oder einem Glasfaser-Verbundwerkstoff bestehen, wodurch noch
eine weitere Gewichtsreduzierung erreicht werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Schlitten
einen rechteckigen, vorzugsweise quadratischen, Querschnitt
auf und auch der beziehungsweise die Führungskörper ist
beziehungsweise sind als Rechteck-U beziehungsweise als
Rechteckring, vorzugsweise als Quadratring, mit einem an den
Querschnitt des Schlittens angepaßten Öffnungsquerschnitt zur
Aufnahme des Schlittens ausgebildet. Diese Ausgestaltung
ermöglicht es, daß der Schlitten verdrehungsfrei
translatorisch bewegbar ist.
Vorzugsweise umfassen die Motorelemente eisenbehaftete
Spulen.
Die Motorelemente sind in einer bevorzugten Ausführungsform
fluidgekühlt, vorzugsweise wassergekühlt, wodurch vermieden
wird, daß eine Aufheizung der Motorelemente auftritt, die
wiederum durch Strahlungswärme eine Aufheizung und damit eine
Verformung des Schlittens und der Führungskörper bewirken
würde. Da der dünnwandige Schlitten aus anderem Material
besteht als die Führungskörper würde bei einer Aufheizung
dieser Elemente eine ungleichmäßige Wärmeausdehnung
auftreten, so daß eine sichere Lagerung und Führung des
Schlittens in den Führungskörpern nicht mehr gewährleistet
sein könnte. Eine Fluidkühlung der Motorelemente vermeidet
diese Problematik.
In einer bevorzugten Weiterbildung weisen die
Gaslagerelemente in ihrer jeweiligen Lagerfläche eine
Mehrzahl von Gasaustrittsdüsen auf, die von einem Druckgas
beaufschlagt sind, so daß ein aus den Gasaustrittsdüsen
austretender Gasstrom ein homogenes Gaspolster zwischen dem
jeweiligen Gaslagerelement und der jeweiligen Oberfläche des
Schlittens bildet. Als Gas wird vorzugsweise Druckluft
verwendet.
Vorzugsweise sind dabei die Gasaustrittsdüsen in der
Lagerfläche eines jeweiligen Gaslagerelements von mittels
eines energiereichen Strahls gebohrten Mikrolöchern gebildet,
die vorzugsweise kegelförmig ausgebildet sind, wobei deren
engster Querschnitt an der Mündung in die Lagerfläche gelegen
ist. Diese von Mikrolöchern gebildeten Gasaustrittsdüsen
sorgen für ein äußerst gleichmäßiges und homogenes
Gaspolster. Diese Ausgestaltung der Gasaustrittsdüsen, die an
sich bereits aus der DE 44 36 156 C1 bekannt ist, besitzt den
Vorteil, daß der Luftverbrauch der Einzeldüsen äußert niedrig
ist und daß eine große Anzahl Düsen für eine hohe statische
Tragkraft in den Lagerkörper eingebracht werden kann, ohne
dadurch den Gesamtgasverbrauch in unwirtschaftliche Bereiche
steigen zu lassen.
Vorzugsweise werden die beiden seitlichen Linearmotoren von
einer gemeinsamen Regelungseinrichtung beaufschlagt. Dadurch
werden regelungsbedingte Asymmetrien im Antriebs- und
Beschleunigungsverhalten der beiden Linearmotoren vermieden,
was zusätzlich für eine Vermeidung von Momenten im Schlitten
sorgt.
Des weiteren ist es von Vorteil, wenn der Schlitten an einer
Außenfläche mit einem Maßstab versehen ist, der sich
vorzugsweise über die gesamte Länge des Schlittens in
Richtung der Längsachse erstreckt, wobei dem Maßstab
gegenüber gelegen zumindest ein gestellfester Lesekopf zur
Abtastung der Einteilung des Maßstabs angeordnet ist und
wobei das vom Lesekopf gebildete Signal an die
Regelungseinrichtung zur Regelung des Vorschubs des
Schlittens geleitet wird. Durch diese Integration des
Maßstabs in den Schlitten wird dieser an einer idealen Lage
positioniert, da zwischen dem Maßstab und dem bewegten
Schlitten keine zusätzlichen Elemente vorgesehen sind, die
eine unerwünschte Elastizität in das aus Schlitten und
Maßstab gebildete bewegte System einbringen könnten, so daß
die Regelung des Schlittenvorschubs mit minimierter Dämpfung
erfolgen kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in dieser
zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Linearantriebs,
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen
Linearantrieb und
Fig. 3 eine Rückansicht des erfindungsgemäßen Linearantriebs
in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines
erfindungsgemäßen Linearantriebs dargestellt. Ein aus einem
Vierkantrohr mit quadratischen Querschnitt bestehender
Schlitten 3 ist axial verfahrbar in zwei in Axialrichtung
voneinander beabstandeten Führungskörpern 2, 2' mittels
horizontaler und vertikaler Gasdrucklager gelagert. An seiner
Vorderseite ist der Schlitten 3 mit einer zu bewegenden
Nutzlast 10 versehen. Im dargestellten Beispiel ist dies ein
Hohlspiegel.
Zwischen dem vorderen Führungskörper 2 und dem hinteren
Führungskörper 2' sind, parallel zum Schlitten 3, ein linkes
Motorelement 4 und ein rechtes Motorelement 5 vorgesehen,
die, wie die Führungskörper 2, 2', stationär sind. Das erste,
vordere Ende 4', 5' des jeweiligen Motorelements 4, 5 ist dem
vorderen Führungskörper 2 benachbart gelegen und das zweite,
hintere Ende 4", 5" des jeweiligen Motorelements 4, 5 ist dem
hinteren Führungskörper benachbart gelegen.
In den Führungskörpern 4, 5 sind in dem Fachmann bekannter
Weise Erregerspulen eines Linearantriebs vorgesehen. Des
weiteren sind die Motorelemente 4, 5 wassergekühlt. Die
Anschlüsse für die Stromversorgung und die Wasserversorgung
der Motorelemente 4, 5 sind zur Vereinfachung in den
Zeichnungen nicht dargestellt.
Zwischen den Motorelementen 4, 5 und dem Schlitten 3 sind
Magnetanordnungen 6, 7 vorgesehen, die am Schlitten 3
befestigt sind und die sich mit diesem bewegen können.
Zwischen den seitlichen die Flächen der Magnetanordnungen 6,
7 und der zum Schlitten 3 weisenden inneren Fläche des
jeweiligen Motorelements 4, 5 ist ein Luftspalt gebildet.
Die Länge 1 der Magnetanordnungen 6, 7, in Richtung der
Schlittenachse Z gesehen, ist kürzer als die Länge L eines
Motorelement 4, 5, so daß sich der Schlitten 3 zwischen den
Führungskörpern 2, 2' in Axialrichtung hin- und herbewegen
kann. In den Fig. 1 und 2 ist der Schlitten in seiner nach
vorne maximal ausgefahrenen Position gezeigt.
Das jeweilige Motorelement 4, 5 und die diesen zugeordnete
Magnetanordnung 6, 7 bilden jeweils einen Linearmotor 8, 9.
Die Anordnung der Linearmotoren 8, 9, des Schlittens 3 und
der Führungskörper 2, 2' ist spiegelsymmetrisch zu einer
durch die Schlittenachse Z verlaufenden Symmetrieebene Y, die
im gezeigten Beispiel vertikal verläuft.
In Fig. 2 ist zu sehen, daß die Magnetanordnungen 6, 7 aus
einem am Schlitten 3 angebrachten Magnetträger 6', 7' sowie
aus einer Mehrzahl von Magneten 6", 7" bestehen, die auf der
vom Schlitten 3 abgewandten Außenseite des jeweiligen
Magnetträgers 6', 7' in Axialrichtung nebeneinander
angeordnet sind. Die jeweilige Magnetanordnung 6, 7 bildet
mit dem jeweiligen Motorelement 4, 5 einen Linearmotor 8, 9.
Jeder Linearmotor 8, 9 besitzt, im Querschnitt gesehen,
jeweils einen Wirkungsschwerpunkt S1, S2, in welchem die
Antriebskräfte auf die jeweils zugeordnete Magnetanordnung 6,
7 und damit auf dien Schlitten 3 wirken. Unter einem
Wirkungsschwerpunkt S1, S2 wird der Punkt verstanden, an dem
die Resultierende der im Linearmotor 6, 7 auf die jeweils
zugehörige Magnetanordnung 6, 7 einwirkenden Antriebskräfte
angreift.
Die Verbindungslinie V des Wirkungsschwerpunktes S1 des
linken Linearmotors und des Wirkungsschwerpunktes S2 des
rechten Linearmotors verläuft im gezeigten Beispiel
horizontal, und erstreckt sich durch den Schwerpunkt S0 des
Schlittens 3. Räumlich betrachtet bilden die jeweiligen
Wirkungsschwerpunkte S1, S2 des jeweiligen Linearmotors 8, 9
jeweils eine Gerade WL1, WL2, die sich im gezeigten Beispiel
parallel zur Längsachse Z des Schlittens 3 erstreckt, so daß
beim gezeigten Beispiel die räumliche Bedingung gilt, daß die
Verbindungsebene der jeweiligen Wirkungsschwerpunktsgeraden
WL1 und WL2 durch die von Querschnitts-Schwerpunkten S0 des
Schlittens 3 gebildete, ebenfalls zur Längsachse Z parallele
Schwerpunktslinie WL0 erstreckt. Hierdurch wird
gewährleistet, daß beim Beschleunigen des Schlittens keine
Nickmomente entstehen.
Die Ansicht der Fig. 3 zeigt auch die Lage der
Gaslagerelemente 12, 14, 18, 16. Obwohl in Fig. 3 nur der
hintere Führungskörper 2' zu sehen ist, gilt der nachfolgend
beschriebene Aufbau auch für den vorderen Führungskörper 2.
Die Gaslagerelemente 12, 14, 16, 18 sind auf den Innenflächen
des quadratringförmigen Führungskörpers 2' vorgesehen. Ein
oberes Gaslagerelement 12 und ein unteres Gaslagerelement 16
verlaufen horizontal und ein rechtes Gaslagerelement 14 sowie
ein linkes Gaslagerelement 18 verlaufen vertikal. Die - nicht
gezeigten - Gasaustrittsdüsen der Gaslagerelemente 12, 14,
16, 18 weisen in Richtung der zugeordneten oberen, unteren,
linken beziehungsweise rechten Seitenfläche des im
Querschnitt quadratischen Schlittens 3. Die Gaslagerelemente
12, 14, 16, 18 können entweder als eigenständige Bauteile auf
die zugeordnete Innenfläche eines Führungskörpers mit
entsprechend größer ausgebildeter Durchtrittsöffnung
aufgebracht sein, sie können aber auch integral in den
Führungskörper eingearbeitet sein.
Der Schlitten 3 ist an seiner Unterseite mit einem Maßstab 20
versehen, der entweder steif und fest mit dem Schlitten 3
verbunden ist oder der an der unteren Fläche des Schlittens 3
unmittelbar aufgebracht ist. Bei dem Maßstab 20 handelt es
sich vorzugsweise um einen Linearmaßstab mit einer Vielzahl
von gleich voneinander beabstandeten Einteilungen. Unterhalb
des Schlittens 3 ist zumindest ein Lesekopf 22 gestellfest
und damit stationär angeordnet, der die Einteilungen des
Maßstabs 20 erfaßt, wenn sich der Schlitten 3 über den
Lesekopf 22 bewegt und der daraus ein Signal für die Bewegung
des Schlittens 3 bildet, welches an eine - nicht gezeigte -
Regelungseinrichtung für den Schlittenvorschub geleitet wird.
Auf diese Weise kann der Schlitten 3 mit einer sehr hohen
Genauigkeit sowohl bezüglich der Wegstrecke als auch
bezüglich der Geschwindigkeit verfahren werden. Diese
stationäre Anordnung des Lesekopfes 22 besitzt den Vorteil,
daß keine bewegten Kabelverbindungen für die
Spannungsversorgung zum und die Datenübertragung vom Lesekopf
22 erforderlich sind, wie dies sonst der Fall wäre, wenn der
Lesekopf 22 am bewegten Schlitten 3 angebracht wäre.
Die Führungskörper können auch U-förmig ausgebildet sein,
wobei der Schlitten dann über von Unterdruck beaufschlagte
Gaslagerelemente im jeweiligen mittleren Schenkel der
U-förmigen Führungskörper gegen den Führungskörper
vorgespannt wird, um ein Abheben des Schlittens vom
Führungskörper zu verhindern. Alternativ können die dort
vorgesehenen Gaslagerelemente auch als kombinierte
Überdruck-/Unterdrucklager ausgebildet sein.
Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele
beschränkt, die lediglich der allgemeinen Erläuterung des
Kerngedankens der Erfindung dienen. Im Rahmen des
Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr
auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen
annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale
aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen
Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den
Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der
Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
1
Linearantrieb
2
Führungskörper
2
' Führungskörper
3
Schlitten
4
linkes Motorelement
4
' linkes vorderes Ende
4
" linkes hinteres Ende
5
rechtes Motorelement
5
' rechtes vorderes Ende
5
" rechtes hinteres Ende
6
linke Magnetanordnung
6
' linker Magnetträger
6
" Magnet
7
rechte Magnetanordnung
7
' rechter Magnetträger
7
" Magnet
8
linker Linearmotor
9
rechter Linearmotor
10
Nutzlast
12
oberes horizontales Gaslagerelement
14
rechtes vertikales Gaslagerelement
16
unteres horizontales Gaslagerelement
18
linkes vertikales Gaslagerelement
20
Maßstab
22
Lesekopf
S0
S0
Schwerpunkt
S1
S1
Wirkungsschwerpunkt
S2
S2
Wirkungsschwerpunkt
V Verbindungslinie
WL1
V Verbindungslinie
WL1
Wirkungsschwerpunktsgerade
WL2
WL2
Wirkungsschwerpunktsgerade
Y Symmetrieebene
Z Achse
Y Symmetrieebene
Z Achse
Claims (13)
1. Linearantrieb (1) mit zumindest einem stationären
Führungskörper (2, 2') und einem vom Führungskörper (2,
2') zumindest teilweise umgriffenen und entlang einer vom
Führungskörper (2, 2') bestimmten Bewegungsbahn in
Richtung seiner Längsachse (Z) translatorisch bewegbaren
Schlitten (3),
- - wobei der Schlitten (3) mittels in den Innenflächen des Führungskörpers (2, 2') vorgesehener Gaslagerelemente (12, 14, 16, 18) berührungsfrei gelagert ist,
- - wobei der Schlitten (3) an zwei voneinander abgewandten Längsseiten mit jeweils zumindest einer Magnetanordnung (6, 7) versehen ist, die sich jeweils parallel zur Längsachse (Z) des Schlittens erstreckt,
- - wobei zwei seitliche, zueinander parallele, stationäre, Spulen aufweisende Motorelemente (4, 5) vorgesehen sind, die jeweils einer Magnetanordnung (6, 7) gegenübergelegen sind,
- - wobei die Magnetanordnungen (6, 7), in Richtung der Längsachse (Z) des Schlittens gesehen, deutlich kürzer sind als die Motorelemente (4, 5), so daß Motorelemente (4, 5) und Magnetanordnungen (6, 7) zwei parallel zueinander angeordnete Linearmotoren (8, 9) bilden.
2. Linearantrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Führungskörper (2, 2') U-förmige Gestalt aufweist
und den Schlitten (3) an drei Seiten umgreift und
daß der Schlitten (3) gegenüber dem Führungskörper (2,
2') unterdruckvorgespannt ist.
3. Linearantrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Führungskörper (2, 2') ringförmige Gestalt
aufweist und den Schlitten (3) umfangsmäßig umgreift.
4. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich eine Verbindungslinie (V) der jeweiligen
Wirkungsschwerpunkte (S1, S2) der beidseitig vom Schlitten
(3) angeordneten Linearmotoren (8, 9), im Querschnitt des
Schlittens (3) betrachtet, durch den Schwerpunkt (S0) des
Schlittens (3) erstreckt.
5. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß zwei Führungskörper (2, 2') vorgesehen sind, von denen einer (2) im Bereich eines jeweiligen ersten Endes (4', 5') der parallel angeordneten Motorelemente (4, 5) und der andere (2') im Bereich des jeweiligen zweiten Endes (4", 5") der parallel angeordneten Motorelemente (4, 5) vorgesehen ist, wobei beide Führungskörper (2, 2') koaxial miteinander ausgerichtet sind, und
- - daß die Längserstreckung des Schlittens (3) größer ist, als der Abstand zwischen den beiden Führungskörpern (2, 2').
6. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlitten (3) als Hohlrohr ausgebildet ist.
7. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlitten (3) einen rechteckigen, vorzugsweise
quadratischen, Querschnitt aufweist und daß der
beziehungsweise die Führungskörper (2, 2') als Rechteck-U
beziehungsweise als Rechteckring, vorzugsweise als
Quadratring, mit einem an den Querschnitt des Schlittens
(3) angepaßten Öffnungsquerschnitt zur Aufnahme des
Schlittens (3) ausgebildet ist beziehungsweise sind.
8. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Motorelemente (4, 5) eisenbehaftete Spulen
umfassen.
9. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Motorelemente (4, 5) fluidgekühlt, vorzugsweise
wassergekühlt, sind.
10. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gaslagerelemente (12, 14, 16, 18) in ihrer
jeweiligen Lagerfläche eine Mehrzahl von
Gasaustrittsdüsen aufweisen, die von einem Druckgas
beaufschlagt sind, so daß ein aus den Gasaustrittsdüsen
austretender Gasstrom ein homogenes Gaspolster zwischen
dem jeweiligen Gaslagerelement (12, 14, 16, 18) und der
jeweiligen Oberfläche des Schlittens (3) bildet.
11. Linearantrieb nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasaustrittsdüsen in der Lagerfläche eines
jeweiligen Gaslagerelements (12, 14, 16, 18) von mittels
eines energiereichen Strahls gebohrten Mikrolöchern
gebildet sind, die vorzugsweise kegelförmig ausgebildet
sind, wobei deren engster Querschnitt an der Mündung in
die Lagerfläche gelegen ist.
12. Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden seitlichen Linearmotoren (8, 9) von einer
gemeinsamen Regelungseinrichtung beaufschlagt sind.
13. Linearantrieb nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Schlitten (3) an einer Außenfläche mit einem Maßstab (20) versehen ist, der sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Schlittens (3) in Richtung der Längsachse (Z) erstreckt,
- - daß dem Maßstab (20) gegenüber gelegen zumindest ein gestellfester Lesekopf (22) zur Abtastung der Einteilung des Maßstabs (20) angeordnet ist und
- - daß das vom Lesekopf (22) gebildete Signal an die Regelungseinrichtung zur Regelung des Vorschubs des Schlittens (3) geleitet wird.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000113045 DE10013045A1 (de) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Linearantrieb |
DE50112687T DE50112687D1 (de) | 2000-03-17 | 2001-03-16 | Linearantrieb |
EP01931534A EP1264388B1 (de) | 2000-03-17 | 2001-03-16 | Linearantrieb |
PCT/EP2001/003014 WO2001069764A1 (de) | 2000-03-17 | 2001-03-16 | Linearantrieb |
TW90106354A TW513842B (en) | 2000-03-17 | 2001-03-19 | Linear drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000113045 DE10013045A1 (de) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Linearantrieb |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10013045A1 true DE10013045A1 (de) | 2001-09-27 |
Family
ID=7635115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000113045 Ceased DE10013045A1 (de) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Linearantrieb |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10013045A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020023682A1 (en) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | Etagen, Inc. | Linear electromagnetic machine |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4436156C1 (de) * | 1994-10-10 | 1996-03-21 | Heinzl Joachim | Aerostatisches Lager und Verfahren zur Herstellung eines aerostatischen Lagers |
DE19629193A1 (de) * | 1995-07-20 | 1997-01-23 | Bose Corp | Elektromechanischer Wandler |
DE19641879A1 (de) * | 1996-10-10 | 1998-04-23 | Heinz Peter Brandstetter | Stellantrieb |
EP0905869A2 (de) * | 1997-09-24 | 1999-03-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Linearmotormechanismus für eine Vorführeinrichtung und diesen nutzendes Herstellungsverfahren |
WO1999046849A1 (de) * | 1998-03-11 | 1999-09-16 | Paul Wurth S.A. | Hubantrieb für den einsatz in der eisen- und stahlindustrie |
-
2000
- 2000-03-17 DE DE2000113045 patent/DE10013045A1/de not_active Ceased
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4436156C1 (de) * | 1994-10-10 | 1996-03-21 | Heinzl Joachim | Aerostatisches Lager und Verfahren zur Herstellung eines aerostatischen Lagers |
DE19629193A1 (de) * | 1995-07-20 | 1997-01-23 | Bose Corp | Elektromechanischer Wandler |
DE19641879A1 (de) * | 1996-10-10 | 1998-04-23 | Heinz Peter Brandstetter | Stellantrieb |
EP0905869A2 (de) * | 1997-09-24 | 1999-03-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Linearmotormechanismus für eine Vorführeinrichtung und diesen nutzendes Herstellungsverfahren |
WO1999046849A1 (de) * | 1998-03-11 | 1999-09-16 | Paul Wurth S.A. | Hubantrieb für den einsatz in der eisen- und stahlindustrie |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020023682A1 (en) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | Etagen, Inc. | Linear electromagnetic machine |
US10985641B2 (en) | 2018-07-24 | 2021-04-20 | Mainspring Energy, Inc. | Linear electromagnetic machine system with bearing housings having pressurized gas |
CN113169654A (zh) * | 2018-07-24 | 2021-07-23 | 曼斯普林能源股份有限公司 | 线性电磁机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3547530A1 (de) | Verfahren zum betreiben einer transporteinrichtung in form eines langstatorlinearmotors | |
DE3636550A1 (de) | Anordnung eines beweglichen tisches | |
DE69106165T2 (de) | Führungsvorrichtung. | |
EP3597471A1 (de) | Langstatorlinearmotor | |
EP0269649B1 (de) | Lineareinheit für handhabungsgeräte | |
EP1619281B1 (de) | Legebarrenantrieb in einer Wirkmaschine | |
DE2711994B2 (de) | Fahrzeug, das gegenüber einem Fahrweg mit Hilfe einer anziehenden magnetischen Einrichtung und einer Zusatzkrafteinrichtung gehalten wird | |
DE2556076C3 (de) | Magnetschwebefahrzeug | |
DE3447620C2 (de) | Linearwälzlager | |
DE102013226826A1 (de) | Linearmotoranordnung und Werkzeugmaschine mit einer Linearmotoranordnung | |
DE112020003445T5 (de) | Eisenbehafteter Linearmotor-Forcer mit integrierter Luftlagerführung | |
WO2018234174A1 (de) | Fahrkorb mit rollenführung für ein aufzugssystem | |
DE3704952C2 (de) | ||
DE10013045A1 (de) | Linearantrieb | |
DE4342944C2 (de) | Flurförderzeug | |
EP1264388B1 (de) | Linearantrieb | |
EP0857152B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum ausziehen von rollpaletten in der kompakt-lagertechnik, sowie rollpalette hierfür | |
EP1254005B1 (de) | Auswerfereinrichtung für eine spritzgiessmaschine für kunststoffe | |
EP2069104B1 (de) | Ruckentkoppelte antriebsachse | |
DE4445283A1 (de) | Werkzeugmaschine | |
DE3104125C2 (de) | Schwebeanordnung zur repulsiven berührungslosen Stützung von Fahrzeugen mittels Permanentmagneten | |
DE10249334A1 (de) | Positionierungssystem mit einem elektromagnetischen Linearantrieb | |
DE10013046A1 (de) | Linearantrieb | |
DE2425027C2 (de) | Magnetgeführtes und/oder -getragenes Fahrzeug | |
DE8711811U1 (de) | Feinantrieb für ein Laserwerkzeug |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |