Die Erfindung geht aus von einer Transportvorrichtung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. The invention relates to a transport device according to the preamble of the independent claim.
Stand der TechnikState of the art
Bekannt sind Transportsysteme, in welchen die Transportkörper (sogenannte Mover) im elektromagnetischen Feld nahezu reibungsfrei gelagert sind. Die regelbaren elektromagnetischen Kräfte werden sowohl für den Antrieb der Transportkörper als auch für elektromagnetische Linearlagerung oder Levitation über eine flache, elektrisch erregte Transportfläche (auch als X-Y-Stator bezeichnet) benutzt. Ein solches System ist in der WO 2013/059934 A1 beschrieben. Die vorliegende Erfindung baut ausdrücklich auf den darin offenbarten Gegenständen auf. Are known transport systems in which the transport body (so-called movers) are stored in the electromagnetic field almost frictionless. The controllable electromagnetic forces are used both for driving the transport body as well as for electromagnetic linear bearing or levitation via a flat, electrically excited transport surface (also referred to as XY stator). Such a system is in the WO 2013/059934 A1 described. The present invention is expressly based on the objects disclosed therein.
Das Antriebssystem des in der WO 2013/059934 A1 offenbarten Systems verfügt über Permanentmagnete in den Transportkörpern, welche in einer X-Y-Halbach-Anordnung vorgesehen sind. Das Magnetfeld dieser Permanentmagnete interagiert mit dem Magnetfeld elektrischer Leiter im Stator, welche einer an die Magnete abgestimmten spezifischen X-Y-Anordnung folgen. Durch das Zusammenwirken der permanentmagnetischen Halbach-Systeme mit den im Stator durch die Bestromung der Leiterbahnen entstehenden elektromagnetischen Feldern werden die auf die Transportkörper wirkenden Antriebskräfte in den Richtungen X und Y sowie eine Hebekraft (Tragkraft) in Z-Richtung erzeugt. Die Magnetsysteme in Halbach-Konfiguration im Mover bestehen aus einzelnen anisotropen gesonderten Seltenen-Erden-Magnete. Die Formgebung gerade der Permanentmagnete ist angepasst an die Geometrie des Wicklungssystems. Hierbei verlaufen mehrere Strombahnen senkrecht zueinander. Die Breite der Strombahnen ist üblicher Weise an die Breite der Halbach-Module angepasst.The drive system of the in WO 2013/059934 A1 disclosed system has permanent magnets in the transport bodies, which are provided in an XY Halbach arrangement. The magnetic field of these permanent magnets interacts with the magnetic field of electrical conductors in the stator, which follow a specific XY arrangement matched to the magnets. Due to the interaction of the permanent magnet Halbach systems with the resulting in the stator by the energization of the tracks electromagnetic fields acting on the transport body driving forces in the directions X and Y and a lifting force (load capacity) in the Z direction are generated. The magnet systems in Halbach configuration in the mover consist of individual anisotropic separate rare earth magnets. The shape of the permanent magnets is adapted to the geometry of the winding system. Here are several current paths perpendicular to each other. The width of the current paths is usually adapted to the width of the Halbach modules.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Transportvorrichtung bei unterwarteten Betriebszuständen besser abzusichern. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs.The invention has for its object to better protect the generic transport device under anticipated operating conditions. The object is solved by the features of the independent claim.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass eine Absicherung insbesondere des Movers bei Ausfall der den Statorteil des Planarantriebs versorgenden Energie erreicht wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, indem der Mover zumindest ein bewegliches Teil umfasst, das relativ zum Movergehäuse zumindest in Richtung der Antriebsfläche verfahrbar ist. Dadurch wirkt das bewegliche Teil einem Absenken des gesamten Movers auf der Antriebsfläche entgegen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass zumindest ein absenkbares Teil mit dem Grundkörper verbunden ist, das in einem abgesenkten Zustand den Mover in mechanischen Kontakt mit der Antriebsfläche bringt. Dadurch kann verhindert werden, dass ein Benutzer von einem absenkenden Mover eingeklemmt wird. Dadurch wird die Betriebssicherheit weiter erhöht.The device according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that a hedge particular of the mover is achieved in case of failure of the stator of the planar drive supplying energy. This is inventively achieved by the mover comprises at least one movable part which is movable relative to the mover housing at least in the direction of the drive surface. As a result, the movable part counteracts a lowering of the entire mover on the drive surface. This is inventively achieved in that at least one lowerable part is connected to the main body, which brings the mover in mechanical contact with the drive surface in a lowered state. This can prevent a user from being trapped by a lowering mover. As a result, the reliability is further increased.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest eine Bewegung des beweglichen Teils relativ zu dem Grundkörper in Abhängigkeit von einem von der Spulenebene erzeugten Magnetfeld und/oder in Abhängigkeit einer Änderung eines von der Spulenebene erzeugten Magnetfelds erfolgt. Damit kann ohne Verzögerungen auf für den Mover gefährliche Situationen reagiert werden, wenn bei Ausfall des Stroms in der Spulenebene der Mover auf die Antriebsfläche aufsetzen würde. Dadurch erhöht sich die Sicherheit der Anordnung.In an expedient refinement, it is provided that at least one movement of the movable part takes place relative to the main body as a function of a magnetic field generated by the coil plane and / or as a function of a change in a magnetic field generated by the coil plane. In this way, it is possible to react to situations that are dangerous for the movers without delays if the movers would touch the drive surface in the event of a power failure at the coil level. This increases the security of the arrangement.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das bewegliche Teil ein geringeres Massenträgheitsmoment aufweist als der Grundkörper des Movers. Damit wird sichergestellt, dass bei Stromausfall sich das bewegliche Teil schneller als der Grundkörper in Richtung zur Antriebsfläche absetzen kann. Damit wird der Grundkörper des Movers vor Beschädigungen geschützt.In an expedient development it is provided that the movable part has a lower mass moment of inertia than the main body of the mover. This ensures that in case of power failure, the moving part can settle faster than the main body in the direction of the drive surface. This protects the body of the mover from damage.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest ein Bewegungsmittel zwischen dem beweglichen Teil und dem Grundkörper angeordnet ist zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen beweglichem Teil und Grundkörper. Als Bewegungsmittel eignen sich insbesondere zumindest eine Feder und/oder eine Drehfeder und/oder eine Blattfeder. Aber auch andere geeignete Bewegungsmittel basierend auf elektrischen, elektromagnetischen oder magnetischen Prinzipien können zum Einsatz kommen. Damit wird ein automatisches Absenken des absenkbaren Teils möglich. Gerade die Verwendung einer Feder ermöglicht es, auf eine weitere, separate Energieversorgung zu verzichten. Dies ist bei dem Ausfall der Versorgungsspannung von Bedeutung und gewährleistet die Betriebssicherheit im Notbetrieb.In an expedient development it is provided that at least one movement means is arranged between the movable part and the main body for generating a relative movement between the movable part and the main body. As a means of movement are in particular at least one spring and / or a torsion spring and / or a leaf spring. But other suitable means of movement based on electrical, electromagnetic or magnetic principles may be used. Thus, an automatic lowering of the lowerable part is possible. Especially the use of a spring makes it possible to dispense with a separate, separate power supply. This is important in the case of the failure of the supply voltage and ensures operational safety in emergency mode.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das bewegliche Teil und/oder zumindest ein weiteres relativ zu dem Grundkörper des Movers bewegliches Teil zumindest ein ferromagnetisches Teil umfasst. Als ferromagnetisches Teil könnte bevorzugt ein plattenförmiges Teil, ein Netz oder zumindest ein Permanentmagnet Verwendung finden. Bevorzugt besteht das ferromagnetische Teil aus stark magnetisch anisotropen Materialien und/oder aus ferromagnetischen Materialien, welche jedoch elektrisch schlecht leiten wie beispielsweise sogenannte Soft Magnetic Composits (SMC). Das ferromagnetische Teil kann bevorzugt eingebettet sein in Kunststoff. Dadurch wird das bewegliche Teil leichter, so dass eine schnellere Relativbewegung gegenüber dem Grundkörper zu erreichen ist. Das ferromagnetische Element ist so angeordnet, dass eine besonders einfache Veränderung des Magnetfeldes zu einer Relativbewegung zwischen dem beweglichen Teil und dem Grundkörper des Movers führen kann. Dadurch wird ein automatisches Absenken ermöglicht. Besonders bevorzugt weist das ferromagnetische Netz dieselbe Teilung wie die Spulenebene auf. Dadurch kann eine gezielte Ausrichtung des beweglichen Teils erzielt werden, um bei fehlendem Magnetfeld in Form einer Drehbewegung das Verriegelungsmittel anzusteuern.In an expedient refinement, it is provided that the movable part and / or at least one further part movable relative to the main body of the mover comprises at least one ferromagnetic part. As a ferromagnetic part, a plate-shaped part, a net or at least one permanent magnet could preferably be used. The ferromagnetic part preferably consists of strongly magnetically anisotropic materials and / or of ferromagnetic materials, which, however, conduct electricity poorly, such as for example so-called soft magnetic composites (SMC). The ferromagnetic part may preferably be embedded in plastic. As a result, the movable part is lighter, so that a faster relative movement relative to the base body can be achieved. The ferromagnetic element is arranged so that a particularly simple change of the magnetic field can lead to a relative movement between the movable part and the main body of the mover. This allows automatic lowering. Particularly preferably, the ferromagnetic network has the same pitch as the coil plane. As a result, a targeted alignment of the movable part can be achieved in order to control the locking means in the absence of magnetic field in the form of a rotational movement.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Bewegungsmittel durch das ferromagnetische Teil an einer Bewegung gehindert ist, wenn ein von der Spulenebene erzeugtes Magnetfeld einen bestimmten Grenzwert überschreitet bzw. hinreichend groß ist. Dadurch kann das Bewegungsmittel wie beispielsweise eine Feder vorgespannt werden gegenüber einer Kraft, die üblicherweise bei vorhandenem Magnetfeld auf das ferromagnetische Teil wirkt. Bei Beendigung des Magnetfelds übt das ferromagnetische Teil keine Gegenkraft mehr aus auf das Bewegungsmittel, so dass automatisch das Absinken des beweglichen Teils erfolgt.In an expedient development, it is provided that the movement means is prevented from moving by the ferromagnetic part when a magnetic field generated by the coil plane exceeds a specific limit value or is sufficiently large. Thereby, the moving means such as a spring can be biased against a force which usually acts on the ferromagnetic part when there is a magnetic field. Upon completion of the magnetic field, the ferromagnetic part no longer exerts a counterforce on the moving means, so that automatically the lowering of the movable part takes place.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Bewegungsmittel abhängig von zumindest einem Verriegelungsmittel aktivierbar ist. Damit kann ein Auslösen des absenkbaren Teils gezielt gesteuert und beeinflusst werden. Damit wird sichergestellt, dass im Normalbetrieb das bewegliche Teil nicht absinkt. Besonders bevorzugt wird hierbei das Verriegelungsmittel in Abhängigkeit von dem ferromagnetischen Teil betätigt, insbesondere bei einer signifikanten Änderung des von der Spulenebene erzeugten Magnetfelds. Dies trägt zu einer automatischen Betriebsweise bei.In an expedient development it is provided that the movement means can be activated as a function of at least one locking means. Thus, a triggering of the lowerable part can be selectively controlled and influenced. This ensures that the moving part does not sink during normal operation. In this case, the locking means is particularly preferably actuated as a function of the ferromagnetic part, in particular in the case of a significant change in the magnetic field generated by the coil plane. This contributes to automatic operation.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zumindest ein Bewegungsmittel vorgesehen, um das Verriegelungsmittel anzusteuern. Vorzugsweise wird das Verriegelungsmittel durch das Bewegungsmittel in einer Ebene parallel zur Antriebsfläche verschoben und/oder gedreht. Als Bewegungsmittel eignen sich insbesondere zumindest eine Feder und/oder eine Drehfeder und/oder eine Blattfeder. Aber auch andere geeignete Bewegungsmittel basierend auf elektrischen, elektromagnetischen oder magnetischen Prinzipien können zum Einsatz kommen. Damit wird ein automatisches Aktivieren des Verriegelungsmittels möglich. Gerade die Verwendung einer Feder ermöglicht es, auf eine weitere, separate Energieversorgung zu verzichten. Dies ist bei dem Ausfall der Versorgungsspannung von Bedeutung und gewährleistet die Betriebssicherheit im Notbetrieb.In an expedient development, at least one movement means is provided to control the locking means. Preferably, the locking means is displaced and / or rotated by the moving means in a plane parallel to the driving surface. As a means of movement are in particular at least one spring and / or a torsion spring and / or a leaf spring. But other suitable means of movement based on electrical, electromagnetic or magnetic principles may be used. This allows automatic activation of the locking means. Especially the use of a spring makes it possible to dispense with a separate, separate power supply. This is important in the case of the failure of the supply voltage and ensures operational safety in emergency mode.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Verriegelungmittel zumindest einen, vorzugsweise drehbaren, Arm umfasst, welcher mit zumindest einer Ausnehmung, vorzugsweise ein Schlitz, im Grundkörper zusammenwirkt. Gerade weil sich das bewegliche Teil unter Wirkung eines Magnetfelds in einer bestimmten Richtung orientiert, kann dieses bei Fehlen eines Magnetfelds erzeugte Moment leicht zur Entriegelung verwendet werden.In an expedient development it is provided that the locking means comprises at least one, preferably rotatable, arm, which cooperates with at least one recess, preferably a slot, in the base body. Precisely because the movable part is oriented in a certain direction under the action of a magnetic field, this moment generated in the absence of a magnetic field can easily be used for unlocking.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das bewegliche Teil mit zumindest einem Segment zusammenwirkt, indem es bei einem ausreichenden Stromfluss der Spulenebene das zumindest eine Segment gegen den Grundkörper des Movers drückt, während es bei nicht ausreichendem Stromfluss in der Spulenebene das Segment nicht mehr gegen den Grundkörper des Movers drückt. In einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung sind zumindest zwei Segmente vorgesehen sind, die – vorzugsweise über zumindest eine Feder und/oder zumindest ein Federbolzen – beweglich miteinander verbunden sind. Gerade bei mehreren, gegeneinander beweglichen Segmenten kann eine zuverlässige Klemmung mit dem Grundkörper bzw. einem Rahmen am Grundkörper das Absinken des beweglichen Teils unterbinden. Andererseits kann dieser Mechanismus durch ein einziges bewegliches ferromagnetisches Teil zur Absenkung freigegeben werden.In an expedient development, it is provided that the movable part cooperates with at least one segment by pressing the at least one segment against the main body of the mover with sufficient current flow of the coil plane, while the segment is no longer in the event of insufficient current flow in the coil plane pushes the body of the mover. In a particularly expedient refinement, at least two segments are provided, which are connected to one another, preferably via at least one spring and / or at least one spring bolt. Especially with multiple, mutually movable segments reliable clamping with the main body or a frame on the base body can prevent the sinking of the movable part. On the other hand, this mechanism can be released by a single movable ferromagnetic part for lowering.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das absenkbare Teil zumindest ein Auflagemittel, vorzugsweise zumindest eine Rolle, Kugel etc. umfasst. Damit kann eine besonders schonende Absenkung absenkbaren Teils auf die Antriebsfläche erreicht werden. Zudem unterstützt ein geeignetes Auflagemittel eine manuelle Bewegungsmöglichkeit des Movers beispielsweise auch bei Stromausfall.In an expedient development it is provided that the lowerable part comprises at least one support means, preferably at least one roller, ball, etc. Thus, a particularly gentle lowering lowerable part can be achieved on the drive surface. In addition, a suitable support means supports a manual movement possibility of the mover, for example, even in case of power failure.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das absenkbare Teil im mittleren Bereich des Movers angeordnet ist und/oder von Magnetarrays umgeben ist. Damit kann eine besonders stabile Lage des Movers erreicht werden. Außerdem werden die für die Antriebsfunktion notwendigen Permanentmagnete in ihrer hierfür besonders geeigneten Anordnung nicht beeinträchtigt.In an expedient development it is provided that the lowerable part is arranged in the central region of the mover and / or is surrounded by magnet arrays. This allows a particularly stable position of the mover can be achieved. In addition, the necessary for the drive function permanent magnets are not affected in their particular suitable arrangement.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das absenkbare Teil in einem sich von einem Normalbetriebszustand unterscheidenden kritischen Betriebszustand abgesenkt ist. Dadurch lassen sich sicherheitskritische Betriebszustände durch definierte Ruhelagen des Movers abfangen. In an expedient refinement, it is provided that the lowerable part is lowered in a critical operating state that differs from a normal operating state. As a result, safety-critical operating states can be intercepted by defined resting positions of the movers.
Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung. Further expedient developments emerge from further dependent claims and from the description.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben.Embodiments of the device according to the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below.
Es zeigen:Show it:
1 eine Systemdarstellung der Vorrichtung, 1 a system representation of the device,
2 und 3 Schnittdarstellungen des Movers und der Spulenebene, 2 and 3 Sectional views of the mover and the coil plane,
4 einen Mover mit zugehöriger Anordnung der Halbach-Systeme relativ zu der Spulenebene in der Draufsicht bei fließendem Strom in der Draufsicht, 4 a mover with associated arrangement of Halbach systems relative to the coil plane in the plan view with flowing current in plan view,
5 eine Draufsicht auf den Mover mit einem runden, beweglichen Mittelteil, 5 a top view of the movers with a round, movable middle part,
6 eine Schnittdarstellung des Movers nach 5 in der Seitenansicht im Normalbetrieb, 6 a sectional view of the mover after 5 in the side view in normal operation,
7 eine Schnittdarstellung des Movers nach 5 in der Seitenansicht im abgesicherten bzw. abgesenkten Betrieb, 7 a sectional view of the mover after 5 in the side view in secured or lowered operation,
8 eine Draufsicht auf den Mover mit einem beweglichen Mittelteil in einem weiteren Ausführungsbeispiel, 8th a top view of the mover with a movable middle part in a further embodiment,
9 eine Schnittdarstellung des Movers nach 8 in der Seitenansicht im Normalbetrieb, 9 a sectional view of the mover after 8th in the side view in normal operation,
10 eine Schnittdarstellung des Movers nach 8 in der Seitenansicht im abgesicherten bzw. abgesenkten Betrieb, 10 a sectional view of the mover after 8th in the side view in secured or lowered operation,
11 ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel eines Movers mit absenkbaren Rahmenteilen und ferromagnetischer Platte im Normalbetrieb, 11 a further alternative embodiment of a mover with lowerable frame parts and ferromagnetic plate in normal operation,
12 das Ausführungsbeispiel gemäß 11 im abgesicherten bzw. abgesenkten Betrieb, 12 the embodiment according to 11 in secured or lowered operation,
13 ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel eines Movers mit Hebelmechanismus im Normalzustand sowie 13 another alternative embodiment of a mover with lever mechanism in the normal state and
die 14 das Ausführungsbeispiel gemäß 13 im abgesicherten bzw. abgesenkten Betriebszustand.the 14 the embodiment according to 13 in the secured or lowered operating state.
Die Ansicht aus der 2 präsentiert das allgemeine Prinzip des Zusammenwirkens der Magnete des und einer Schicht der Statorwicklung in den der Kacheln in einer Koordinate X bzw. Y. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind beispielhaft zwei Mover 20 dargestellt mit unterschiedlichen Grundformen, nämlich ein im Wesentlichen rechteckförmiger Mover 20 bzw. ein runder Mover 20. Auch eine ovale Gestaltung wäre denkbar. Die Trägerplatte 12 bzw. Antriebsfläche 13 besteht aus mehreren Einzelteilen bzw. Kacheln 16. Die Kacheln 16 sind quadratisch bzw. rechteckförmig ausgebildet. Die Kacheln 16 besitzen im Wesentlichen eine planare Oberfläche und sind schichtweise aufgebaut. Die Kachel 16 ist quadratisch bzw. rechteckförmig ausgebildet. So umfasst die Kachel 16 eine Spulenebene 18, eine Sensorebene 22 sowie eine Leistungselektronikebene 24. Weiterhin ist ein Bussystem 26 vorgesehen, welches die Kacheln 16 mit einem nicht dargestellten Zentralrechner bzw. Prozessor verbindet. Außerdem ist eine Spannungsversorgung 28 vorgesehen mit zugehörigen Anschlüssen, über die die Leistungselektronikebene 24 bzw. die Spulenebene 18 und/oder die Sensorebene 22 mit Energie versorgt werden kann. The view from the 2 presents the general principle of the interaction of the magnets of and a layer of the stator winding in those of the tiles in a coordinate X and Y, respectively. In the embodiment according to FIG 1 are exemplary two movers 20 illustrated with different basic shapes, namely a substantially rectangular mover 20 or a round mover 20 , An oval design would be conceivable. The carrier plate 12 or drive surface 13 consists of several parts or tiles 16 , The tiles 16 are square or rectangular in shape. The tiles 16 have essentially a planar surface and are built up in layers. The tile 16 is square or rectangular shaped. So includes the tile 16 a coil level 18 , a sensor level 22 and a power electronics level 24 , Furthermore, a bus system 26 provided, which the tiles 16 connects to a central computer or processor, not shown. There is also a power supply 28 provided with associated terminals, via which the power electronics level 24 or the coil level 18 and / or the sensor level 22 can be supplied with energy.
Die Grundplattform 10 beschreibt das Basiselement. Aus dieser ergeben sich die nötigen Gestaltungsmöglichkeiten des Systems im Raum. Unter der Grundplattform 10 wird der Systemträger bzw. ein Maschinengestell verstanden. Sie muss die notwendige Steifigkeit aufweisen. Die Grundplattform 10 kann bereits Steuerungskomponenten und Leistungselektronik aufnehmen. Optional könnte auch bereits die Trägerplatte 12 bzw. Antriebsfläche 13 Bestandteil der Grundplattform 10 sein. Die Grundplattform 10 bietet die Basis oder das Element zur Anordnung weiterer Funktionseinheiten. Die Grundplattform 10 ist weiterhin die Basis oder das Element zur Anordnung weiterer Transportsysteme. Die Grundplattform 10 soll kompatibel mit anderen Grundplattformen sein. Auf der Oberfläche der Grundplattform 10 sind auf der Antriebsfläche 13 die relativ hierzu beweglichen Mover 20 angeordnet. Hierzu erzeugt die Antriebsfläche 13 bzw. die Trägerplatte 12 eine Antriebskraft, die auf den Mover 20 wirkt und ihn in die gewünschte Bewegung versetzt. Die stationäre Antriebsfläche 13 ist vorzugsweise planar ausgeführt. Der Mover 20 wird so angesteuert, dass er zumindest in zwei Freiheitsgraden verschiebbar und/oder drehbar ist. Damit lassen sich insbesondere wie nachfolgend beschrieben unterschiedliche Stationen in flexibler Weise anfahren, wenn die Antriebsfläche 13 diese in geeigneter Weise miteinander verbindet. The basic platform 10 describes the base element. From this arise the necessary design possibilities of the system in space. Under the ground platform 10 is understood the system carrier or a machine frame. It must have the necessary rigidity. The basic platform 10 can already accommodate control components and power electronics. Optional could already be the support plate 12 or drive surface 13 Part of the basic platform 10 be. The basic platform 10 provides the base or element for arranging further functional units. The basic platform 10 is still the basis or the element for arranging further transport systems. The basic platform 10 should be compatible with other basic platforms. On the surface of the basic platform 10 are on the drive surface 13 the relatively movable mover 20 arranged. For this purpose, the drive surface generates 13 or the carrier plate 12 a driving force on the mover 20 acts and puts him in the desired movement. The stationary drive surface 13 is preferably designed planar. The mover 20 is controlled so that it is displaceable and / or rotatable at least in two degrees of freedom. Thus, in particular, as described below, different stations can approach in a flexible manner when the drive surface 13 connect them in a suitable way.
Der Mover 20 beschreibt das bewegbare Element der Vorrichtung 8. Zum einen dient der Mover 20 der Erzeugung einer Relativbewegung gegenüber der Trägerplatte 12 bzw. Antriebsfläche 13. Weiterhin erfolgt eine Interaktion zwischen den Movern 20 oder zwischen den Moverkomponenten. Weiterhin erzeugt der Mover 20 eine Kraft auf die Trägerplatte 12 bzw. Antriebsfläche 13. Hierzu umfasst der Mover 20 zumindest ein Mittel zur Erzeugung eines Magnetfelds, insbesondere einen Magneten, vorzugsweise einen Permanentmagneten 19, der mit ein Wanderfeld erzeugenden Spulen 18 der Trägerplatte 12 bzw. der Antriebsfläche 13 zur Bewegungserzeugung zusammenwirkt. Hierbei wird einen Luftspalt zwischen der Trägerplatte 12 bzw. der Antriebsfläche 13 und dem Mover 20 ausgebildet, so dass eine berührungslose Bewegung des Movers 20 relativ zur Antriebsfläche 13 erfolgen kann. Weiterhin kann der Mover 20 Mittel zur Erkennung einer Position aufweisen. The mover 20 describes the movable element of the device 8th , One is the mover 20 the generation of a relative movement relative to the carrier plate 12 or drive surface 13 , Furthermore, there is an interaction between the movers 20 or between the mover components. Furthermore generated the movers 20 a force on the carrier plate 12 or drive surface 13 , This includes the movers 20 at least one means for generating a magnetic field, in particular a magnet, preferably a permanent magnet 19 that with a traveling field generating coils 18 the carrier plate 12 or the drive surface 13 cooperates to generate movement. This is an air gap between the support plate 12 or the drive surface 13 and the mover 20 formed, allowing a non-contact movement of the mover 20 relative to the drive surface 13 can be done. Furthermore, the movers 20 Have means for detecting a position.
In einer Ansicht der 1 ist der Mover 20 perspektivisch dargestellt. Eine Unterseite 17 des Movers 20 wirkt mit der Trägerplatte 12 bzw. Antriebsfläche 13 zusammen. An der Unterseite 17 des Movers 20 sind mehrere Permanentmagnete 19 angeordnet. Die Magnetfelder benachbart angeordneter Permanentmagnete 19 unterscheiden sich. Im Wesentlichen besteht die Unterseite 17 aus vier Feldern mit jeweils mehreren Permanentmagneten 19. Der mittlere Bereich der Unterseite 17 weist keine Permanentmagnete 19 auf. In diesen Bereich ist ein bewegliches Teil 42 angeordnet. Das bewegliche Teil 42 ist relativ zu einem Grundkörper 31 beweglich, die beide Bestandteile des Movers 20 sind. WO 2013/059934 A1 gibt noch weitere alternative Ausgestaltungen an, die in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen sind. Der Mover 20 wird von einem Kollisionsschutz 23 umgeben, was bei einer Vielzahl bewegter Mover 20 vorteilhaft ist. Der Grundkörper 31 mehrere Permanentmagnete 19, die jeweils vier Magnetarrays 41 bilden. Oberhalb der vier Magnetarrays 41 ist eine Deckplatte 34 angeordnet. Zumindest die Magnetarrays 41 und die Deckplatte 34 bilden den Grundkörper 31. außerdem weist der Mover 20 zumindest ein bewegliches Teil 42 auf, welches mit dem Grundkörper 31 in der Weise verbunden ist, dass eine Relativbewegung gegenüber dem Grundkörper 31 möglich wird. Insbesondere ist das bewegliche Teil 42 so anzuordnen, dass es sich relativ zum Grundkörper 31 hin zur Antriebsfläche 13 bewegen kann. Dabei kann das bewegliche Teil 42 durchaus auch aus mehreren beweglichen Teilen bestehen, die mit dem beweglichen Teil 42 verbunden sind. Auch ist es denkbar, dass die weiteren beweglichen Teile auch relativ zu dem ersten beweglichen Teil bewegt werden können bzw. durch das erste bewegliche Teil bewegt werden können.In a view of the 1 is the mover 20 shown in perspective. A bottom 17 the mover 20 acts with the carrier plate 12 or drive surface 13 together. On the bottom 17 the mover 20 are several permanent magnets 19 arranged. The magnetic fields adjacent arranged permanent magnets 19 differ. In essence, there is the bottom 17 from four fields, each with several permanent magnets 19 , The middle area of the bottom 17 has no permanent magnets 19 on. In this area is a moving part 42 arranged. The moving part 42 is relative to a main body 31 movable, both components of the mover 20 are. WO 2013/059934 A1 Yet other alternative embodiments are included in the disclosure of the present application. The mover 20 gets from a collision protection 23 surrounded by a variety of moving movers 20 is advantageous. The main body 31 several permanent magnets 19 , each with four magnet arrays 41 form. Above the four magnet arrays 41 is a cover plate 34 arranged. At least the magnet arrays 41 and the cover plate 34 form the main body 31 , besides, the mover points 20 at least one moving part 42 on, which with the main body 31 connected in such a way that a relative movement relative to the main body 31 becomes possible. In particular, the moving part 42 arrange it so that it is relative to the main body 31 towards the drive surface 13 can move. In this case, the moving part 42 may well consist of several moving parts, which are connected to the moving part 42 are connected. It is also conceivable that the further movable parts can also be moved relative to the first moving part or can be moved by the first moving part.
Die Trägerplatte 12 bzw. Antriebsfläche 13 stellt eine mehrschichtige Komponente gemäß dar. Sie weist folgende Basisfunktionalitäten auf. Zum einen umfasst sie Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung gegenüber dem Mover 20. Außerdem wird eine Kraft erzeugt, die auf den Mover 20 wirkt. Außerdem umfasst sie Mittel zur Erzeugung von Distanzen (Luftspalt) zwischen der Trägerplatte 12 und dem Mover 20. Außerdem umfasst die Trägerplatte 12 Mittel zur Erkennung von Positionen sowie Mittel zur Erkennung von Energieübertragung und Mittel zur Übertragung von Informationen.The carrier plate 12 or drive surface 13 provides a multilayer component according to It has the following basic functionalities. On the one hand, it comprises means for generating a relative movement with respect to the mover 20 , In addition, a force is generated on the mover 20 acts. In addition, it comprises means for generating distances (air gap) between the carrier plate 12 and the mover 20 , In addition, the carrier plate includes 12 Position detection means and means for detecting energy transmission and means for transmitting information.
In einer Ansicht der 2 sind der Mover 20 und Spulenebene 18 der Antriebsfläche 13 bzw. des Stators des Planarantriebs in der Seitenansicht dargestellt. Die Orientiertung der Magnetfelder der Magnetpole benachbarter Permanentmagnete 19 unterscheiden sich wie mit Pfeilen angedeutet. Nach einem Polpar bestehend aus vier unterschiedlichen Richtungen der Magnetfelder wiederholt sich die Anordnung der Magnete 19 mit zugehörigen Magnetfeldern. Unterhalb des Movers 20 und dessen Permanentmagneten 19 befindet sich die Spulenebene 18, deren Spulen mit Strömen mit bestimmter Richtung so beaufschlagt werden, dass der Mover 20 in Bewegung gerät. Die Spulenteilung bzw. die Abstände der Leiter der Spulenebene 18 entsprechen den Abmessungen der einzelnen Permanentmagnete 19.In a view of the 2 are the movers 20 and coil level 18 the drive surface 13 or the stator of the planar drive shown in the side view. The orientation of the magnetic fields of the magnetic poles of adjacent permanent magnets 19 differ as indicated by arrows. After a Polpar consisting of four different directions of the magnetic fields, the arrangement of the magnets is repeated 19 with associated magnetic fields. Below the Movers 20 and its permanent magnet 19 is the coil level 18 whose coils are energized with currents of certain direction so that the mover 20 in motion. The coil pitch or the distances between the coil level conductors 18 correspond to the dimensions of the individual permanent magnets 19 ,
Bei der Ansicht gemäß 3 sind die unterschiedlich orientierten Permanentmagnete 19 an der Unterseite der Deckplatte 34 angeordnet, sodass der Grundkörper 31 gebildet wird. Beispielhaft ist lediglich ein Leiter der Spulenebene 18 dargestellt mit seinem zugehörigen Strombelag 33. Wiederum ist er Teil eines magnetischen Kreises mit einem magnetischen Fluss 30. Dabei wird ersichtlich, dass sich der Mover 20 bei fließendem Strom selbst ausrichtet. Die Permanentmagnete 19 des Movers 20 werden automatisch im rechteckigen Strombelag 33 der Antriebsfläche 13 des Stators in x-y-Richtung ausgerichtet. Bei Auslenkung in der Ebene x-y entsteht ein stabilisierendes Drehmoment 36 wie beispiehaft mit den Doppelpfeilen verdeutlicht. Der Stromleiter der Spulenebene 18 erzeugt ebenfalls ein Magnetfeld, dessen Magnetfeldlinie 35 ebenfalls eingezeichnet ist. Wird der Stromfluss unterbrochen, so erzeugt die Antriebsfläche 13 kein Drehmoment mehr, das auf den Mover 20 wirkt. Wie nachfolgend noch näher erläutert kann dieser Effekt dazu genutzt werden, dass eine dann auftretende Bewegung zum automatischen Absenken eines beweglichen Teils 42 genutzt werden kann.In the view according to 3 are the differently oriented permanent magnets 19 at the bottom of the cover plate 34 arranged so that the main body 31 is formed. By way of example only a conductor of the coil level 18 represented with its associated current load 33 , Again it is part of a magnetic circuit with a magnetic flux 30 , It can be seen that the movers 20 aligns itself with flowing current. The permanent magnets 19 the mover 20 are automatically in the rectangular power supply 33 the drive surface 13 of the stator aligned in the xy direction. Deflection in the plane xy creates a stabilizing torque 36 as exemplified by the double arrows. The conductor of the coil plane 18 also generates a magnetic field whose magnetic field line 35 is also shown. If the current flow is interrupted, then generates the drive surface 13 no more torque on the mover 20 acts. As will be explained in more detail below, this effect can be used for a movement then occurring for the automatic lowering of a movable part 42 can be used.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 befindet sich der Mover 20 in der gezeigten Orientierung über den Wicklungen 38. Die Wicklungen 38 verlaufen in einer Orientierung sowohl in X-Richtung wie auch in Y-Richtung. Wie bereits in Verbindung mit 1 gezeigt, weist der Mover 20 zumindest vier Magnetfeldarrays 41 auf. Diese sind in der durch Doppelpfeile gezeigten Weise magnetisiert. Bei fließendem Strom durch die Wicklungen 38 im Stator richtet sich der Mover 20 in der gezeigten Weise aus, nämlich in X-Y-Richtung, was mit einem stabilisierenden Moment 38 in X-Y-Ebene angedeutet ist. Das in der Mitte des Movers 20 liegende bewegliche Teil 42 wird von den vier Magnetfeldarrays 41 umgeben. Die Spulenebenen 18 in X- bzw. Y-Richtungen werden durch entsprechende Spannungsversorgungen 40 im Stator versorgt.In the embodiment according to 4 is the mover 20 in the orientation shown above the windings 38 , The windings 38 run in an orientation in both the X direction and in the Y direction. As already in connection with 1 shown, points the mover 20 at least four magnetic field arrays 41 on. These are magnetized in the manner shown by double arrows. With current flowing through the windings 38 the mover is aimed in the stator 20 in the manner shown, namely in the XY direction, what with a stabilizing moment 38 indicated in the XY plane. That in the middle of the mover 20 lying moving part 42 becomes from the four magnetic field arrays 41 surround. The coil levels 18 in X- or Y-directions are by appropriate power supplies 40 supplied in the stator.
Sowohl der Grundkörper 31 aufgrund der Permanentmagnete 19 der Magnetarrays 41 als auch das bewegliche Teil 42 (aufgrund des ferromagnetischen Teils 53, welches mit einem magnetischen Netz mit einer Teilung entsprechend dem Stator-Strombelag versehen ist bzw. durch magnetische Anisotropie) richten sich bei einer ausreichenden Bestromung durch die Spulenebene 18 automatisch entsprechend der Richtung der Leiterbahnen 33a, 33b der Spulenebene 18 in X-Y-Richtung aus. Bei einer hypothetischen Auslenkung des Movers 20 unter fließendem Strom in der Spulenebene 18 in der Ebene X-Y entsteht ein stabilisierendes Moment 38.Both the main body 31 due to the permanent magnets 19 the magnetarrays 41 as well as the moving part 42 (due to the ferromagnetic part 53 , which is provided with a magnetic network with a pitch corresponding to the stator current load or by magnetic anisotropy) are directed at a sufficient energization through the coil plane 18 automatically according to the direction of the tracks 33a . 33b the coil level 18 in the XY direction. At a hypothetical deflection of the movers 20 under flowing current in the coil plane 18 in level XY a stabilizing moment arises 38 ,
In der Darstellung gemäß 5 ist in der Draufsicht auf den Mover 20 das bewegliche Teil 42 genauer dargestellt. Das bewegliche Teil 42 ist rund ausgeführt. Es lässt sich relativ zu den umgebenden Magnetfeldarrays 41 bewegen, nämlich um die Z-Achse verdrehen und absenken. Die Drehbewegung wird unterstützt durch ein Verdrehmittel 49 wie beispielsweise eine Verdrehfeder. Das Verdrehmittel 49 ist sowohl mit dem beweglichen Teil 42 wie auch mit dem Grundkörper 31 des Movers 20 bzw. dem Magnetarray 41 verbunden. Zudem umfasst das bewegliche Teil 42 ein vorzugsweise bewegliches ferromagnetisches Teil 53, beispielsweise ein ferromagnetisches Netz. Im wesentlichen besteht das runde, bewegliche Teil 42 aus einem nicht ferromagnetischen und nicht elektrisch leitfähigen Material, beinhaltet jedoch das eingebettete Netz 53 aus ferromagnetischem Material. Die Teilung dieses Netzes 53 entspricht dem Wickelschritt der Spulenebene 18 des Stators. Anstelle des ferromagnetischen Netzes 53 könnten auch sonstige ferromagnetische Elemente vorgesehen werden, die in der Ebene X-Y des Movers 20 aus einem stark magnetisch anisotropen Material bestehen. Im bestromten Zustand richten sich Grundkörper 31 und bewegliches Teil 42 des Movers 20 in einer Richtung X-Y aus. Im nicht bestromten Zustand verdreht sich das bewegliche Teil 42 relativ zum Grundkörper 31 unter Wirkung des Verdrehmittels 49. Denn das Verdrehmittel 49 ist so dimensioniert, dass eine relative Verdrehung des beweglichen Teils 42 erst dann erfolgt, wenn das stabilisierende Moment 38 durch das Magnetfeld der Spulenebene 18 wegfällt.In the illustration according to 5 is in the top view on the mover 20 the moving part 42 shown in more detail. The moving part 42 is executed around. It can be relative to the surrounding magnetic field arrays 41 Move, namely to the Z-axis twist and lower. The rotational movement is supported by a torsional means 49 such as a torsion spring. The twisting device 49 is both with the moving part 42 as well as with the main body 31 the mover 20 or the magnet array 41 connected. In addition, the moving part includes 42 a preferably movable ferromagnetic part 53 , For example, a ferromagnetic network. Essentially, there is the round, moving part 42 made of a non-ferromagnetic and non-electrically conductive material, but includes the embedded network 53 made of ferromagnetic material. The division of this network 53 corresponds to the winding step of the coil plane 18 of the stator. Instead of the ferromagnetic network 53 could also be provided other ferromagnetic elements, in the plane XY of the mover 20 consist of a highly magnetically anisotropic material. In the energized state, basic bodies are directed 31 and moving part 42 the mover 20 in one direction XY off. When not energized, the moving part twists 42 relative to the main body 31 under the action of the torsional means 49 , Because the twist 49 is dimensioned so that a relative rotation of the moving part 42 only then takes place when the stabilizing moment 38 through the magnetic field of the coil plane 18 eliminated.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 5 ist im Schnitt in 6 im Normalbetrieb gezeigt, wenn also Strom durch die Spulenebene 18 fließt. Dann befindet sich das bewegliche Teil 42 noch nicht im abgesenkten Zustand. The embodiment according to 5 is on average in 6 shown in normal operation, so if current through the coil level 18 flows. Then there is the moving part 42 not yet in the lowered state.
Seitlich zu den jeweils angrenzenden Magnetarrays 41 sind Verriegelungsmittel 43 vorgesehen zur Fixierung des beweglichen Teils 42. Im mittleren Bereich des Movers 20, der von den Magnetfeldarrays 41 umgeben ist, ist der Verriegelungsmechanismus 43 angeordnet. Der Verriegelungsmechanismus 43 ist rechts von der jeweiligen Seitenansicht des Movers 20 in der zugehörigen Draufsicht gezeigt. Der Verriegelungsmechanismus 43 ist um eine Drehachse 39 drehbar. Die Drehachse 39 ist senkrecht zur Oberfläche der Antriebsfläche 13 bzw. der Bewegungsrichtung des Movers 20 orientiert. Mit der Drehachse 39 sind jeweils mehrere Arme 54 des Verriegelungsmittels 43 verbunden. Die Arme 54 ragen bezogen auf die Drehachse 39 radial nach außen. Im Ausführungsbeispiel sind vier Arme 54 exemplarisch dargestellt. Diese sind jeweils 90° voneinander beanstandet. Die Arme 54 des Verriegelungsmittels 43 greifen im verriegelten Zustand beispielsweise in entsprechende Schlitze 55 eines benachbarten Rahmens 52 ein. Dadurch erfolgt eine Fixierung des beweglichen Teils 42, das sich nicht absenken kann. Laterally to the respective adjacent magnet arrays 41 are locking devices 43 intended for fixing the movable part 42 , In the middle area of the mover 20 from the magnetic field arrays 41 is surrounded, is the locking mechanism 43 arranged. The locking mechanism 43 is right of the respective side view of the mover 20 shown in the accompanying plan view. The locking mechanism 43 is about a rotation axis 39 rotatable. The rotation axis 39 is perpendicular to the surface of the drive surface 13 or the direction of movement of the mover 20 oriented. With the rotation axis 39 are each several arms 54 of the locking means 43 connected. The poor 54 protrude with respect to the axis of rotation 39 radially outward. In the embodiment, four arms 54 exemplified. These are each spaced 90 ° apart. The poor 54 of the locking means 43 in the locked state, for example, engage in corresponding slots 55 an adjacent frame 52 one. This results in a fixation of the movable part 42 that can not be lowered.
Der Rahmen 52 besteht beispielsweise aus Kunststoff. Der Rahmen 52 umgibt das Innere des Movers 20 und ist mit den jeweiligen Innenseiten der Magnetfeldarrays 41 verbunden. Der Rahmen 52 weist Schlitze 57 für die zugehörigen Arme 54 auf. Die Arme 54 sind vorteilhaft aus einem Material mit niedrigem Reibungsfaktor. In der ersten Stellung des Verriegelungsmechanismus 43 wie in 6 dargestellt wird das bewegliche Teil 42 verriegelt. Das bewegliche Teil 42 wird im verriegelten Zustand des Verriegelungsmechanismus 43 nicht abgesenkt.The frame 52 For example, it is made of plastic. The frame 52 surrounds the interior of the mover 20 and is with the respective insides of the magnetic field arrays 41 connected. The frame 52 has slots 57 for the associated arms 54 on. The poor 54 are advantageous from a material with a low friction factor. In the first position of the locking mechanism 43 as in 6 the movable part is shown 42 locked. The moving part 42 is in the locked state of the locking mechanism 43 not lowered.
Gemäß 7 ist der Verriegelungsmechanismus 43 so angesteuert, dass er das bewegliche Teil 42 nicht mehr verriegelt. Hierzu sind entsprechende Bewegungsmittel vorgesehen. Wie in der rechten Seitendarstellung des Movers 20 gezeigt wird das bewegliche Teil 43 relativ zu der Deckplatte bzw. zum Grundkörper 31 des Movers 20 abgesenkt. Das bewegliche Teil 42 ist gekoppelt mit dem Verriegelungsmittel 43 und zugehörigen Armen 54. Die Arme 54 verlassen dadurch die Schlitze 57. Das bewegliche Teil 42 wird durch die zwischen dem Grundkörper 31 und dem beweglichen Teil 42 angeordneten Federn 44 nach unten in Richtung zu der Antriebsfläche 13 gedrückt. Der bewegliche Teil 42 ist viel leichter (besteht vor allem aus Kunststoff) und besitzt vor allem eine wesentlich kleinere Trägheit als der Grundkörper 31 mit zugehörigen Magnetfeldarrays 41. Dadurch ist die Bewegung des beweglichen Teils 42 sehr schnell bezogen auf das Grundteil 31 bzw. Antriebsteil 41 und bewegt sich zuerst in Z-Richtung auf die Antriebsfläche 13 des Stators. Dadurch setzt die Oberfläche des beweglichen Teils 42 eher auf der Antriebsfläche 13 auf als die Unterseite der Magnetfeldarrays 41. Dadurch wird der Mover 20 vor größeren Beschädigungen geschützt und ermöglicht einen Notbetrieb beispielsweise durch Rollen bzw. Abbremsen (durch in den Aufnahmen der Kugeln 45 eingebaute Reibeelemente). Somit steht die Unterseite des absenkten Teils 42, an der Auflagemittel 45 wie beispielsweise Kugeln, Rollen oder Ähnliches oder einfache Gleitflächen angebracht sind, über gegenüber der Unterseite der Magnetfeldarrays 41. According to 7 is the locking mechanism 43 so driven that he is the moving part 42 no longer locked. For this purpose, appropriate means of movement are provided. As in the right side presentation of the Movers 20 the moving part is shown 43 relative to the cover plate or to the main body 31 the mover 20 lowered. The moving part 42 is coupled with the locking means 43 and associated arms 54 , The poor 54 leave thereby the slots 57 , The moving part 42 is through the between the main body 31 and the moving part 42 arranged springs 44 down towards the drive surface 13 pressed. The moving part 42 is much lighter (mainly made of plastic) and has above all a much smaller inertia than the main body 31 with associated magnetic field arrays 41 , This is the movement of the moving part 42 very fast based on the basic part 31 or drive part 41 and first moves in the Z-direction on the drive surface 13 of the stator. This sets the surface of the moving part 42 rather on the drive surface 13 on as the bottom of the magnetic field arrays 41 , This will be the mover 20 protected against major damage and allows an emergency operation, for example, by rolling or braking (by in the recordings of the balls 45 built-in friction elements). Thus stands the underside of the lowered part 42 , on the support means 45 such as balls, rollers or the like or simple sliding surfaces are mounted, over against the underside of the magnetic field arrays 41 ,
Als Verriegelungsmittel 43 könnten alternativ Sperrriegel, Gewinde oder ähnliches vorgesehen sein. Diese Verriegelungsmittel 43 können über Bewegungsmittel betätigt werden. Das Bewegungsmittel wird beispielsweise ausgelöst, wenn bestimmte Istgrößen wie beispielsweise ein Stator-Strom in der Spulenebene 18 und/oder ein Spaltabstand zwischen der Unterseite des Movers 20 und Oberfläche der Antriebsfläche 13 einen vorgebbaren Grenzwert unterschreiten. Dies deutet auf einen sicherheitskritischen Betriebszustand wie beispielsweise Stromausfall hin. Das Bewegungsmittel wie beispielsweise die Feder 49 ist vorzugsweise zwischen dem beweglichen Teil 42 und dem Grundkörper 31 bzw. Deckplatte 34 des Movers 20, das gegenüber dem beweglichen Teil 42 fest steht, angeordnet. Hierbei könnte es sich beispielsweise um eine Feder bzw. Drehfeder oder magnetische und/oder elektromagnetische Antriebsmittel handeln. As a locking device 43 could alternatively be provided locking bolt, thread or the like. These locking means 43 can be operated by means of movement. The movement means is triggered, for example, when certain actual variables, such as, for example, a stator current in the coil plane 18 and / or a gap distance between the bottom of the mover 20 and surface of the drive surface 13 fall below a predefinable limit. This indicates a safety critical operating condition such as power failure. The moving means such as the spring 49 is preferably between the movable part 42 and the body 31 or cover plate 34 the mover 20 , opposite the moving part 42 is fixed, arranged. This could be, for example, a spring or torsion spring or magnetic and / or electromagnetic drive means.
Soll das bewegliche Teil 42 wieder die Ausgangslage gemäß der 6 zurückgebracht werden, so könnte dies über einen separaten Bedienvorgang wie beispielsweise das Rückdrehen des beweglichen Teils 42 mittels eines Spezialwerkzeugs (ähnlich wie ein Schraubenzieher) realisiert werden und durch gleichzeitiges Anpressen von unten in die ursprüngliche Position gebracht werden.Should the moving part 42 again the starting position according to the 6 This could be done via a separate operation such as turning back the moving part 42 be realized by means of a special tool (similar to a screwdriver) and brought by simultaneous pressing from below to the original position.
Das Ausführungsbeispiel gemäß der 8–10 unterscheidet sich von dem vorhergehenden in einer unterschiedlichen Ausgestaltung des beweglichen Teils 42. Das bewegliche Teil 42 umfasst nun mehrere Segmente 67. An der Unterseite dieser Segmente 67 sind Auflagemittel 45 wie beispielsweise Kugeln angebracht. Im Ausführungsbeispiel sind vier Segmente 67 vorgesehen. Diese befinden sich jeweils an den Ecken des mittleren Bereichs, der von den Magnetfeldarrays 41 ausgespart geblieben ist. Die Segmente 67 des beweglichen Teils 42 sind untereinander beweglich und federnd verbunden. Die Verbindungen erfolgen mithilfe von Federbolzen 70, die jeweils in entsprechende Öffnungen 68 verschiedentlich eingreifen. Dadurch sind die vier Segmente 67 rahmenartig verbunden. Im mittleren Bereich des beweglichen Teils 42 ist ein ferromagnetisches Element 69, vorzugsweise plattenförmig ausgebildet, angeordnet. Wie in den 9 und 10 ersichtlich liegen die Außenkanten des ferromagnetischen Elements 69 auf der Oberseite der jeweiligen Segmente 67 auf. Zwischen der Unterseite des Grundkörpers 31 und der Oberseite des ferromagnetischen Elements 69 ist zumindest eine Feder 44, bevorzugt mehrere Federn 44, angeordnet. Diese Federn 44 lassen eine Bewegung des beweglichen Teils 42 bzw. des Segments 67 Z-Richtung zu. Auch die jeweiligen Segmente 67 sind mit der Unterseite des Grundkörpers 31 in Z-Richtung beweglich verbunden, vorzugsweise über eine weitere Feder 74. Außerdem ist ein Betätigungselement 72 vorgesehen. Das Betätigungselement 72 dient der Rücksetzung des beweglichen Teils 42 nach erfolgter Absenkung. Bei dem ferromagnetischen Element 69 handelt es sich beispielsweise um sogenannte Soft Magnetic Components (SFC). Diese Stoffe verhindern üblicherweise die Ausbildung von Wirbelströmen. Insbesondere bei einer Bewegung des Movers 20 sollen keine Wirbelströme entstehen.The embodiment according to the 8th - 10 differs from the previous one in a different embodiment of the movable part 42 , The moving part 42 now includes several segments 67 , At the bottom of these segments 67 are support means 45 such as balls attached. In the embodiment, four segments 67 intended. These are located respectively at the corners of the central area, that of the magnetic field arrays 41 has been left out. The segments 67 of the moving part 42 are mutually movable and resiliently connected. The connections are made using spring bolts 70 , each in corresponding openings 68 various intervene. This makes the four segments 67 connected like a frame. In the middle area of the moving part 42 is a ferromagnetic element 69 , preferably plate-shaped, arranged. As in the 9 and 10 the outer edges of the ferromagnetic element are visible 69 on top of the respective segments 67 on. Between the bottom of the body 31 and the top of the ferromagnetic element 69 is at least a spring 44 , prefers several springs 44 arranged. These feathers 44 let a movement of the moving part 42 or the segment 67 Z direction too. Also the respective segments 67 are with the bottom of the main body 31 movably connected in the Z direction, preferably via a further spring 74 , In addition, an actuator 72 intended. The actuator 72 serves to reset the moving part 42 after lowering. In the ferromagnetic element 69 For example, they are so-called soft magnetic components (SFC). These substances usually prevent the formation of eddy currents. Especially with a movement of the mover 20 should be no eddy currents.
Im bestromten Zustand stellt sich ein Gleichgewicht zwischen der elektromagnetischen Kraft wie mit einem Pfeil in 9 angedeutet und den Feldfederkräften der Federn 44, 74 ein. Unterschreitet der Strom durch die Spulenebene 18 einen bestimmten Grenzwert, überwiegt die Anziehungskraft der Federn 44. Dadurch wird das ferromagnetische Element 69, welches nun nicht mehr von dem vom Strom erzeugten Magnetfeld angezogen wird, in Richtung zur Unterseite des Grundkörpers 31 bewegt. Unter der Wirkung der weiteren Feder-Systeme 66, 74 ziehen sich die vier Segmente 67 des beweglichen Teils 42 des Movers 20 zusammen in Richtung zur Mitte und versperren die erneute Absenkung des ferromagnetischen Elements 69 in Richtung zur Antriebsfläche 13. Das ferromagnetisches Element 69 besteht vorteilhaft aus einem Material mit niedrigem Reibungsfaktor. Die Segmente 67 werden durch die Bewegung nach innen auch in Z-Richtung hin zur Antriebsfläche 13 abgesenkt, so dass die an der Unterseite der Segmente 67 befindlichen Auflagemittel 45 in Kontakt mit der Antriebsfläche 13 kommen. In the energized state, a balance between the electromagnetic force as with an arrow in 9 indicated and the field spring forces of the springs 44 . 74 one. If the current falls below the coil level 18 a certain limit, outweighs the attraction of the springs 44 , This turns the ferromagnetic element 69 , which is no longer attracted to the magnetic field generated by the current, towards the bottom of the body 31 emotional. Under the effect of other spring systems 66 . 74 The four segments are drawn 67 of the moving part 42 the mover 20 together toward the center and block the renewed lowering of the ferromagnetic element 69 towards the drive surface 13 , The ferromagnetic element 69 is advantageously made of a material with a low friction factor. The segments 67 become inward in the Z direction towards the drive surface due to the movement inwards 13 lowered so that at the bottom of the segments 67 located support means 45 in contact with the drive surface 13 come.
Das Zurücksetzen des beweglichen Teils 42 in die Ausgangsposition gemäß 9 kann mithilfe des Betätigungselements 72 vorgenommen werden. Beispielsweise durch eine Öffnung im ferromagnetischen Element 69 kann das bewegliche Teil 42 wieder zurück verdreht werden unter gleichzeitigem Anpressen von unten, sodass es in die ursprüngliche Position gebracht werden kann.Resetting the moving part 42 in the starting position according to 9 can by using the actuator 72 be made. For example, through an opening in the ferromagnetic element 69 can the moving part 42 be twisted back while simultaneously pressing from below, so that it can be brought into the original position.
Das Ausführungsbeispiel gemäß den 11 und 12 unterscheidet sich von den vorhergehenden darin, dass zumindest eine Feder 81, vorzugsweise eine Blattfeder vorgesehen ist, welche über ein von dem Strom durch die Spulenebene 18 erzeugtes Magnetfeld beeinflusst wird. Die Feder 81 ist zwischen dem beweglichen Teil 42 und der Unterseite des Grundkörpers 31 angeordnet, und zwar in Aufnahmen 84. Auf der Oberseite des beweglichen Teils 42 sind seitlich von den Außenseiten der Blattfeder 81 zwei Magnete, vorzugsweise Permanentmagnete 90, angeordnet Die Polarität dieser Magnete 90 ist so gewählt, dass sie eine Intialkraft auf die Feder 81 aufbringen. Das bewegliche Teil 42 ist seitlich über zumindest eine Feder 44, vorzugsweise zumindest zwei Federn 44, mit einem Lager 85 verbunden, welches an der Unterseite des Grundkörpers 31 befestigt ist. An der Unterseite des Lagers 85 ist jeweils ein ferromagnetisches Teil 87, vorzugsweise ein ferromagnetischer Rahmen, angeordnet. Hierzu benachbart ist ein weiteres ferromagnetisches Teil 88, vorzugsweise ein ferromagnetischer Rahmen, angeordnet, der mit dem beweglichen Teil 42 verbunden ist. Die ferromagnetischen Teile 87, 88 lassen sich in Z-Richtung relativ zueinander bewegen und beeinflussen so ein Magnetfeld, angedeutet durch eine Magnetfeldlinie 93, die durch beide ferromagnetischen Teile 87, 88 sowie die Lager 85 im Mover 20 verlaufen, wobei der magnetische Kreis in der Spulenebene 18 geschlossen wird. An der Unterseite des beweglichen Teils 42 sind Auflagemittel 45 vorgesehen, wie beispielsweise Kugeln oder Rollen.The embodiment according to the 11 and 12 differs from the previous one in that at least one spring 81 , Preferably, a leaf spring is provided which over one of the current through the coil plane 18 generated magnetic field is influenced. The feather 81 is between the moving part 42 and the underside of the main body 31 arranged, in recordings 84 , On top of the moving part 42 are laterally from the outer sides of the leaf spring 81 two magnets, preferably permanent magnets 90 , arranged The polarity of these magnets 90 is chosen so that it has an intial force on the spring 81 muster. The moving part 42 is laterally over at least one spring 44 , preferably at least two springs 44 , with a warehouse 85 connected, which at the bottom of the main body 31 is attached. At the bottom of the warehouse 85 is in each case a ferromagnetic part 87 , preferably a ferromagnetic frame, arranged. Adjacent to this is another ferromagnetic part 88 , preferably a ferromagnetic frame, arranged with the movable part 42 connected is. The ferromagnetic parts 87 . 88 can be moved in the Z-direction relative to each other and thus influence a magnetic field, indicated by a magnetic field line 93 passing through both ferromagnetic parts 87 . 88 as well as the bearings 85 in the mover 20 run, with the magnetic circuit in the coil plane 18 is closed. At the bottom of the moving part 42 are support means 45 provided, such as balls or rollers.
Fließt ein hinreichend großer Strom durch die Leiterbahnen 33a, 33b, so stellt sich ein Kräftegleichgewicht zwischen der magnetischen Anziehungskraft und den Kräften der Federn 44, 81 ein. Reduziert sich der Strom, überwiegt die Kraft der Feder 44. Das bewegliche Teil 42 mit den Auflagemitteln 45 wird nach unten gedrückt. Dies verstärkt die initiale Kraftwirkung durch die zwei Permanentmagnete 90, sodass die Feder 81 zusammen klappt. Diese Position ist stabil, bis sie wieder mit einem Werkzeug 95 durch eine Anhebung des beweglichen Teils 42 nach oben in die Ausgangsstellung gebracht wird.A sufficiently large current flows through the tracks 33a . 33b Thus, a balance of forces between the magnetic attraction and the forces of the springs 44 . 81 one. If the current is reduced, the force of the spring predominates 44 , The moving part 42 with the support means 45 is pressed down. This enhances the initial force effect by the two permanent magnets 90 so the spring 81 works together. This position is stable until you return with a tool 95 by raising the moving part 42 is brought up to the starting position.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 13 und 14 ist jeweils eine Antriebsfläche 13 vorgesehen, die eine Spulenebene 18 aufweist. Wiederum umfasst der Mover 20 ein bewegliches Teil 42, das auf die Antriebsfläche 13 abgesenkt werden kann. Hierzu ist ein Freigabemechanismus vorgesehen. Der Freigabemechanismus ist gebildet über mehrere verschwenkbare Hebel 70, 72. Bei den Ausführungsbeispiel gemäß den 13 und 14 ist ein selbsttätiger Mechanismus vorgesehen. Wiederum steuert das Magnetfeld der Spulenebene 18 die Verriegelung 43. Die Verriegelung 43 wird gebildet aus einem ersten beweglichen Teil 70. Das erste schwenkbare Teil 70 lässt sich parallel zur Antriebsfläche 13 verschwenken. Das der Antriebsfläche 13 zugewandte Ende des Teils 70 ist mit einem weiteren Teil 72 gekoppelt. Das weitere Teil 72 umfasst an dem dem beweglichen Teil 42 zugewandten Ende eine Vertiefung. In the embodiments according to the 13 and 14 is each a drive surface 13 provided a coil level 18 having. Again, the mover includes 20 a moving part 42 on the drive surface 13 can be lowered. For this purpose, a release mechanism is provided. The release mechanism is formed by means of several pivotable levers 70 . 72 , In the embodiment according to the 13 and 14 an automatic mechanism is provided. Again, the magnetic field controls the coil plane 18 the lock 43 , The lock 43 is formed of a first moving part 70 , The first swiveling part 70 can be parallel to the drive surface 13 pivot. That of the drive surface 13 facing end of the part 70 is with another part 72 coupled. The further part 72 includes at the moving part 42 facing the end of a depression.
Diese Vertiefung befindet sich im Normalbetrieb im Eingriff mit einer entsprechenden Ausnehmung des beweglichen Teils 42. Dadurch wird das bewegliche Teil 42 fixiert.This recess is in normal operation in engagement with a corresponding recess of the movable part 42 , This will be the moving part 42 fixed.
In 14 wird nun das Teil 70 durch eine Veränderung des Magnetfelds der Spulenebene 18 verschwenkt. Das weitere Teil 72 und dessen Vertiefung werden seitlich aus der Ausnehmung des beweglichen Teils 42 gezogen. Dadurch wird das bewegliche Teil 42 nicht mehr fixiert. Somit können die Federn 44 das bewegliche Teil 42 nach unten drücken. Bei einer gegenläufigen Änderung des Magnetfelds wird das Teil 70 wieder in die Position gemäß 9 gebracht, wodurch das bewegliche Teil 42 wieder zurückgezogen und fixiert wird.In 14 is now the part 70 by a change in the magnetic field of the coil plane 18 pivoted. The further part 72 and its recess laterally from the recess of the movable part 42 drawn. This will be the moving part 42 no longer fixed. Thus, the springs can 44 the moving part 42 press down. In an opposite change of the magnetic field, the part 70 again in the position according to 9 brought, causing the moving part 42 is withdrawn and fixed again.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel könnte zumindest ein Saugelement als Auflagemittel 45 vorgesehen sein. Dieses könnte der Fixierung des Movers 20 im abgesicherten Betrieb dienen. In an alternative embodiment, at least one suction element could serve as support means 45 be provided. This could be the fixation of the movers 20 to serve in safe operation.
Die Vorrichtung ist Bestandteil eines flexiblen Transportsystems für unterschiedliche Transportanwendungen, insbesondere in der Verpackungstechnik von beispielsweise Pharmazeutika oder Lebensmittel. Die Verwendung ist hierauf jedoch nicht eingeschränkt. The device is part of a flexible transport system for different transport applications, in particular in the packaging of, for example, pharmaceuticals or food. However, the use is not limited thereto.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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WO 2013/059934 A1 [0002, 0003, 0037] WO 2013/059934 A1 [0002, 0003, 0037]
