-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Motoren und insbesondere einen Wärmeübertragungsmechanismus für eine Motorprimärseite.
-
Stand der Technik
-
Bei der Bereitstellung von Bearbeitungsmaschinen mit einer präzisen und hohen Schubkraft, wie z. B. Werkzeugmaschinen und Bohrmaschinen für integrierte Leiterplatten, wird bei der Bearbeitung gleichzeitig auch eine große Menge an Wärme erzeugt. Wenn nicht rechtzeitig verhindert wird, dass die Wärme in die benachbarten Komponenten der präzisen Bearbeitungsmaschinen, wie z. B. den Maschinensockel oder die Bewegungsplattform, abgeleitet wird, kommt es unter der Wärmeeinwirkung an dem Maschinensockel oder an der Plattform zu Verformungen, wodurch die erreichbare Bearbeitungsgenauigkeit direkt beeinträchtigt wird.
-
Um eine durch Wärme verursachte Verformung der Bauteile der Bearbeitungsmaschinen zu verhindern, ist bei der herkömmlichen Technik, welche in den 1 und 2 gezeigt wird, eine Dämmplatte 1 mithilfe mehrerer Abstandhalter 2 schwebend an der Endfläche einer Seite des Motors 3 angeordnet, um einen direkten Kontakt zwischen der Dämmplatte 1 und dem Motor 3 zu verhindern und somit die Wärmeübertragung vom Motor zu reduzieren. Gleichzeitig wird ein Kupferschlauch 4 durch alle Abstandhalter 2 hindurchgeführt, wobei eine Seite des Schlauchkörpers an der Dämmplatte 1 anliegt, wobei im Kupferschlauch 4 kontinuierlich ein Fluid fließt, sodass die Wärme der Dämmplatte 1 durch den direkten Kontakt zwischen dem Schlauchkörper und der Dämmplatte zu dem fließenden Fluid und somit nach außen abgeleitet wird, um zu verhindern, dass die Wärme direkt über die Dämmplatte nach außen geleitet wird.
-
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Technik wird der nach außen führende Wärmeübertragungsweg des Motors durch eine Verringerung des Temperaturanstiegs der Dämmplatte blockiert. Dies hat zwar einen gewissen Effekt, aber die im Betrieb des Motors erzeugte Wärme lässt sich so nur schwer ableiten, da der Zweck der Abstandhalter 2 in der Vermeidung der Wärmeleitung vom Motor 3 zur Dämmplatte 1 besteht und das Material der Abstandhalter 2 daher eine Funktion zur Wärmeisolierung erfüllt und dementsprechend eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist. Aufgrund dessen kommt es zu einer Beeinträchtigung der Betriebseffizienz des Motors. Ferner sind die Montage und die Bearbeitung mehrerer Abstandhalter 2 sehr kompliziert, wodurch die Herstellungseffizienz und die Qualitätssicherung beeinträchtigt werden.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Wärmeübertragungsmechanismus für eine Motorprimärseite, der eine einfache Montage erlaubt und durch den die Wärme des Läuferteils des Motors und die Wärme des vom Motor angetriebenen Trägerteils effektiv nach außen abgeleitet werden kann.
-
Technische Lösung
-
Diese Aufgabe wird durch den Wärmeübertragungsmechanismus nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Um das obige Ziel zu erreichen, besteht die wichtigste technische Eigenschaft des erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsmechanismus der Motorprimärseite darin, dass das Wärmeleitteil, welches einen Metallkörper besitzt, zwischen dem Läuferteil des Motors und dem Trägerteil eingeklemmt wird, sodass das Wärmeleitteil als Wärmeübertragungsmedium fungiert und gleichzeitig das Trägerteil und das Läuferteil des Motors voneinander trennen kann, um einen direkten Kontakt zwischen diesen zu vermeiden, wodurch die Wärme des Trägerteils und die Wärme des Läuferteils des Motors zusammen zum Wärmeleitteil geleitet werden können, wobei die Wärme anschließend über das Wärmeleitteil nach außen abgeleitet wird, um eine durch Wärme verursachte Verformung zu vermeiden. Im Vergleich zur einseitigen Wärmeübertragung der herkömmlichen Ausführungsformen weist die Wärmeleitung bei der vorliegenden Erfindung einen größeren Wirkungsbereich auf, sodass Verformungen in der vorliegenden Erfindung wirksamer verhindert werden können.
-
Insbesondere umfasst der erfindungsgemäße Wärmeübertragungsmechanismus für eine Motorprimärseite ein Trägerteil, mindestens ein Wärmeleitteil und ein Läuferteil. Das Trägerteil wird gemeinsam mit der Bewegung des Läuferteils bewegt, gehört nicht zum Motor und weist eine erste Endfläche auf. Das Wärmeleitteil umfasst einen Metallkörper, eine zweite Endfläche, die sich an einer Seite des Metallkörpers befindet, die der ersten Endfläche zugewandt ist und an der ersten Endfläche anliegt, eine dritte Endfläche, die sich an der der zweiten Endfläche gegenüberliegenden anderen Seite des Metallkörpers befindet, und einen Strömungsweg, der sich im Inneren des Metallkörpers und zwischen der zweiten Endfläche und der dritten Endfläche befindet, wobei an den beiden Enden des Metallkörpers jeweils eine mit dem Außenraum verbundene Öffnung ausgebildet ist. Das Läuferteil liegt an der dritten Endfläche an.
-
Um das Montage- und Bearbeitungsverfahren weiter zu vereinfachen, kann ferner ein Sockelteil vormontiert sein. Das Sockelteil wird zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche eingeklemmt, sodass die erste Endfläche und die zweite Endfläche mittels des Sockelteils indirekt miteinander verbunden sind.
-
Bei der Vormontage kann hierbei das Wärmeleitteil durch Schweißnähte, Schrauben oder andere Befestigungsmittel mit dem Sockelteil verbunden werden. Darüber hinaus sind koaxial miteinander korrespondierende Lochaufbauten jeweils im Wärmeleitteil und im Sockelteil angeordnet, die zum Durchstecken von Verbindungselementen, wie z.B. Bolzen, dienen, um die Verbindung des Läuferteils mit dem Trägerteil zu erleichtern.
-
Um den Wirkungsbereich der Wärmeleitung zu vergrößern, kann die Anzahl der Wärmeleitteile zwei sein, wobei die Strömungswege aller Wärmeleitteile über ein hohles Verlängerungsteil miteinander verbunden sind, um eine Schleife für den Durchfluss eines externen Fluids zu bilden.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines herkömmlichen Wärmeübertragungsmechanismus,
-
2 zeigt eine schematische teilweise Querschnittsansicht des herkömmlichen Wärmeübertragungsmechanismus,
-
3 zeigt eine Explosionsansicht eines Ausführungsbeispiels eines Wärmeübertragungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung,
-
4 zeigt eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Wärmeübertragungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung im zusammengebauten Zustand,
-
5 zeigt eine schematische Ansicht einer Endseite eines Ausführungsbeispiels eines Wärmeübertragungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung,
-
6 zeigt eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Wärmeübertragungsmechanismus der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittlinie 6-6 aus 4, und
-
7 zeigt eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Wärmeübertragungsmechanismus der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittlinie 7-7 aus 4.
-
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
-
Bezugnehmend auf 3 umfasst der erfindungsgemäße Wärmeübertragungsmechanismus 10 für eine Motorprimärseite gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ein Trägerteil 20, ein Sockelteil 30, zwei Wärmeleitteile 40, ein Verlängerungsteil 50 und ein Läuferteil 60.
-
Das Trägerteil 20 wird gemeinsam mit der Bewegung des Läuferteils 60 bewegt und kann sowohl eine Bewegungsplattform einer Bearbeitungsmaschine, ein Verbindungselement zwischen einer Bewegungsplattform und dem Läuferteil als auch eine vom Läuferteil angetriebene Komponente sein, wobei das Trägerteil eine Plattform 21, eine an einer Seite der Plattform befindliche erste Endfläche 22 und mehrere durch die Plattform 21 durchgehende Stufenbohrungen 23 aufweist.
-
Das Sockelteil 30 umfasst einen plattenförmigen Sockelkörper 31, zwei parallele Seitenplatten 32, die an zwei Seiten des Sockelkörpers 31 einstückig ausgebildet sind, und mehrere durch den Sockelkörper 31 hindurchgehende Durchgangsbohrungen 33.
-
Alle Wärmeleitteile 40 umfassen jeweils einen Metallkörper 41, der ein stranggepresster länglicher Körper aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ist, wobei alle Wärmeleitteile entgegengesetzt und parallel zueinander angeordnet sind und eine zweite Endfläche 42 und eine dritte Endfläche 43 aufweisen, wobei sich die zweite Endfläche 42 und die dritte Endfläche 43 jeweils an einander gegenüberliegenden Seiten des Metallkörpers 41 befinden, wobei ferner ein Strömungsweg 44 vorgesehen ist, der sich im Inneren des Metallkörpers 41 befindet, wobei jeweils eine Öffnung an den zwei Enden der Hauptachse davon ausgebildet ist, wodurch der Strömungsweg 44 mit dem Außenraum durchgängig verbunden ist, und wobei mehrere Durchgangsbohrungen 45 ausgebildet sind, die jeweils durch den Metallkörper 41 verlaufen und zwischen der zweiten Endfläche 42 und der dritten Endfläche 43 angeordnet und mit dem Strömungsweg 44 nicht durchgängig verbunden sind.
-
Ferner umfasst jeder Metallkörper 41 jeweils einen Körperabschnitt 411 und einen Flügelabschnitt 412, die miteinander verbunden sind, wobei der Strömungsweg 44 ein im Körperabschnitt 411 befindlicher rohrförmiger Raum ist, wobei zwei Öffnungen an zwei Enden des Körperabschnitts 411 ausgebildet sind, wobei alle Durchgangsbohrungen 45 jeweils durch den Flügelabschnitt 412 hindurchgehen. Ferner befindet sich die zweite Endfläche 42 an einer Seite des Körperabschnitts 411 und erstreckt sich bis zu einer Seite des damit verbundenen Flügelabschnitts 412. Die dritte Endfläche 43 befindet sich hingegen nur am anderen Seitenende des Körperabschnitts 411.
-
Das Verlängerungsteil 50 weist ein Rohr 51 und zwei Verbindungsköpfe 52 auf, wobei alle Verbindungsköpfe 52 hohl sind und jeweils an den beiden Enden des Rohrs 51 angeordnet sind.
-
Das Läuferteil 60 ist beispielsweise ein Linearmotor-Läufer, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, bei welchem eine lineare Hin- und Herbewegung unter dem Einfluss eines magnetischen Felds erzeugt werden kann.
-
Nun wird auf 4 bis 7 Bezug genommen. Durch die obigen Komponenten können alle Wärmeleitteile 40 bei der Montage des Wärmeübertragungsmechanismus 10 für die Motorprimärseite durch Schweißen, Verschrauben oder mithilfe anderer Befestigungsmittel vorab mit dem Sockelteil 30 verbunden werden, wobei alle Durchgangsbohrungen 45 und alle Durchgangsbohrungen 33 jeweils koaxial miteinander korrespondieren, wobei ein Verlängerungsteil 50 mit allen Strömungswegen 44 durchgängig verbunden ist, sodass die Strömungswege 44 aller Wärmeleitteile 40 zu einer Schleife kombiniert werden und somit ein externes Fluid kontinuierlich darin fließen kann.
-
Ferner kann das vormontierte Sockelteil 30 zwischen dem Läuferteil 60 und dem Trägerteil 20 angeordnet sein, wobei alle dritten Endflächen 43 am Läuferteil 60 anliegen, wobei die zweite Endfläche 42 über das Sockelteil 30 indirekt mit der ersten Endfläche 22 verbunden ist und dann durch das Einführen mehrerer Bolzen durch die jeweiligen Stufenbohrungen 23, Durchgangsbohrungen 33 und Durchgangsbohrungen 45 an dem Läuferteil 60 verschraubt wird, um den Montagevorgang schnell abzuschließen. Im Vergleich zum Stand der Technik kann das Montage- und Bearbeitungsverfahren bei dem Wärmeübertragungsmechanismus 10 gemäß der vorliegenden Erfindung erheblich vereinfacht werden, wodurch die Effizienz erhöht wird.
-
Auch dann, wenn auf die Durchführung eines Vormontageschrittes oder auf die Verwendung eines Sockelteils verzichtet wird, werden alle Wärmeleitteile direkt zwischen dem Trägerteil und dem Läuferteil eingeklemmt und direkt durch Bolzen miteinander verbunden, sodass die Montage im Vergleich zur Montage eines herkömmlichen Wärmeübertragungsmechanismus immer noch einfacher ist.
-
Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Vorteil der vereinfachten Montage ermöglicht es der zwischen allen dritten Endflächen 43 und dem Läuferteil 60 befindliche Anlagenaufbau, dass die Wärme zwischen dem Läuferteil 60 und allen Metallkörpern 41 geleitet werden kann. Durch den indirekten Verbindungsaufbau der zweiten Endfläche 42 mit der ersten Endfläche 22 kann die Wärme zwischen dem Trägerteil 20 und allen Metallkörpern 41 geleitet werden. Wenn das externe Fluid mit einer niedrigen Temperatur kontinuierlich in alle Strömungswege 44, welche zusammen eine Schleife bilden, eingeführt wird und darin fließt, können die Temperaturen aller Metallkörper 41 abgesenkt werden, wodurch die Wärme in Richtung der Metallkörper 41 geleitet wird, um einen Kühleffekt für das Läuferteil 60 und das Trägerteil 20 zu erzielen.
