DE2451718C3

DE2451718C3 - Elektrischer Antrieb mit radial und axial verschiebbarem Läufer

Info

Publication number: DE2451718C3
Application number: DE19742451718
Authority: DE
Inventors: Eckhard 8061 Viehbach Kellner; Josef Dipl.-Phys. Dr. 8041 Fahrenzhausen Kemmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-10-31
Filing date: 1974-10-31
Publication date: 1979-09-20
Also published as: DE2451718A1; DE2451718B2

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb mit radial und axial verschiebbarem Läufer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher elektrischer Antrieb ist aus DE-AS 19 749 bekannt Dort sind in einem Elektromotor drei magnetische Mitten für den Rotor vorgesehen, so daß dieser drei verschiedene axiale Stellungen einnehmen kann. Rotation und Axialbewegung des Läufers sind jedoch miteinander gekoppelt. Es ist außerdem keine elektronische Steuerung für den Betrieb des Rotors vorgesehen.

Nach DE-OS 15 38 839 ist ein Motor bekannt, dessen Stator zwei Felder besitzt, die zueinander axial und radial versetzt angeordnet sind und wobei die Pole des Rotors eine solche axiale Länge besitzen, daß sie unter dem Einfluß des einen Feldes und auch teilweise unter dem Einfluß des zweiten Feldes stehen. Durch wechselweises Erregen der Felder wird der Rotor dazu veranlaßt, sich gleichzeitig zu drehen und hin- und herzubewegen.

In DD 91 857 wird eine Anordnung beschrieben, die jedoch lediglich ein Linearmotor ist, d. h. also in der keine Rotation möglich ist. Es ist außerdem nur eine begrenzte Zahl von Schrittstellungen vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Antrieb mit radial und axial verschiebbarem Läufer anzugeben, welcher Antrieb sich vorteilhafterweise aus vorgefertigten Ständer- bzw. Läufer-Bauteilen zusammensetzen läßt und bei dem Dreh- und Längsbewegung des Läufers unabhängig voneinander veränderbar sind und im Grenzfalle nur eine der beiden Bewegungen ausführbar ist und/oder der Läufer in einer gewünschten Stellung verharren kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile liegen darin, daß nach Anspruch 1 der bewegliche Teil gleichzeitig oder nacheinander in beliebiger Reihenfolge rotierende und axiale Bewegungen ausführen kann, daß diese Bewegungen gleichförmig, ruckartig oder beschleunigt erfolgen können, daß axiale und rotierende Bewegung gleichzeitig oder nacheinander abhängig

ίο oder unabhängig voneinander begonnen und auch beendet werden können, insbesondere daß jeder der Bewegungsvorgänge in jeder gewünschten radialen und/oder axialen Position unterbrochen oder beendet werden kann.

Weitere Vorteile bestehen bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 darin, daß elektrische Antriebe mit radial bzw. axial verschiebbarem Läufer nach dem Baukastenprinzip aus vorgefertigten Stator- bzw. Rotorteilen zusammengesetzt werden können, daß beliebig große Axialverschiebungen durch Aneinanderreihen beliebig vieler Statoren zu einem Ständer erzielbar sind und daß die Steuerung der radialen und axialen Bewegung mit handelsüblichen elektronischen Geräten bzw. Bauteilen ausgeführt werden kann.

Die weitere Ausgestaltung nach Anspruch 3 ist

besonders vorteilhaft für die Übertragung von axialen und rotierenden Bewegungen in vakuum- oder gasdicht abgeschlossenem Behälter.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Figur dargestellten Ausführungsform erläutert

Der Ständer des elektrischen Antriebes besteht aus einer Reihe von aufeinandergesetzten Statoren 51, 52, 53... von Schrittmotoren, in denen sich ein als Läufer dienender Rotor R befindet Der Rotor R weist eine zum Ständer passende Zahl von permanentmagnetischen Polpaaren auf und ist in seiner Länge so dimensioniert, daß er etwa zwei Statorsegmente ausfüllt
Befindet sich der Rotor R z.B. in Segment 51 des

«ο Ständers, so kann eine rotierende Bewegung durch geeignete Magnetisierung der Magnetpole von 51 erzielt werden, wie von Schrittmotoren bekannt ist. Wird nun durch geeignete elektronische Maßnahmen der Stromfluß durch das Segment 51 und damit die Magnetisierung der Magnetpole in 51 reduziert und gleichzeitig Segment 2 zunehmend mit Strom beaufschlagt, so bewegt sich der Läufer sanft von 51 nach 52 usw.
Sowohl die axiale als auch die radiale Bewegung des

so Läufers können durch geeignete Maßnahmen unabhängig voneinander geregelt werden, so daß der Läufer jede gewünschte axiale Position mit vorwählbarer Geschwindigkeit einnehmen kann. Während dieser Axialbewegung kann sich der Läufer gleichzeitig um einen beliebigen Winkel um seine Achse verdrehen bzw. rotieren oder in einer festen Winkelposition verharren.

Am axialen Bestimmungsort angekommen, kann der Läufer Radialbewegungen von beliebiger Geschwindigkeit und Dauer oder Winkelverdrehüngen ausführen

so bzw. still stehen.

Mit einem elektrischen Antrieb der beschriebenen Ausführung lassen sich somit eine Vielfalt von Bewegungsarten des Läufers ausführen. Diese reichen von einfachen Dreh- bzw. Axialbewegungen zu

h5 komplizierten Kombinationen beider Bewegiingsarten, die gleichzeitig oder auch nacheinander ausgeführt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Antrieb mit radial und axial verschiebbarem Läufer, der konzentrisch in einem Ständer eingeordnet ist, welcher Ständer axial und radial elektromagnetisch erregbare Polanordnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer etwa doppelte Länge eines Ständerpols aufweist und mindestens ein Polpaar besitzt und daß durch eine elektronische Schaltung radiale bzw. axiale Pole des Ständers unabhängig voneinander gleichzeitig oder nacheinander mit beliebig wählbaren Zeitdauerwerten und Stärken magnetisierbar sind.

2. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die elektromagnetische Polanordnung enthaltende Ständer nach dem Baukastenprinzip aus einer beliebig großen Zahl von Statoren bekannter Motoren insbesondere von Schrittmotoren zusammengesetzt werden kann.

3. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen Läufer und Ständer ein einseitig geschlossenes zylinderförmiges Gefäß aus nichtmagnetisierbarem Material befindet, welches an seinem offenen Ende mit Haltevorrichtungen versehen ist.

4. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil als Außenläufer um den feststehenden Ständer angeordnet ist