NL8304068A - Twee-assige lineaire motor. - Google Patents

Description

- 1 - :/g' . Twee-assige lineaire motor.

De uitvinding heeft betrekking op twee-assige lineaire motoren, bijvoorbeeld voor het voeren van een objectieflens van een optische kop in een optisch registratiesysteem van het type, waarbij een laserbundel wordt 5 gebruikt voor het registreren en terugspelen van informatie langs optische weg van een roterende schijf, die optische media bevat.

Het is goed bekend in de techniek van het optisch registreren, dat een objectieflens, zoals gedragen 10 door de optische kop in een optisch registratiesysteem, continu moet worden verplaatst voor het focusseren van de laserbundel, die gaat door een objectieflens naar een roterende schijf, die optische media bevat, wegens de continue variaties in de afstand van de lens tot de rote-15 rende schijf als gevolg van mechanisch slingeren in een aandrijfsysteem. Zelfs een geringe hoeveelheid slingering in de schijf zal er voor zorgen, dat de laserbundel uit focus is, en vanzelfsprekend is het corrigeren van de focus kritisch voor dit optische registratiesysteem.

20 Indien de laserbundel niet juist is gefocusseerd, zal de bundelvermogensdichtheid niet hoog genoeg zijn om het schrijven op de optische media tot stand te brengen.

Er zijn optische koppen bekend van een soort, waarbij een stemspoelstruktuur een armatuur beweegt, 25 waarin een objectieflens is gemonteerd voor verplaatsing naar en van de optische media. De optische kop wordt gedragen door een arm, die zorgt voor een ruwe positieregeling. In toevoeging is het verder bekend, dat het gewenst is om een positiefijnregeling te hebben voor 30 het verplaatsen van de objectieflens binnenwaarts en buitenwaarts in de radiale richting ten opzichte van de optische media, teneinde te corrigeren voor kleine spoorfouten voor het speciale registratiespoor, waarop het gewenst is om de objectieflens te focusseren.

35 Er is een optische uitwisinrichting bekend, waarin zowel de focusseringsbeweging en de binnenwaartse en buitenwaartse sporingsbeweging wordt verkregen met 8304055 £- ’ i - 2 - dezelfde Inrichting. Deze inrichting wordt beschreven in de openbaargemaakte Europese octrooiaanvrage 0 002 547. Hierin worden separate spoelwikkelings- en maggeetconstructiecombinaties gegeven voor zowel de 5 spoorbewegingen alsook de focusseringsbewegingen.

Hoewel de uitvinding primair gericht is op elke nieuwe voorziening of stap, of combinatie van voorzieningen en stappen, zoals hier beschreven en/of getoond in de tekening, wordt volgens een bijzonder 10 aspect van de onderhavige uitvinding, waartoe de uitvinding geenszins is beperkt, een twee-assige lineaire motor verschaft, welke omvat: een magneetconstructie met ten minste twee hoog-energetische permanente magneten, en een langwerpig centraal poolstuk en een paar lang-15 werpige zijpoolstukken, geplaatst evenwijdig en aangrenzend aan het centrale poolstuk in de lengterichting voor het vóórtbrengen van een paar magnetische flux-spleten ten opzichte van het centrale magneetpoolstuk; een armatuurconstructie, uitgevoerd om te passen over 20 en rond het centrale poolstuk,welke armatuurconstructie een. eerste spoelwikkelingorgaan heeft, geplaatst in een eerste coördinaatreferentievlak in het genoemde paar magnetische fluxspleten, en een tweede spoelwikkeling-orgaan in een tweede en verschillend coördinaatreferentie-25 vlak in het genoemde paar magnetische fluxspleten; en een ophangingshuigconstructie-orgaan voor het monteren van de armatuurconstructie aan de magneetconstructie voor beweging in twee richtingen, waarbij de eerste richting loodrecht staat op het eerste coördinaat-30 referentievlak en de tweede richting loodrecht op het tweede coördinaatreferentievlak, waarbij het ophangings-buigxngsconstructie-orgaan de genoemde armatuurconstructie ondersteunt tegen ongewenste rotaties en translaties, terwijl de eerste en tweede bewegingen ten opzichte 35 van de genoemde magneetconstructie worden toegelaten.

Volgens een ander niet beperkend aspect van de onderhavige uitvinding wordt er voorzien in een twee-assige lineaire motor, welke omvat: een vaste poolstuk-en magneetconstructie voor het vóórtbrengen van een 40 magneetveld tussen een paar magnetische fluxspleten, 83 0;· Λ * g « _ r Λ - 3 - omvattende: een vaste poolstuk-en magneetconstructie voor het voortbrengen van een magneetveld tussen een paar magneetfluxspleten, welke een centraal poolstuk heeft en omringende zijpoolstukken en een paar bovenelementen heeft, 5 waarvan één is geplaatst aanliggend aan elke zijde van het centrale poolstuk, en de magneetfluxspleten definieert als deel van een compleet magnetisch circuit, dat het centrale poolstuk en de zijpoolstukken omvat? een . armatuurconstructie, geplaatst rond het centrale poolstuk 10 en binnen de fluxspleten? een eerste spoelorgaan, gesteund door de genoemde armatuurconstructie, teneinde te zorgen voor verplaatsing in een eerste richting; een tweede spoelorgaan, gesteund door de genoemde armatuurconstructie, teneinde te zorgen voor verplaatsing 15 in een tweede richting loodrecht op de eerste richting, waarbij de eerste en tweede spoelorganen worden gesteund door de armatuurconstructie binnen de genoemde fluxspleten; een ophangingsbuigingsconstructie-orgaan voor de armatuur-constructie voor het steunen van de armatuurconstructie 20 binnen de genoemde fluxspleten voor lineaire beweging in de genoemde eerste en tweede richting en voor het tegenhouden van andere bewegingen van de genoemde armatuurconstructie, waarbij het buigingssteunorgaan bestaat uit eerste en tweede steundraden, die zich uitstrekken van 25 de genoemde magneetconstructie naar het ene einde van de genoemde armatuurconstructie, en een parallellogram-constructie vormen loodrecht op de genoemde eerste en tweede richtingen, en derde en vierde steundraden, die zich uitstrekken van de genoemde magneetconstructie naar 30 het andere einde van de armatuurconstructie, en een parallellogramconstructie vormen loodrecht op de genoemde eerste en tweede richtingen.

De armatuurconstructie, die past over het centrale poolstuk, "rijdt" in de magnetische fluxspleten 35 gevormd tussen het centrale poolstuk en de twee zijpoolstukken, die parallel en aangrenzend zijn aan het centrale poolstuk. Het ontwerp is zodanig, dat of de magnetische flux in de fluxspleten loopt naar het centrale poolstuk vanaf de beide zijpoolstukken, of de magnetische 40 flux loopt aan beide zijden van het centrale poolstuk 8 3 0 4 0 o 8 Γ i - 4 - naar de zijpoolstukken. Met andere woorden, opdat de armatuurspoelen de noodzakelijke motorbeweging vóórtbrengen, moet de flux of lopen naar het centrale poolstuk van de zijpoolstukken, of weg van het centrale poolstuk 5 naar de zijpoolstukken. Met de spoelwikkelingorganen van de voorkeursuitvoering van de uitvinding is het evenwel niet mogelijk de magneetflux zo te vormen, dat deze loopt van het centrale poolstuk vanaf de ene zijde en weg van de andere zijde, en is het nodig, dat de 10 motor de vereiste bewegingen voortbrengt.

Bij voorkeur bestaat het ophangingsbuigings-constructie-orgaan uit een paar tegenover gestelde parallellogramophangingsbuigconstructies, waarvan een eerste parallellogramophangingsbuigingsconstructie twee 15 evenwijdige draadelementen heeft die het ene einde van de genoemde armatuurconstructie steunen vanaf éên zijde van het centrale poolstuk, en een tweede parallello-gramophangingshuigconstructie, die twee evenwijdige draadelementen heeft, die het andere einde van de 20 genoemde armatuurconstructie steunen vanaf de andere zijde van het centrale poolstuk.

Het genoemde eerste spoelwikkelingorgaan kan bestaan uit een paar spoorspoelwikkelingen, elk met een eerste gedeelte geplaatst in het genoemde eerste coördi-25 naatreferentievlak in de genoemde magneetfluxspleten, en een tweede gedeelte, dat terugkeert in een verschillend referentievlak buiten de genoemde magneetfluxspleten.

Bij de voorkeursuitvoeringen heeft het centrale poolstuk van de genoemde magneètcon s truc tie een apertuur 30 en heeft de genoemde armatuurconstructie middelen voor het monteren van een objectieflens boven de apertuur.

Volgens een verder niet beperkend aspect van de uitvinding is er voorzien in een twee-assige lineaire motor, welke omvat: een onderste magneetpoolstuk, dat 35 een basisconstructie vormt; een paar zijmagneten, waarvan êên gemonteerd aan elke zijde van het genoemde onderste poolstuk? een paar bovenste poolstukken, één gemonteerd op elke zijmagneet? een binnenste centraal poolstuk, gemonteerd aan het genoemde onderste magneetpoolstuk 40 en op afstand gelegen van elk van de bovenste poolstukken 8304038 # i - 5 - voor het vormen van magneetfluxspleten met het inwendige centrale poolstuk en elk bovenste poolstuk; een armatuur-constructie voor het dragen van een lenssamenstel; een eerste spoelwikkeling op de genoemde armatuurconstructie, 5 die werkzaam is, wanneer daar doorheen stroom gevoerd wordt voor het voortbrengen van een focusseringsbeweging van de genoemde armatuurconstructie; tweede en derde spoelwikkelingen aan de armatuurconstructie loodrecht op de genoemde eerste spoelwikkeling en werkzaam, wanneer 10 stroom daar doorheen gevoerd wordt voor het voortbrengen van een spoorbeweging van de genoemde armatuurconstructie? en montagemiddelen voor het monteren van de armatuurconstructie teneinde te worden geplaatst boven en rond het genoemde inwendige centrale poolstuk en het positio-15 neren van de genoemde eerste, tweede en derde wikkelingen in de fluxspleten tussen de bovenste zijpoolstukken en het binnenste centrale poolstuk.

Elk van de bovenste poolstukken is bij voorkeur gevormd met een paar vlakken, teneinde dicht te zijn 20 bij het binnenste centrale poolstuk aan de einden daarvan, teneinde zodoende de magnetische flux te concentreren.

De genoemde armatuurconstructie kan een "vlag" dragen met betrekking tot een vast orgaan, en een licht orgaan en een licht detecteringsorgaan omvatten, opgesteld 25 ten opzichte van de genoemde vlag op zodanige wijze, dat verplaatsing van de vlag zorgt voor een variatie van het licht, dat ontvangen wordt door het lichtdetecte-ringsorgaan, teneinde de beweging van de armatuurconstructie te controleren.

30 Bij voorkeur is elk van de genoemde langwerpige zijpoolstukken uitgerust met een paar vlakken, die dichter uitsteken naar het centrale poolstuk aan de einden van het zijpoolstuk en zodanig, dat de einden van de armatuurconstructie gelegen zijn binnen de 35 nauwere fluxspleet, gevormd door de genoemde vlakken in samenhang met het genoemde centrale poolstuk, zodat de grootste bewegingskracht wordt uitgeoefend aan de einden van de armatuurconstructie voor een betere besturing van de beweging van de armatuurconstructie 40 en voor het beperken van ongewenste beweging van de 8 3 ^ Λ O ? 8 - 6 - * \ armatuurconstructie.

De genoemde armatuurconstructie kan zijn gevormd met een paar topmontageplaatsen, bedoeld voor verbinding met de genoemde buigconstructie-organen, 5 en verder een dekselconstructie bevatten, welke dient voor het mechanisch bevestigen van de lineaire motor en voor verbinding met het centrale polsstuk, welke dekselconstructie ten minste een paar sleufelementen omvat, uitgevoerd om te conformeren aan de genoemde 10 montageposten en voor het beperken van de uiterste verplaats ingsgrenzen van de genoemde armatuurconstructie door middel van de genoemde gleuven, die geplaatst zijn aangrenzend aan de verplaatsingsweg van de genoemde montagepost.

15 Bij voorkeur heeft de twee-assig lineaire motor een eigen trillingsfrequentie beneden 50 Hz.

De geometrie van voorkeursuitvoeringen van twee-assige lineaire motoren volgens de onderhavige uitvinding is vergelijkingsgewijs eenvoudig, hetgeen een relatief 20 lage massa mogelijk maakt. Verder is de massaverdeling zodanig, dat ongewenste harmonische trilling, zowel als gevolg.van storingen van buiten af, alsook als gevolg van excitatie van de spoelwikkelingen, wordt voorkomen.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht 25 aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden onder verwijzing naar de tekening, In de tekening toont; fig. 1 een uiteengenomen aanzicht van een twee-assige lineaire motor volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, te gebruiken in een optische 30 kop in een optisch registratiesysteem, fig, 2 een andere uitvoering van de twee-assige lineaire motor volgens, de uitvinding, fig. 3 een uiteengenomen aanzicht van de twee-assige lineaire motor, getoond in fig, 2, 35 fig. 4 een detail van de twee-assige lineaire motor volgens de fig. 2 en 3, en fig. 5 een uiteengenomen aanzicht van een verdere uitvoering van de twee-assige lineaire motor volgens de uitvinding, 40 In de uitvoering, getoond in fig. 1, omvat de 3304068 mm mm € ·% twee-assige lineaire motor 10 een magneetconstructie 12, • en een armatuurconstructie 14, die past op en rond ten minste een deel van de magneetconstructie. De magneetconstructie 12 vormt een dubbel magneetcircuit 5 door middel van twee permanente magneten 24, 26, die werkzaam zijn via twee bovenste poolstukken 32, 34, die van dezelfde magnetische polariteit zijn, en een enkel onderste poolstuk 16, waaraan een centraal poolstuk 20 bevestigd is, dat de armatuurconstructie 14 omringt, 10 en vlakken 18 heeft. Een magneetfluxspleet is gedefinieerd tussen het centrale poolstuk 20 van elk van de bovenste poolstukken 32, 34, waarbij de magneetfluxlijnen deze spleten in tegengestelde richtingen kruisen, dat wil zeggen naar het centrale poolstuk aan beide zijden of 15 weg van het centrale poolstuk aan beide zijden, zoals aangegeven door de polariteitsmerken en pijlen in fig. l.

Deze fluxspleet en het veld, dat de oriëntatie ervan voorschrijft, worden gebruikt voor beweging van de armatuurconstructie 14, zoals zal worden uiteengezet.

20 Het coördinaatreferentiesysteem, waarop deze beschrijving is gebaseerd, is getoond bij 22, waarbij de Z-as de focusseringsas representeert ten opzichte van een registratiemedium, de X-as een radiale spooras representeert ten opzichte van het bewegen van ëën 25 registratiespoor naar een ander op het registratiemedium, terwijl de Y-as tangentiaal is ten opzichte van een dataspoor op het registratiemedium.

De magneetconstructie 12 is langwerpig in de richting van de X-as, welke de radiale binnenwaartse 30 en buitenwaartse spoorkeuzerichting representeert ten opzichte van het registratiemedium. Het bovenste poolstuk 32 heeft een inwaartse rand, welke een parallel planair vlak vormt aangrenzend aan een rand 36 van het centrale poolstuk 20. Het bovenste poolstuk 34 heeft 35 een inwaartse rand 38, welke een langwerpige planaire spleet vormt met een aangrenzende, naar buiten gekeerde rand van het centrale poolstuk 20. De spleet tussen het bovenste poolstuk 34 en het centrale poolstuk 20 wordt aangeduid als fluxspleet 40, en de spleet tussen 40 het centrale póolstuk en het bovenste poolstuk 32 S 3 0 4 0 3 8 Λ \ - 8 - aangeduid als fluxspleet 42.

De armatuurconstructie 14 heeft een lichaam 44 met een apertuur voor het monteren van een objectieflens-samenstel 48, dat past boven en rond het centrale poolstuk 5 20. Het objectieflenssamenstel 48 is bevestigd boven een apertuur 50, welke gaat door het centrale poolstuk 20,zodat een laserbundel van het optische registratiesysteem daar doorheen kan gaan naar het objectieflenssamenstel 48. Het lichaam 44 draagt een paar spoorspoelwikkelingen 52, 10 54, relatief geplaatst naar elk eind daarvan, en welke elektrisch, in serie zijn verbonden.

Vanwege het poolstuk 16 kunnen de spoorspoelwikkelingen 52, 54 niet geheel gaan rond het lichaam 44 bij deze uitvoering van de uitvinding. Daarom moet elke 15 spoorspoelwikkeling 52, 54 bestaan uit een respectievelijk eerste gedeelte 56, 58, dat de magnetische lijnen van de flux in de fluxspleten 40, 42 snijdt, en een respectievelijk tweede gedeelte 60, 62 voor het completeren van het elektrische circuit, en welke gaan rond de einden 20 van het lichaam 44 in het X-Y-vlak en weg van de fluxspleten 40, 42. Bij de uitvoeringen van de uitvinding, getoond in de fig. 2 en 5, gaan deze spoelen geheel rondom de armatuurconstructie.

Een enkelvoudige focusspoelwikkeling 64 gaat 25 volledig rond het lichaam 44 in het X-Y-vlak, teneinde te zorgen voor de focusseringsbeweging van de lineaire motor. De focusspoelwikkeling 64 is zodanig gepositioneerd, dat deze "rijdt" in de fluxspleten 40, 42.

Het lichaam 44 wordt gesteund door een paar 30 ophangingsbuigingsconstructies 66, 68. De ophangings-buigconstructies zijn tegengestelde parallellogram-constructies, welke het centrum van de armatuurconstructie 14 beperken tot een beweging langs een rechte lijnbaan in de richting van de X-as en in de richting 35 van de Z-as voor kleine afbuigingen, en in het geheel niet in de richting van de Y-as.Het uiteinde van de armatuurconstructie behoeft niet in dezelfde mate in rechte lijn te bewegen als het centrum van de armatuurconstructie, maar het is het centrum van de armatuur-40 constructie, waar het objectieflenssamenstel is gelegen, 3 3 0 ü o 8 4 % - 9 - dat kritisch is. De ophangingsbuigconstructies 66, 68 zorgen voor herstelkrachten om de armatuur te doen terugkeren naar het benaderde midden van zijn verplaatsing, wanneer er geen aandrijfstromen in de spoorspoelwikkelingen 5' 52, 54 of de focusspoelwikkeling 64 aanwezig zijn. Als de armatuur zich verplaatst naar de uiteinden van zijn verplaatsingsbaan, blijft de straal van de buigconstructie-bevestigingspunten constant, hetgeen een zeer kleine rotatie veroorzaakt van het lichaam 44 rond de z-as.

10 Elke ophangingsbuigconstructie 66, 68 heeft een respectievelijk magneetmontagestuk 70, 72. De montagestukken 70, 72 zijn bevestigd aan de magneetconstructie 12 door enig geschikt bevestigingsmiddel, zoals schroeven 74, 76, die gaan door het montagestuk en in gaten 78, 80 resp.

15 in de permanente magneten 26, 24.

De ophangingsbuigconstructies 66, 68 hebben buig-elementen, die zich uitstrekken van de montagestukken 70, 72 naar het lichaam 44. in de bijzondere toepassing, die hier getoond is, strekken zich een paar evenwijdige 20 draadelementen 82, 84 uit vanaf het montagestuk 70, teneinde te worden gesteund op het lichaam 44. Op overeenkomstige wijze heeft de ophangingsbuigconstructie 68 evenwijdige draadelementen 86, 88, die zich uitstrekken vanaf het montagestuk 72 naar het armatuurlichaam, en welke 25 aan dit laatste zijn bevestigd. Deze draadelementen kunnen bestaan uit stijf draad of een veerdraad, zoals een muziekinstrumentsnaar. De draadelementen 82, 84, 86, 88 besturen de beweging van het lichaam 44, waarbij slechts X- en Y-verplaatsing van het lichaam ten opzichte van 30 de magneetconstructie wordt toegelaten. Bovendien worden slechts uitzonderlijk kleine rotaties rond de Z-as toegelaten. Er is êén ongewenste beweging mogelijk, een vergelijkingswijs kleine hoeveelheid spoedheweging (d.w.z. de rotatie rond de Y-as) in de lengterichting, 35 welke is gelegen in het X-Z-vlak. Deze X-Z-vlakspoed-beweging is evenwel begrensd door de relatief kleine afmetingen, betrokken in de constructie, alsook de stijfheid van de draadelementen 82, 84, 86, 88. Bij wijze van voorbeeld kunnen de permanente magneten 24, 26 zijn 40 gekozen als magneten 28, 30 met een uitzonderlijke hoge

9 3 ; B

- 10 - energie, ongeveer 18 megagauss-oersted, hetgeen het energieprodukt is van êên type magneet, en dit produkt wordt bereikt aan ëën punt van de demagnetiseringskromme, welke een geoptimaliseerde operationele conditie voor 5 deze magneet representeert, dat wil zeggen, de juiste breedte van de fluxspleet, de lengte van de magneet, het oppervlak en volume van de magneet, de fluxconcen-tratietechnieken, enz. Dit betekent niet noodzakelijkerwijs, dat de permanente magneet die energie bereikt 10 bij een of andere speciale toepassing. Dit energieprodukt is het maximale produkt van de waarde van de magnetiseringskracht en de overblijvende inductie van de demagnetiseringskromme van een dergelijke permanente magneet. Dit energieprodukt is indicatief voor de 15 energie, welke elke kubieke eenheid magneetmateriaal kan leveren voor uitwendig gebruik. In feite betekent dit, dat een spoel met een gegeven hoeveelheid stroom in het krachtveld van een dergelijke permanente magneet meer energie kan produceren, dan wanneer een permanente 20 magneet met een lager energieprodukt zou zijn gebruikt. Permanente magneten, die deze waarde van uitwendige energie bezitten, kunnen keramische, zeldzame aarde, ijzer-kobalt magneten zijn, die commercieel verkrijgbaar zijn.

25 Het lichaam 44 zal kenmerkend heen en weer verplaatst worden ongeveer 0,3 mm vanaf een centrale positie in de spoorrichting en ongeveer 0,7 mm naar boven en beneden vanaf een centrale positie in de focusseringsrichting. De fluxspleten 40 en 42 kunnen 30 bij benadering 1 mm in breedte zijn. De focusspoel-wikkeling 64 kan bij benadering 35 tot 40 windingen van nr. 36 draad hebben. De spoorspoelwikkelingen 52, 54 kunnen elk bestaan uit ongeveer 20 tot 25 windingen van nr.. 36 draad. Het lichaam 44 kan bij benadering 7 35 tot 8 mm breed zijn (in de richting van de Y-as), en 16 tot 18 mm in de lengte (in de richting van de X-as).

Het lichaam kan ongeveer 2 gram wegen. De draadelementen 82, 84, 86, 88 kunnen bestaan uit muziekinstrumentsnaar, bijv. 303 roestvrij staal.

40 Verwezen zij thans naar fig. 2 en 3, waarin in 8 3 · λ ««8 - 11 - * samengestelde en uiteengenomen aanzichten een andere uitvoering getoond is van een twee-assige lineaire motor volgens de onderhavige uitvinding. Zoals getoond, bestaat deze uit een beweegbare armatuur 100 en een 5 vast magneet- en poolstuksamenstel 102. De armatuur 100 heeft een schaalstruktuur, welke een in wezen holle binnenholte heeft. De armatuur wordt gesteund door ophangdraden 104, 106, 108, 110. De armatuur heeft montage-posten 106, 109, om te verbinden met de draden 104, 108 10 resp. deze vast te houden. Overeenkomstige montageposten (niet getoond) worden gebruikt voor de draden 106, 110.

De montageposten 105, 109 klemmen de draden 104, 108 stevig, zodat zij niet kunnen pivoteren of ronddraaien aan de post, zodat de beweging uitsluitend wordt beheerst 15 door het buigen van de draden. De armatuur 100 heeft spoorspoelwikkelingen 112, 114, corresponderende met de spoorspoelwikkelingen 52, 54 in de uitvoering, getoond in fig. 1. De armatuur heeft een focusspoelwikkeling 116, welke correspondeert met de focusspoelwikkeling 64, 20 getoond in de uitvoering van fig. 1. De armatuur draagt een lenssamenstel 114. De details van het lenssamenstel zijn niet kritisch voor deze toepassing, maar dienen vanzelfsprekend geschikt te zijn voor het optische systeem met het oog op optische registratie.

25 Het samenstel 102 heeft een onderste poolstuk 130, dat een basis vormt. Aan het onderste poolstuk 130 is een binnenste poolstuk 132 bevestigd, dat daadwerkelijk wordt gehouden binnen het armatuursamenstel, en dat moet worden ingestoken in de armatuur, teneinde 30 de spoorspoelwikkelingen 112, 114 te wikkelen. Dit binnenste poolstuk 132 is bevestigd aan het onderste poolstuk 130 onder gebruikmaking van schroeven 134.

Bij het assembleren van het binnenste poolstuk 132 in de holle caviteit van de armatuur 100 worden spoel-35 wikkelingsplaten 101, 103 ingepast in de bodem van de armatuur voor het houden van het binnenste poolstuk 132 en het voorkomen, dat de armatuur in elkaar stort, als de spoorspoelwikkelingen worden gewikkeld. Bij deze uitvoering worden de spoorspoelwikkelingen gewonden 40 na het in Het voorgaande beschreven mechanisch assem- 83C*et8 • % - 12 - bieren.

Aan het onderste poolstuk 130 zijn permanente zijmagneten 140, 142 gemonteerd, die in hoofdzaak op dezelfde wijze funktioneren als de permanente magneten 5 24, 26, beschreven in samenhang met de uitvoering van fig. 1. Gesteund op de bovenzijde van de permanente magneten 140, 142 zijn bovenste poolstukken 150, 152, die vlakken, resp. 154, 156, 158, 160 hebben voor het vormen van fluxspleten door de spoelen op de armatuur 10 en aan het binnenste poolstuk 132. De vlakken 154, 156, 158 steken dichter uit naar het binnenste poolstuk 132 dan de rest van de respectievelijke bovenste poolstukken voor het vormen van nauwere fluxspleten voor de spoor-spoelwikkelingen 112, 114 en voor het concentreren 15 van de magneetflux aan de uiteinden van de armatuur, zodat de grootste kracht wordt uitgeoefend aan de einden van de armatuur en niet in het midden daarvan. Door het uitoefenen van bewegingskrachten aan de uiteinden van de armatuur wordt een betere beheersing van de 20 beweging verkregen met als gevolg een geringere neiging tot ongewenste beweging.

De magneet- en poolstukconstructies worden op hun plaats gehouden respectievelijk door een front-ondersteuning 166 en een achterondersteuning 168.

25 Er dient te worden opgemerkt, dat in de achteronder-steuning 168 een gleuf 170 gevormd is. Dit is gedaan, opdat een "vlag" 172, die wordt gedragen door dè armatuur 100, kan lopen in de gleuf. De vlag heeft een zeer kleine gleuf 174 met een opening daarin 30 gevormd voor doorgang van licht. Licht wordt geprojecteerd door een lichtemitterend element 176 door de gleuf 174 naar een fototransistorhouder of lichtontvanger 178. Zodoende wordt de beweging van de armatuur aangegeven door beweging van de gleuf 174 heen en terug in de 35 lichtbundel, gecreëerd door het lichtemitterende element 176.

Deze uitvoering van de uitvinding heeft boven de uitvoering, getoond in fig. 1, het voordeel, dat de spoorspoelwikkelingen 112, 114 geheel lopen rond de 40 armatuur zonder dat zij een terugkeer moeten maken rond 8304028 ♦ · - 13 - het einde van het lichaam 44, zoals getoond in fig. 1.

Deze uitvoering van de uitvinding vereist evenwel, dat het binnenste poolstuk 132 permanent ingevangen is door de spoelconstructie en dat de armatuur en het 5 binnenste poolstuk steeds aan elkaar bevestigd zijn.

Deze uitvoering kan het meest gewenst zijn voor de meeste commerciële toepassingen van de uitvinding.

Het is echter ook mogelijk, dat de uitvoering van de uitvinding, getoond in fig. 1 eveneens in bepaalde 10 omstandigheden gewenst kan zijn.

Fig. 4 toont het lichtemitterende element 176, dat licht projecteert door de gleuf 174 in de vlag 172 naar een paar lichtdetectoren 178a, 178b, teneinde de vlagbeweging vast te stellen. Het verschil in stroom, 15 geproduceerd door de detectoren 178a, en 178b is representatief voor veranderingen in de lichtintensiteit, veroorzaakt door verplaatsing van de vlag 172. Zodoende kan de verschilstroom van de detectoren worden gebruikt voor het aantonen van de richting en de mate 20 van verplaatsing van de armatuur.

Verwezen zij nu naar fig. 5, waarin een andere uitvoering van een twee-assige lineaire motor volgens de uitvinding is weergegeven. Deze uitvoering staat in nauw verband met de uitvoering, getoond in de fig.

25 2, 3, 4 en daarom zij sommige van de delen of elementen identiek. Bij het beschrijven van de uitvoering van fig. 5 worden voor identieke delen en elementen dezelfde verwijzingscijfers gebruikt als die, gebruikt bij het beschrijven van de uitvoeringen van de fig. 2, 3 en 4.

30 Delen die essentieel overeenkomstig zijn en essentieel dezelfde funktie hebben, maar geringe verschillen van constructie vertonen, zijn aangegeven met een verwijzingscijfers, gevolgd door een letter. Delen en elementen, die geheel verschillend zijn, hebben geheel 35 verschillende verwijzingscijfers. Het essentiële verschil van de uitvoering van fig. 5 ten opzichte van de andere uitvoeringen is gelegen in de mechanische verpakking, waarbij een buitenste deksel 200 wordt gebruikt voor het mechanisch houden en bevestigen van 40 de andere elementen van de twee-assige lineaire motor δ ^ π > · . *? o

V v V */ i; v O

- 14 - aan een basisplaat en het onderste poolstuk 130a. Zoals getoond in fig. 5, waarbij een vergelijking kan worden gemaakt met fig. 3, vormt het onderste poolstuk 130a een overeenkomstige funktie bij het assembleren van de 5 twee-assige lineaire motor, maar heeft het een verschillende configuratie voor de uitvoering van fig. 5, opdat het zal passen bij het deksel 200.

De armatuur 100 van de onderhavige uitvinding is in wezen identiek aan de armatuur van de uitvoering, 10 getoond in fig. 2. De montageposten 105a, 109a, zijn evenwel licht verschillend, teneinde ophangingsdraden 104a, 106a, 108a, 110a te bevestigen. Zoals het best te zien is in fig. 3, hebben de draden 104, 106, 108, 110 een gebogen eindgedeelte, dat wordt gebruikt voor het 15 bevestigen ervan in de montageposten. In de uitvoering volgens de uitvinding, getoond in fig. 5, zijn de draden 104a, 106a, 108a, 110a recht, en worden zij ingestoken in een opening, die is gemaakt in de montageposten 105a, 109a, lila. De draad 106a past in een montagepost, die 20 niet getoond is.

Een binnenste poolstuk 132a voert in wezen dezelfde funktie uit op dezelfde wijze als het binnenste poolstuk 130, getoond in fig, 3. Het binnenste poolstuk 132a is evenwel op een iets verschillende wijze gevormd 25 met het oog op montage aan het poolstuk 13Qa. De permanente magneten 140, 142, alsook de bovenste poo.lstukken 150, 152, zijn identiek aan de corresponderende delen, getoond, in de fig. 2, 3 en 4.

Het deksel 200 is gemonteerd op het poolstuk 30 130a onder gebruikmaking van schroeven, die worden gemonteerd door de zijkanten van het deksel en in de zijden van het poolstuk 130a. De permanente magneten 140, 142 en de bovenste poolstukken 150, 152 zijn geassembleerd boven het poolstuk ,130a. Buigingssteun-35 elementen 202, 204 zijn gemonteerd aan poolstukken 150 en 152 onder gebruikmaking van schroeven zoals getoond.

De buigingssteunelementen 202 en 204' steunen de draden 104a, 106a, 108a, 110a, die op hun beurt samen de armatuur 100 steunen. Een eindplaat 206 is gemonteerd 40 aan het poolstuk 130a en dient als afsluitimpedantie voor 8304068 * I» - 15 - de draden van de spoorspoelwikkelingen. In gemonteerde toestand steken de montageposten 105a, 109a op de armatuur 100 in de gleuven 105b, 109b in het deksel 200, en kunnen daarin heen en weer lopen. Het is de bedoeling, 5 dat de armatuur en de montageposten het deksel 200 niet raken aan de randen van deze gleuven, maar de gleuven vormen een geleiding en begrenzing voor de uiterste verplaatsing van de armatuur, teneinde de constructie te beschermen. Deze uitvoering van de uitvinding heeft 10 het voordeel, dat het mechanisch assembleren van de onderdelen relatief gemakkelijk is en het deksel 200 wordt met maximaal voordeel gebruikt als struktureel element van het samenstel en voor het beschermen van de twee-assige lineaire motor tegen uitwendige mechanische 15 beschadiging. Verder kan het deksel eveneens worden gebruikt voor het beschermen van de twee-assige lineaire motor tegen elektrische of magnetische strooivelden en verder alle elektrische en magnetische velden bewaren, die worden gecreëerd door de twee-assige lineaire 20 motor, en voorkomen, dat deze naar buiten stralen.

Het is de bedoeling, dat de eigen resonantie-frequentie van de trilling van de armatuur in samenhang met het ophangingsbuigingssysteem een betrekkelijk lage frequentie is, opdat deze beneden enige frequentie 25 gelegen is, die natuurlijk optreedt in een optisch registratiesysteem. Aangezien een optisch registratiesysteem kan zijn onderworpen aan een trilling, die zo laag is als 60 Hz wegens vermogenstransformatoren, die werken op de netfrequentie, die gebruikt wordt 30 in Amerika, of de 50 Hz netfrequentie, die gebruikelijk is in andere landen, is het gewenst, dat het systeem een natuurlijke resonantiefrequentie heeft, die kleiner is dan 30 Hz en gelegen in het gebied van 30 tot 50 Hz.

- conclusies - ( 8304038

Claims (12)

1. Twee-assige lineaire motor, met het kenmerk, dat deze omvat: een magneetconstructie (12) met ten minste twee hoogenergetische permanente magneten (24,26) en een langwerpig centraal polsstuk (20) en 5 een paar langwerpige zijpoolstukken (32,34) , geplaatst parallel en aangrenzend aan het centrale poolstuk in de lengterichting, teneinde een paar magneetfluxspleten (40,42) voort te brengen ten opzichte van het centrale magneetpoolstuk; een armatuurconstructie (14), uitgevoerd 10 om te passen over en rond het genoemde centrale poolstuk (20), waarbij de genoemde armatuurconstructie een eerste spoelwikkelingorgaan (52,54) heeft, geplaatst in een eerste coördinaatreferentievlak in het genoemde paar magneetfluxspleten (40,42) en een tweede spoelwikkeling-15 orgaan (64) in een tweede verschillend coördinaatreferentievlak in het genoemde paar magneetfluxspletenr en een ophangingsbuigingsconstructie-orgaan (66,68) voor het monteren van de armatuurconstructie (14) aan de magneetconstructie (12) voor beweging in twee 20 richtingen, waarbij de eerste richting loodrecht is op het genoemde eerste coördinaatreferentievlak en de tweede richting loodrecht op het genoemde tweede coördinaatreferentievlak, welk ophangingsbuigingscon-structie-orgaan de armatuurconstructie steunt tegen 25 ongewenste rotaties en translaties, terwijl de eerste en tweede bewegingen ten opzichte van de genoemde magneetconstructie worden toegelaten.

2. Twee-assige lineaire motor, met het kenmerk, dat deze omvat: een vaste poolstuk- en 30 magneetconstructie (12) voor het voortbrengen van een magneetveld tussen een paar magneetfluxspleten (40,42), omvattende een centraal poolstuk (20) en omringende poolstukken (32,34), welke constructie een paar bovenste elementen heeft, waarvan ëën is geplaatst aangrenzend 35 aan elke zijde van het centrale poolstuk, en dat de magneetfluxspleten definieert als deel van een compleet magnetisch circuit, omvattende het centrale poolstuk 8304068 - 17 - en de zijpoolstukken; een armatuurconstructie (14), geplaatst rond het centrale poolstuk en in de genoemde fluxspleten (40,42); een eerste spoelorgaan (52,54), gesteund door de armatuurconstructie voor het geven 5 van verplaatsing in een eerste richting; een tweede spoelorgaan (64), gesteund door de armatuurconstructie, voor het geven van verplaatsing in een tweede richting loodrecht op de eerste richting, waarbij de eerste en tweede spoelorganen (52,54,64) zijn gesteund door de 10 armatuurconstructie binnen de fluxspleten; een ophangings-buigingsconstructie-orgaan (66,68) voor de armatuurconstructie voor het steunen van de armatuurconstructie binnen de genoemde fluxspleten voor lineaire beweging in de genoemde eerste en tweede richtingen en voor het 15 onderdrukken van andere bewegingen van de armatuurconstructie, waarbij het buigingssteunorgaan bestaat uit eerste en tweede steundraden (82,84) die uitsteken van de genoemde magneetconstructie naar één einde van de armatuurconstructie, en een parallelconstructie vormen 20 loodrecht op de genoemde eerste en tweede richtingen, en derde en vierde steundraden (86,88), die zich uitstrekken van de magneetconstructie naar het andere einde van de armatuurconstructie, en een parallellogram-constructie vormen, loodrecht op de genoemde eerste 25 en tweede richtingen.

3. Twee-assige lineaire motor volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat het ophangings-buigconstructie-orgaan bestaat uit een paar tegenovergestelde parallellogramophangingsbuigconstructies (66,68) 30 waarvan een eerste parallellogramophangingsbuigconstructie (66) twee evenwijdige draadelementen (82,84) heeft, die het ene einde van de armatuurconstructie (14) steunen vanaf één zijde van het centrale poolstuk (20) , en een tweede parallellogramophangingsbuigconstructie (68) 35 twee parallelle draadelementen (86,88) heeft, die het andere einde van de armatuurconstructie (14) steunen vanaf de andere zijde van het genoemde centrale poolstuk (20) . 8 3 0 ^ u o 8 * » * - 18 -

4. Twee-assige lineaire motor volgens ëên der * voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het eerste spoelwikkelingsorgaan (52,54) bestaat uit een paar spoorspoelwikkelingen, die elk een eerste gedeelte 5 hebben, geplaatst in het genoemde eerste coördinaatreferen-tievlak in de genoemde magneetfluxspleten (40,42) , en een tweede gedeelte, dat terugkeert in een verschillend referentievlak buiten de magneetfluxspleten.

5. Twee-assige lineaire motor volgens één der 10 voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het centrale poolstuk (20) van de genoemde magneet-constructie (12) een apertuur (50) heeft, en de genoemde armatuurconstructie (12) middelen heeft voor het monteren van een objectieflens (48) boven de genoemde apertuur.

6. Twee-assige lineaire motor, gekenmerkt door: een onderste magneetpoolstuk (130), dat een basisstruktuur vormt; een paar zijmagneten (140,142), gemonteerd één aan elke zijde van het genoemde onderste poolstuk? een paar bovenste poolstukken (150, 152) , 20 gemonteerd één op elke zijmagneet? een binnenste centraal poolstuk (132), gemonteerd aan het genoemde onderste magneetpoolstuk en op afstand gelegen van elk van de bovenste poolstukken voor het vormen van magneetflux-spleten met het binnenste centrale poolstuk en elk 25 bovenste poolstuk (150, 152); een armatuurconstructie (100) voor het dragen van een lenssamenstel (118); een eerste spoelwikkeling (116) op de armatuurconstructie, welke werkzaam is, wanneer daar doorheen stroom gevoerd wordt voor het voortbrengen van een focusseringsbeweging 30 van de genoemde armatuurconstructie; tweede en derde spoelwikkelingen (112,114) op de genoemde armatuurconstructie loodrecht op de eerste spoelwikkeling, en werkzaam, wanneer stroom daar doorheen wordt gevoerd voor het voortbrengen van een spoorbeweging van de genoemde 35 armatuurconstructie? en montagemïddelen (166,168) voor het monteren van de armatuurconstructie, zodat deze kan worden geplaatst boven en rond het genoemde binnenste centrale poolstuk (132) en de genoemde eerste, tweede en S 3 o é 'J F 8 - 19 - ^ m * derde spoelen (112,114,116) positioneert, de fluxspleten tussen de bovenste zijpoolstukken (150,152) en het binnenste centrale poolstuk (132).

7. Twee-assige lineaire motor volgens conclusie 6, 5 met het kenmerk, dat elk van de bovenste poolstukken (150,152) is gevormd met een paar vlakken (154,156,158,160), teneinde dichter te zijn bij het binnenste centrale poolstuk (132) aan de einden daarvan voor het concentreren van de magneetflux.

8. Twee-assige lineaire motor volgens conclusie 6 of 7,met het kenmerk, dat deze een apertuur omvat voor de doorgang van licht door het genoemde binnenste centrale poolstuk en dat de armatuurcanstructie het lenssamenstel (118) draagt boven de genoemde apertuur.

9. Twee-assige lineaire motor volgens êën der conclusies 6 tot 8,met het kenmerk, dat de armatuurconstructie een vlag (172) draagt in relatie met een vast orgaan (174) en een lichtinrichting (176) en een lichtdetecteringsorgaan (178) omvat, die ten 20 opzichte van de vlag zodanig zijn opgesteld, dat verplaatsing van de vlag een variatie veroorzaakt van het licht, dat wordt ontvangen door het lichtdetecteringsorgaan, voor het controleren van de beweging van de armatuurconstructie.

10. Twee-assige lineaire motor volgens êën der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat elk van de langwerpige zijpoolstukken (32,34) is gevormd met een paar vlakken (38), die uitsteken tot dichter bij het centrale poolstuk (20) aan de einden van het 30 zijpoolstuk en zodanig, dat de einden van de armatuurconstructie (14) gelegen zijn binnen de nauwere flux-spleet, gevormd door de genoemde vlakken in samenhang met het centrale poolstuk, zodat de grootste bewegings-kracht wordt uitgeoefend aan de einden van de armatuur, 35 teneinde de beweging van de armatuurconstructie beter te behéersen en ongewenste beweging van de armatuurcon- ^ -i i v 8 - 20 - structie te begrenzen.

11. Twee-assige lineaire motor volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de armatuurconstructie (100) is gevormd met een paar 5 topmontageposten (105,109), dienende voor verbinding met het genoemde buigingsconstructie-orgaan (104,108) en verder een dekselconstructie (200) heeft, die dient voor het mechanisch zekeren van de lineaire motor en voor verbinding met het centrale poolstuk, waarbij de 10 dekselconstructie ten minste een paar gleufelementen (105b, 109b) omvat, die dienen voor het conformeren aan de genoemde montageposten en voor het begrenzen van de uiterste verplaatsingsgrenzen van de armatuurconstructie door middel van de genoemde gleuven, die aangebracht 15 zijn aangrenzend aan het verplaatsingspad van de genoemde montageposten.

12. Twee-assige lineaire motor volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze een eigen trillingsfrequentie heeft beneden 50 Hz. 83 0 4 0 M