專利名稱：直線驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動直線驅(qū)動器，尤其涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用 于旋轉(zhuǎn)式起重電動機的電動直線驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
這種直線驅(qū)動器包括繞組系統(tǒng)和磁體系統(tǒng)，其中，所述繞組系統(tǒng)包括多個纏繞線 圈，所述纏繞線圈彼此同軸且在軸向上以連續(xù)的順序布置，而所述磁體系統(tǒng)相對于繞組系 統(tǒng)在軸向上可運動并且包括多個軸向連續(xù)的永磁體。繞組系統(tǒng)通常由可控轉(zhuǎn)換器饋電 (feed)。繞組系統(tǒng)的線圈和磁體系統(tǒng)的永磁體在它們之間限定了氣隙。此外，設(shè)置傳感器 分別用于檢測繞組系統(tǒng)和磁體系統(tǒng)的相對運動并且用于檢測所述兩個系統(tǒng)的相對位置，所 述傳感器用于掃描安裝在磁體系統(tǒng)的外周上的時間尺(timing ruler)。磁體系統(tǒng)徑向地布 置在繞組系統(tǒng)的內(nèi)部，并且時間尺僅在磁體系統(tǒng)的一部分周邊上沿周向延伸。US 5952744公開了組合旋轉(zhuǎn)式直線致動器。所述致動器的中空筒形殼體將電動機 容納在其內(nèi)部，轉(zhuǎn)子由軸向連續(xù)且不同磁化程度的永磁環(huán)構(gòu)成。因此，這反過來使得轉(zhuǎn)子為 經(jīng)由空氣軸承(air bearing)安裝的能夠相對于殼體旋轉(zhuǎn)且軸向可移動的中空筒形套筒。 在殼體側(cè)，轉(zhuǎn)子由不同的纏繞線圈環(huán)繞。在致動器的軸向方向上縱向纏繞的線圈被勵磁用 于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，而在軸向上相繼布置且在軸向上具有較小延伸部分的多個線圈用于產(chǎn)生軸向 上的驅(qū)動力。在殼體側(cè)的線圈和轉(zhuǎn)子的永磁體之間存在較小的氣隙。殼體的一端閉合，以 至于轉(zhuǎn)子只能在一個方向上移動到殼體外。在殼體側(cè)的線圈僅布置在殼體的開放端上，以 使得在轉(zhuǎn)子和在線圈與殼體閉合端之間的殼體內(nèi)的殼體壁之間存在間隙，所述間隙比轉(zhuǎn)子 和線圈之間的氣隙大得多。用于確定轉(zhuǎn)子位置的傳感器布置所述間隙內(nèi)。通過掃描安裝在 轉(zhuǎn)子上的套筒的條形圖樣來確定所述位置。從現(xiàn)有技術(shù)中獲知的大多數(shù)直線驅(qū)動器的缺點在于繞組系統(tǒng)和磁體系統(tǒng)之間的 磁相互作用被位于氣隙中的時間尺所削弱，因此，與無時間尺的直線驅(qū)動器相比，所述直線 驅(qū)動器的效率很差。關(guān)于直線驅(qū)動器的確還已知的情況是轉(zhuǎn)子的位置不是在轉(zhuǎn)子自身上獲 得的，而是在布置于中空筒形轉(zhuǎn)子內(nèi)的軸上獲得的。從JP 2004040894A中可知具有所述位 置檢測的致動器。然而，這種類型的位置檢測需要對傳感器的復(fù)雜安裝，這要求非常大的結(jié) 構(gòu)空間。而且，這種類型的位置檢測與在轉(zhuǎn)子自身上直接掃描轉(zhuǎn)子位置相比很不精確。US 5，990，583A公開了一種上述類型的直線驅(qū)動器，其中所述磁體系統(tǒng)包括凹槽 形式的用于時間尺的徑向凹部。時間尺嵌入在所述凹槽內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)具有的缺點在于由 于通常使用的磁性材料的原因使得制造所述凹槽證明是困難的，并且制造所述凹槽需要對 磁體系統(tǒng)進(jìn)行長時間和高成本的處理。此外，這種凹槽對磁通量會產(chǎn)生不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有緊湊設(shè)計且允許借助于傳感器進(jìn)行精確位置 檢測的上述類型的電動直線驅(qū)動器，其中，如果可能，所述直線驅(qū)動器的效率不應(yīng)該被傳感器和時間尺削弱。此外，應(yīng)該保證磁體系統(tǒng)的簡單、價廉和快速的生產(chǎn)。根據(jù)本發(fā)明，依據(jù)獨立權(quán)利要求的特征來實現(xiàn)上述目的。因此，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)繞 組系統(tǒng)的線圈具有用于時間尺的徑向凸出部時實現(xiàn)了上述目的。從而能夠在周邊的絕大部 分上保持繞組系統(tǒng)的線圈和磁體系統(tǒng)的永磁體之間的氣隙極小，徑向凸出部為時間尺留出 空間。這導(dǎo)致形成了高效率的直線驅(qū)動器。在未被時間尺覆蓋的區(qū)域中，繞組系統(tǒng)和磁體 系統(tǒng)之間的磁相互作用不會受到時間尺的影響?？梢栽谒鰠^(qū)域保持磁體系統(tǒng)和繞組系統(tǒng) 之間的氣隙極小以提高效率。已經(jīng)證明當(dāng)形成氣隙的內(nèi)邊界的磁體系統(tǒng)的外周是筒形的并且繞組系統(tǒng)的線圈 以具有環(huán)形部分和梯形部分的封閉馬蹄形的形式纏繞時是特別有利的，時間尺定位在馬蹄 形的梯形部分內(nèi)。從而所述梯形部分形成了繞組系統(tǒng)的線圈的上述徑向凸出部。作為選擇，磁體系統(tǒng)相對于繞組系統(tǒng)偏心地布置，由此在一側(cè)為時間尺提供空間， 而在相反側(cè)可以形成極小的氣隙。再次作為選擇，磁體系統(tǒng)包括用于時間尺的呈扁平部形式的徑向凸出部。在這種 情況下，也能夠?qū)⒗@組系統(tǒng)和磁體系統(tǒng)之間的氣隙在大部分周邊上保持的非常小，從而使 磁體系統(tǒng)的扁平部為時間尺提供空間。與從現(xiàn)有技術(shù)中已知的凹槽相比，能夠容易、低成本 且快速地生產(chǎn)扁平部，并且不會影響磁通量。本發(fā)明的有利設(shè)計在于從屬權(quán)利要求的主題。借助于光學(xué)傳感器實現(xiàn)非常精確的掃描。作為選擇，電容傳感器或者感應(yīng)傳感器 也適于精確地掃描相應(yīng)的時間尺。在優(yōu)選實施例中，傳感器在繞組系統(tǒng)中布置在氣隙上，在所述傳感器的兩側(cè)的繞 組系統(tǒng)的軸向方向上分別布置有所述繞組系統(tǒng)的至少一個線圈。例如，最理想地是保護(hù)傳 感器免受污染或外部撞擊。優(yōu)選地，傳感器在軸向方向上布置在繞組系統(tǒng)的中心。由于傳 感器直接布置在氣隙上，因此非常精確的位置檢測是可能的。有利地，時間尺沿著小于磁體系統(tǒng)的周邊的20%在所述磁體系統(tǒng)的周向上延伸。 結(jié)果，在繞組系統(tǒng)和磁體系統(tǒng)之間的磁相互作用在絕大部分周邊上都不會被定位在氣隙中 的時間尺削弱。從而能夠分別增強直線驅(qū)動器的驅(qū)動力及其推力。在另一個優(yōu)選實施例中，一體化到繞組系統(tǒng)中用于容納傳感器的傳感器載體包括 用于導(dǎo)向時間尺的軸向延伸的凹槽。這能夠防止磁體系統(tǒng)相對于繞組系統(tǒng)不希望地旋轉(zhuǎn)。 由于傳感器載體被一體化到繞組系統(tǒng)中，因此實現(xiàn)了傳感器非常精確的定位，并且還實現(xiàn) 了最優(yōu)地保護(hù)傳感器免受各種外部影響，特別是免受污染。可選擇地，可通過一個或多個相 對于繞組系統(tǒng)不能旋轉(zhuǎn)的滑銷來導(dǎo)向磁體系統(tǒng)。在另一個優(yōu)選實施例中，磁體系統(tǒng)借助于滾珠軸承或者雙軸承而被可旋轉(zhuǎn)地支撐 在軸上。這允許在軸向方向上與磁體系統(tǒng)一起移動的軸旋轉(zhuǎn)，同時相對于繞組系統(tǒng)以可旋 轉(zhuǎn)地固定的方式保持磁體系統(tǒng)。當(dāng)使軸旋轉(zhuǎn)時，慣性由此比在共同旋轉(zhuǎn)的磁體系統(tǒng)中要小。優(yōu)選地，與旋轉(zhuǎn)式電動機組合在一起的電動直線驅(qū)動器設(shè)置有一體化的直線導(dǎo)向
直ο在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，配備有濾塵器的至少一個開口設(shè)置在電動直線 驅(qū)動器的兩個軸向端部中的每一端部上。從而能夠以可選擇的方式將用于壓力補償?shù)臍怏w 交換導(dǎo)向外部，以使得幾乎沒有任何氣體流過在各種軸承、導(dǎo)向裝置和不同的電纜軸套中的剩余通路，并且交換后的氣體含塵量低。繞組系統(tǒng)能夠熱連接到殼體上，繞組系統(tǒng)由殼體封閉，并且所述殼體由高導(dǎo)熱性 材料構(gòu)成，并且殼體進(jìn)一步連接到具有冷卻肋片和/或內(nèi)部冷卻通道和/或外部冷卻通道 的冷卻體上。從而能夠以最佳的方式將在直線驅(qū)動器運轉(zhuǎn)期間散發(fā)出的熱量傳遞或排出到 外部。這能夠顯著地改善電動直線驅(qū)動器的性能。繞組系統(tǒng)還可由通過多個轉(zhuǎn)換器分別饋電的多個子系統(tǒng)組成。


現(xiàn)在將參照附圖在下文中更加詳細(xì)地闡明本發(fā)明的有利實施例，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的直線驅(qū)動器在第一實施例中的縱向剖視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的直線驅(qū)動器的第二實施例的縱向剖視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的直線驅(qū)動器的第三實施例的縱向剖視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的直線驅(qū)動器在第四實施例中的縱向剖視圖；圖5為沿著圖4中所示的線VI-VI剖切的根據(jù)圖4的本發(fā)明的直線驅(qū)動器的橫截 面視圖；圖6為沿著圖4中標(biāo)記的線VII-VII剖切的圖4中所示的直線驅(qū)動器的橫截面視 圖；圖7為以微小變型的形式所示的圖4的根據(jù)本發(fā)明的直線驅(qū)動器的縱向剖視圖；圖8為具有根據(jù)圖7的一體化的直線驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)式起重電動機的縱向剖視圖；圖9a為根據(jù)本發(fā)明的另一個直線驅(qū)動器的示意性的橫截面視圖；圖9b為根據(jù)本發(fā)明的另一個直線驅(qū)動器的示意性的橫截面視圖；圖9c為根據(jù)本發(fā)明的另一個直線驅(qū)動器的示意性的橫截面視圖。
具體實施例方式下文中，相同的構(gòu)件將由相同的附圖標(biāo)記表示。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的直線驅(qū)動器1的第一實施例。直線驅(qū)動器1的中空筒形 繞組系統(tǒng)2以旋轉(zhuǎn)固定的方式、同軸地連接到同樣為中空筒形的殼體7上。繞組系統(tǒng)2由 多個線圈37構(gòu)成，所述線圈37彼此同軸地且在軸向方向上以連續(xù)的順序布置。直線驅(qū)動 器1的殼體7在左側(cè)是封閉式的，并且在右側(cè)由殼體蓋15封閉。布置為與殼體7同心的直 線驅(qū)動器1的軸8分別經(jīng)由封閉殼體的左側(cè)和殼體蓋15的兩個滑動軸承或球軸套6可旋 轉(zhuǎn)且可軸向移置地支撐在殼體7中。直線驅(qū)動器1的軸8通過中空筒形磁體系統(tǒng)3封閉在 中心子部分中，所述中空筒形磁體系統(tǒng)3以可旋轉(zhuǎn)固定的方式連接到軸8上。這里，磁體系 統(tǒng)3的軸向長度分別比繞組系統(tǒng)2和殼體7的軸向長度小的多，以至于磁體系統(tǒng)3的軸8 能夠在軸向方向上往復(fù)運動。磁體系統(tǒng)3由環(huán)形的且各自交替連續(xù)布置的軸向磁化永磁體 4和徑向磁化永磁體5構(gòu)成。標(biāo)示出的軸向磁化永磁體4和徑向磁化永磁體5的小箭頭分別表示磁化方向以及 由此引起的磁場的通量方向。由于軸向磁化磁環(huán)和徑向磁化磁環(huán)的交替布置，因此近似為 所謂Halbach陣列。循環(huán)次序分別為下述連續(xù)順序從左側(cè)到右側(cè)軸向磁化的環(huán)、徑向向外 磁化的磁環(huán)、從右側(cè)到左側(cè)軸向磁化的磁環(huán)，以及在徑向方向上向內(nèi)磁化的環(huán)。在軸向方向上用于驅(qū)動直線驅(qū)動器1的力通過使繞組系統(tǒng)2的各個線圈交替勵磁由此通過繞組系統(tǒng)線 圈的磁場而產(chǎn)生，所述磁場由電流產(chǎn)生且作用在磁體系統(tǒng)3的永磁體上。在磁體系統(tǒng)3和 所環(huán)繞的繞組系統(tǒng)2之間的氣隙9越小，由繞組系統(tǒng)2的線圈產(chǎn)生的在磁場之間的磁相互 作用就越佳，并且磁體系統(tǒng)3的永磁體被轉(zhuǎn)換為驅(qū)動力。在繞組系統(tǒng)2中的軸向上的中心 處觀察，傳感器布置在分別用于磁體系統(tǒng)3和軸8的位置檢測的氣隙9上，所述傳感器連接 到磁體系統(tǒng)3上。例如，傳感器10被構(gòu)造為光學(xué)型、電容型、感應(yīng)型或者磁型，并且固定在 用于評價、傳輸傳感器信號的印刷電路板12上。傳感器10和印刷電路板12在繞組系統(tǒng)2 的周向上具有較小的延伸部分，并且通過大體環(huán)形的傳感器載體11將傳感器10和印刷電 路板12保持在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，所述傳感器載體11穩(wěn)固地連接到繞組系統(tǒng)2或殼體7上。如圖1所示，由兩個滑動軸承6支撐的軸8在其制造方面是有利的，但是傾向于自 由運轉(zhuǎn)(play)。圖2示出了不能自由運轉(zhuǎn)的直線導(dǎo)向裝置。所圖示的直線驅(qū)動器1在其結(jié)構(gòu)上與 圖1所示實施例的直線驅(qū)動器大體相同。在圖2和所有相繼的附圖中，未顯示繞組系統(tǒng)2的線圈，但是所述線圈在所有附圖 中的布置仍然與圖1相似。然而，圖2中所示的直線驅(qū)動器1的軸被構(gòu)造為滾珠花鍵8a。 通過兩個不能自由運轉(zhuǎn)的滾珠花鍵導(dǎo)向裝置13來實現(xiàn)直線導(dǎo)向裝置。因此，圖2所示的直 線驅(qū)動器1的軸8a不能旋轉(zhuǎn)，而是僅僅可軸向滑動地被支撐在直線驅(qū)動器1的殼體7中。 這種類型的直線驅(qū)動器能被用作純粹的直線驅(qū)動器。如果圖3的直線驅(qū)動器1用在旋轉(zhuǎn)式 起重電動機中，則直線驅(qū)動器1的可軸向移動的軸8a連接于旋轉(zhuǎn)式電動機的定子上。由于 在這種情況下整個旋轉(zhuǎn)式電動機必須通過直線驅(qū)動器1在軸向方向上往復(fù)運動，因此所述 組合適宜用于小型旋轉(zhuǎn)式電動機，由此適宜用于輕量級旋轉(zhuǎn)式電動機。如圖3所示的本發(fā)明的直線驅(qū)動器1的實施例與圖1的實施例的結(jié)構(gòu)相似。與圖 1的實施例相比，直線驅(qū)動器1的軸由磁體系統(tǒng)3自身形成。磁體系統(tǒng)3由軸向連續(xù)布置的 圓盤構(gòu)成，所述圓盤由軸向磁化的永磁體圓盤和作為通量收集器(flux collector)的連續(xù) 磁化的軟圓盤16交替構(gòu)成。每次都將兩個連續(xù)、軸向磁化的永磁體圓盤4的磁化方向定向 在相反的方向上，并且在圖3中通過標(biāo)示出的小箭頭圖示出所述磁化方向?？傮w上為筒形 的磁體系統(tǒng)3由用作傳感器10的時間尺的薄套筒或涂層17環(huán)繞。圖4至圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的直線驅(qū)動器1的另一個實施例，該實施例在其結(jié) 構(gòu)的基本部分上與圖1所示的實施例一致。同樣在這種情況下，以軸向可移置且可旋轉(zhuǎn)的 方式經(jīng)由滑動軸承或球軸套6將直線驅(qū)動器的軸8分別支撐在殼體7和殼體蓋15上。經(jīng) 由兩個滾珠軸承14支撐的磁體系統(tǒng)3關(guān)于軸8可旋轉(zhuǎn)，以至于所述磁體系統(tǒng)3不能與軸8 一起旋轉(zhuǎn)。這允許通過旋轉(zhuǎn)式電動機而使軸旋轉(zhuǎn)，而無需將磁體系統(tǒng)必須配備在具有用于 傳感器的時間尺的整個周邊上。除此之外，由此減小了旋轉(zhuǎn)慣性。以相對于殼體7可旋轉(zhuǎn) 地固定的方式，通過適當(dāng)?shù)目剐D(zhuǎn)器件保持磁體系統(tǒng)3。在周邊位置處，傳感器10在殼體側(cè) 布置在傳感器載體11中，細(xì)長時間尺18安裝在磁體系統(tǒng)3上。時間尺18允許通過盡可能 精確的傳感器10進(jìn)行位置檢測。這里，如果時間尺具有高分辨率的直線圖樣，所述直線圖 樣帶有在橫向于軸向方向的方向上延伸的直線，則借助于光學(xué)傳感器實現(xiàn)了極為精確的位 置檢測。如圖5所示，繞組系統(tǒng)2以較小環(huán)形截面23非常嚴(yán)密地封閉了在內(nèi)部定位的磁體系統(tǒng)3，以使在繞組系統(tǒng)2和磁體系統(tǒng)3之間的氣隙9在周向上的大部分上盡可能保持得 小。繞組系統(tǒng)2的線圈以馬蹄形的形式纏繞，所述線圈的梯形部分M形成了繞組系統(tǒng)2的 凸出部，所述凸出部為時間尺18提供了所需的空間。如在圖6中可見，具有時間尺18的磁 體系統(tǒng)3被導(dǎo)向為相對于殼體7可旋轉(zhuǎn)地固定并且軸向可移動。通過傳感器載體11的軸 向延伸凹槽22來實現(xiàn)所述導(dǎo)向，借助于此，防止磁體系統(tǒng)3在凹槽22中延伸的時間尺18 上旋轉(zhuǎn)。將在直線驅(qū)動器1的殼體7的整個長度上延伸的冷卻體19安裝在根據(jù)本發(fā)明的 直線驅(qū)動器1的圖4至圖6所示的實施例的殼體7上。殼體7熱連接到冷卻體19上。冷 卻體19包括用于熱量排放的軸向延伸的冷卻肋片20。代替冷卻肋片，冷卻體還可包括軸 向延伸的外部和/或內(nèi)部冷卻通道(未示出)，冷卻液通過該冷卻通道循環(huán)用于熱量排放。 在原理上，提供具有所述冷卻體19的圖示實施例中的每一個都是可能的。圖7示出了圖4至圖6中圖示的實施例的微小變型例并且看作根據(jù)本發(fā)明的直線 驅(qū)動器1。平行于軸8延伸的細(xì)長滑銷25連接到磁體系統(tǒng)3上?；瑒愉N25被導(dǎo)向到殼體 蓋15的相應(yīng)孔中。它用來防止磁體系統(tǒng)3相對于殼體7旋轉(zhuǎn)并且可被設(shè)置作為圖6所示 方案的可替換方案或附加方案，其中時間尺18在傳感器載體11的軸向凹槽22中延伸。經(jīng) 由滑銷25的單獨導(dǎo)向分別防止了時間尺和傳感器載體11磨損的危險，由此防止弄臟傳感 器10。直線驅(qū)動器1的軸8包括易于容納工件的通孔36，以便能夠通過軸8導(dǎo)向真空連接 件。具有濾塵器35的開口沿軸向設(shè)置在直線驅(qū)動器1的兩端中的每一端上。結(jié)果，以可選 擇的方式將用于壓力補償?shù)臍怏w交換導(dǎo)向外部，以使得幾乎沒有任何氣體流過在軸承、導(dǎo) 向裝置和各種電纜軸套中的剩余通路，并且交換后的氣體含塵量低。最后，圖8示出了組合旋轉(zhuǎn)式起重電動機33中的圖7中圖示的直線驅(qū)動器1。旋 轉(zhuǎn)式電動機27從左側(cè)凸裝(flange)到直線驅(qū)動器1上。直線驅(qū)動器的軸8延伸到左側(cè)， 從而同時形成旋轉(zhuǎn)式電動機27的軸。在旋轉(zhuǎn)式電動機27的區(qū)域，將軸8設(shè)計為滾珠花鍵 Sa0旋轉(zhuǎn)式電動機27由殼體觀、通過殼體觀封閉的中空筒形繞組四和磁載體30構(gòu)成，所 述磁載體30以可旋轉(zhuǎn)地固定的方式連接于軸并且包括多個永磁體。經(jīng)由兩個滾珠花鍵導(dǎo) 向裝置13提供了對磁載體30的非旋轉(zhuǎn)支撐。通過滾珠軸承14相對于殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐 磁載體30。因此，軸8和軸8a各自經(jīng)由滾珠花鍵導(dǎo)向裝置13相對于磁載體30僅在軸向上 可移置并且與所述磁載體30 —起旋轉(zhuǎn)。從而，軸8和軸8a各自通過旋轉(zhuǎn)式電動機27在旋 轉(zhuǎn)方向上移動并且通過直線驅(qū)動器1在軸向上移動。旋轉(zhuǎn)式電動機27還包括用于檢測角 坐標(biāo)和測量旋轉(zhuǎn)速度的傳感器31。傳感器31經(jīng)由傳感器載體32連接到旋轉(zhuǎn)式電動機27 的殼體觀上并且掃描編碼盤34，所述編碼盤34連接于磁載體30并且與磁載體30 —起旋 轉(zhuǎn)。在關(guān)于圖7的微小變型例中，直線驅(qū)動器1包括徑向可調(diào)節(jié)的或者自調(diào)整的凸緣沈，所 述凸緣沈位于右側(cè)用于額外地支撐軸。圖示的直線驅(qū)動器進(jìn)一步包括根據(jù)圖4至圖6所 示的實施例類似的冷卻體四。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)式起重電動機33的軸8和軸8a分別包括與圖 7所示的孔36 —致的通孔(未顯示)，由此分別通過軸8和軸8a導(dǎo)向易于容納工件的真空 連接件。為此目的，在軸的工件端設(shè)置抽吸裝置。此外，旋轉(zhuǎn)式起重電動機33優(yōu)選包括駐 留位置。在所述駐留位置處，軸8和軸8a處于縮回位置且例如通過磁體被保持在適當(dāng)位置 上。盡管每個圖示實施例的軸都從相應(yīng)殼體的兩側(cè)凸出時，借助于分離軸也能夠使軸僅從殼體的一端凸出。對技術(shù)人員而言相應(yīng)的變化是已知的。 圖9a、9b、9c中的每一個都示出了直線驅(qū)動器1的示意性的橫截面視圖。所述三 個圖都示出了繞組系統(tǒng)2的線圈的可選方案，繞組系統(tǒng)2的線圈在圖5和圖6中示出并且 以馬蹄形的形式纏繞。以馬蹄形的形式纏繞并且在圖5和圖6中顯示的線圈具有用于時間 尺18的凸出部，而通過磁體系統(tǒng)3的凹部來提供用于根據(jù)圖9a和圖9b的時間尺18的必 要空間。如從現(xiàn)有技術(shù)和如圖9a的顯示可知，所述凹部可為磁體系統(tǒng)3的凹槽。然而，根 據(jù)本發(fā)明，應(yīng)該優(yōu)先選擇根據(jù)圖％的磁體系統(tǒng)3的扁平部。在兩種情況下，繞組系統(tǒng)2都 被構(gòu)造為中空筒形并且不必具有用于時間尺的凸出部。圖9c示出了為時間尺18提供必要 空間的另一種可能性。這里，繞組系統(tǒng)2和磁體系統(tǒng)3都為中空筒形而沒有任何凸出部或 凹部。通過稍偏心布置磁體系統(tǒng)3即可獲得用于時間尺18的必要空間。在下部，磁體系統(tǒng) 3和繞組系統(tǒng)2被一起封閉，以使得介于二者之間的氣隙在所述位置較小。在上部，由于稍 偏心布置使得磁體系統(tǒng)3和繞組系統(tǒng)2之間的距離增大，由此形成了用于時間尺18的必要 空間，所述時間尺18緊固于磁體系統(tǒng)3的外周上。圖9a至圖9c僅僅示出了直線驅(qū)動器1 的橫截面的示意性結(jié)構(gòu)。對于以馬蹄形的形式纏繞的繞組系統(tǒng)2的線圈，圖9a至圖9c所 示的可選方案例如能夠在圖4至圖8的直線電動機中被實施。
權(quán)利要求
1.一種電動直線驅(qū)動器(1)，包括繞組系統(tǒng)⑵和磁體系統(tǒng)(3)，其中，所述繞組系統(tǒng) (2)包括彼此同軸且在軸向上連續(xù)布置的多個纏繞線圈(37)，而所述磁體系統(tǒng)(3)相對于 所述繞組系統(tǒng)( 在軸向上能夠運動并且包括多個軸向連續(xù)的永磁體G、5)，所述繞組系 統(tǒng)O)的線圈(37)和所述磁體系統(tǒng)(3)的永磁體(4、5)在它們之間限定了氣隙(9)，并且 設(shè)置傳感器(10)用于檢測所述繞組系統(tǒng)(2)和所述磁體系統(tǒng)(3)的相對運動并且用于檢 測所述兩個系統(tǒng)的相對位置，所述傳感器用于掃描安裝在所述磁體系統(tǒng)(3)的外周上的時 間尺(18)，并且所述磁體系統(tǒng)(3)進(jìn)一步徑向地布置在所述繞組系統(tǒng)(2)的內(nèi)部，并且所述 時間尺(18)僅在所述磁體系統(tǒng)(3)的一部分周邊上沿周向延伸，所述電動直線驅(qū)動器(1) 的特征在于，所述繞組系統(tǒng)O)的所述線圈(37)具有用于所述時間尺(18)的徑向凸出部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動直線驅(qū)動器(1)，其特征在于，形成所述氣隙(9)的內(nèi)邊 界的所述磁體系統(tǒng)(3)的外周是筒形的，并且所述繞組系統(tǒng)(2)的所述線圈(37)以具有環(huán) 形部分和梯形部分04)的封閉馬蹄形的形式纏繞，所述時間尺(18)定位在所述馬蹄 形的梯形部分04)內(nèi)。
3.一種電動直線驅(qū)動器(1)，包括繞組系統(tǒng)(2)和磁體系統(tǒng)(3)，其中，所述繞組系統(tǒng) (2)包括彼此同軸且在軸向上連續(xù)布置的多個纏繞線圈(37)，而所述磁體系統(tǒng)C3)相對于 所述繞組系統(tǒng)( 在軸向上能夠運動并且包括多個軸向連續(xù)的永磁體G、5)，所述繞組系 統(tǒng)O)的線圈(37)和所述磁體系統(tǒng)(3)的永磁體(4、5)在它們之間限定了氣隙(9)，并且 設(shè)置傳感器(10)用于檢測所述繞組系統(tǒng)(2)和所述磁體系統(tǒng)(3)的相對運動并且用于檢 測所述兩個系統(tǒng)的相對位置，所述傳感器用于掃描安裝在所述磁體系統(tǒng)(3)的外周上的時 間尺(18)，并且所述磁體系統(tǒng)(3)進(jìn)一步徑向地布置在所述繞組系統(tǒng)(2)的內(nèi)部，并且所述 時間尺(18)僅在所述磁體系統(tǒng)(3)的一部分周邊上沿周向延伸，所述電動直線驅(qū)動器(1) 的特征在于，所述磁體系統(tǒng)(3)相對于所述繞組系統(tǒng)(2)偏心地布置。
4.一種電動直線驅(qū)動器(1)，包括繞組系統(tǒng)(2)和磁體系統(tǒng)(3)，其中，所述繞組系統(tǒng) (2)包括彼此同軸且在軸向上連續(xù)布置的多個纏繞線圈(37)，而所述磁體系統(tǒng)( 相對于 所述繞組系統(tǒng)( 在軸向上能夠運動并且包括多個軸向連續(xù)的永磁體G、5)，所述繞組系 統(tǒng)O)的線圈(37)和所述磁體系統(tǒng)(3)的永磁體(4、5)在它們之間限定了氣隙(9)，并且 設(shè)置傳感器(10)用于檢測所述繞組系統(tǒng)(2)和所述磁體系統(tǒng)(3)的相對運動并且用于檢 測所述兩個系統(tǒng)的相對位置，所述傳感器用于掃描安裝在所述磁體系統(tǒng)(3)的外周上的時 間尺(18)，并且所述磁體系統(tǒng)(3)進(jìn)一步徑向地布置在所述繞組系統(tǒng)(2)的內(nèi)部，并且所述 時間尺(18)僅在所述磁體系統(tǒng)(3)的一部分周邊上沿周向延伸，所述電動直線驅(qū)動器(1) 的特征在于，所述磁體系統(tǒng)包括用于所述時間尺的呈扁平部形式的徑向凹部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的電動直線驅(qū)動器(1)，其特征在于，所述傳感 器(10)是光學(xué)傳感器、電容傳感器或感應(yīng)傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的電動直線驅(qū)動器(1)，其特征在于，所述傳感 器(10)在所述繞組系統(tǒng)O)中布置在所述氣隙(9)上，其中在所述傳感器(10)的兩側(cè)在 所述繞組系統(tǒng)O)的軸向方向上分別布置有所述繞組系統(tǒng)O)的至少一個線圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的電動直線驅(qū)動器(1)，其特征在于，一體化到 所述繞組系統(tǒng)O)中用于容納所述傳感器(10)的傳感器載體(11)包括用于導(dǎo)向所述時間 尺(18)的軸向延伸的凹槽(22)，或者所述磁體系統(tǒng)(3)通過一個或多個相對于所述繞組系統(tǒng)O)不旋轉(zhuǎn)的滑銷05)來導(dǎo)向。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的電動直線驅(qū)動器(1)，其特征在于，所述磁體 系統(tǒng)(3)借助于滾珠軸承(14)或者雙軸承而被可旋轉(zhuǎn)地支撐在軸(8)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項所述的電動直線驅(qū)動器(1)，其特征在于，與旋轉(zhuǎn)式 電動機(XT)組合在一起的所述電動直線驅(qū)動器(1)設(shè)置有一體化的直線導(dǎo)向裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項所述的電動直線驅(qū)動器(1)，其特征在于，配備有 濾塵器(35)的至少一個開口設(shè)置在所述電動直線驅(qū)動器(1)的兩個軸向端部上。
全文摘要
本發(fā)明涉及電動直線驅(qū)動器，尤其用于旋轉(zhuǎn)式起重電動機。這種直線驅(qū)動器包括繞組系統(tǒng)和磁體系統(tǒng)，繞組系統(tǒng)包括彼此同軸且在軸向上連續(xù)布置的多個纏繞線圈，磁體系統(tǒng)相對于繞組系統(tǒng)在軸向上可運動并且包括多個軸向連續(xù)的永磁體。繞組系統(tǒng)通常由可控轉(zhuǎn)換器饋電。繞組系統(tǒng)的線圈和磁體系統(tǒng)的永磁體在它們之間限定了氣隙。此外，設(shè)置傳感器用于檢測繞組系統(tǒng)和磁體系統(tǒng)的相對運動且用于檢測所述兩個系統(tǒng)的相對位置，所述傳感器用于掃描安裝在磁體系統(tǒng)的外周上的時間尺。磁體系統(tǒng)徑向地布置在繞組系統(tǒng)的內(nèi)部，并且時間尺僅在磁體系統(tǒng)的一部分周邊上沿周向延伸。
文檔編號H02K33/18GK102130566SQ20111000577
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者博萊特斯·亞歷克西斯, 布塞-格拉維茨·馬克斯·埃里克, 弗里奇·雨果, 拉蒙·戴維, 皮蒂尼·拉涅羅, 舒爾策·延斯·奧利弗, 霍夫施泰特爾·雷莫 申請人:麥克森發(fā)電機股份公司