DE10359820A1

DE10359820A1 - Device for fixing a magnetic rail of an electric linear motor to a carrier

Info

Publication number: DE10359820A1
Application number: DE2003159820
Authority: DE
Inventors: Michael Muth; Jan Brand
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-07-21
Also published as: EP1695433A1; WO2005062446A1; CN1894842A

Abstract

Eine Magnetschiene (2) eines elektrischen Linearmotors legt sich mit ihrer Oberseite an überlappende Anschlagschultern (9) von Halteelementen an, die an einem Träger (1) fest verankert sind und die in einer definierten Höhe über dem Träger (1) angeordnet sind. Der Abstand zwischen dem Träger (1) und der Anschlagschulter (9) ist größer als die entsprechende Dicke der Magnetschiene (2), die mittels Federelementen (10) mit geringer Vorspannung definiert gegen die Anschlagschulter (9) gedrückt wird. DOLLAR A Dadurch wird der Abstand der Magnetschiene (2) zu einem Spulenteil (6) des Linearmotors unabhängig von Dickenunterschieden konstant gehalten und eine Verspannung der längsverschiebbaren Magnetschiene (2) mit dem Träger (1) von unterschiedlicher Wärmedehnung vermieden.A magnetic rail (2) of an electric linear motor abuts with its upper side against overlapping stop shoulders (9) of holding elements which are firmly anchored to a carrier (1) and which are arranged at a defined height above the carrier (1). The distance between the support (1) and the stop shoulder (9) is greater than the corresponding thickness of the magnetic rail (2), which is pressed by means of spring elements (10) defined with low bias against the stop shoulder (9). DOLLAR A Thereby, the distance between the magnetic rail (2) to a coil part (6) of the linear motor is kept constant regardless of thickness differences and avoid distortion of the longitudinally displaceable magnetic rail (2) with the support (1) of different thermal expansion.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Fixieren einer Magnetschiene eines elektrischen Linearmotors an einem Träger mittels zumindest eines am Träger fest verankerten Halters, der mit Anschlagschultern die Magnetschiene auf deren dem Träger abgewandten Oberseite übergreift.The The invention relates to a device for fixing a magnetic rail an electric linear motor on a carrier by means of at least one on the carrier firmly anchored holder, with the stop shoulders the magnetic rail on whose the carrier overlaps the upper side facing away.

Eine derartige Einrichtung ist z.B. durch die DE 10143808 A bekannt geworden. Danach ist die Magnetschiene auf ihrer Oberseite mit Permanentmagneten belegt und auf ihrer Unterseite mittels seitlicher pratzenartiger Klemmstücke fest mit dem Träger verspannt. Zwischen den Permanentmagneten und einem darüber verfahrbaren Spulenteil besteht eine sehr hohe Anziehungskraft. Die Klemmstücke pressen die Magnetschiene so fest gegen den Träger, dass selbst unter der Wirkung dieser Anziehungskraft die Magnetschiene sicher am Träger fixiert bleibt. Durch das Verspannen der Magnetschiene mit dem Träger besteht eine enge Wechselbeziehung, durch die Störeffekte unmittelbar übertragen werden.Such a device is eg by the DE 10143808 A known. Thereafter, the magnetic rail is covered on its upper side with permanent magnets and clamped on its underside by means of lateral pratzenartiger clamping pieces firmly with the carrier. There is a very high attraction force between the permanent magnets and a coil part movable over them. The clamping pieces press the magnetic rail against the support so firmly that even under the effect of this attraction, the magnetic rail remains securely fixed to the support. Due to the bracing of the magnetic rail with the carrier is a close correlation, are transmitted directly by the disturbing effects.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Magnetschiene vom Träger weitgehend zu entkoppeln.Of the Invention is based on the object, the magnetic rail from the carrier largely to decouple.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Durch die Anschlagschultern wird eine definierte Anlage für die Magnetschiene auf ihrer Oberseite geschaffen, so dass der Abstand zum Spulenteil des Linearmotors unabhängig von der Ebenheit des Trägers und der Dicke der Schiene bleibt. Die elektromagnetische Wechselbeziehungen zwischen dem Spulenteil und der Magnetschiene werden nicht durch unterschiedliche Abstände beeinträchtigt. Es genügt, die Magnetschiene mit geringerer Vorspannung an den Anschlägen anliegen zu lassen, so dass unterschiedliche Wärmedehnungen zwischen der Magnetschiene und dem Träger dadurch kompensiert werden können, dass sich die Magnetschiene in ihrer Längsrichtung ohne die Gefahr des Verspannens mit dem Träger ausdehnen kann. Da die Magnetschiene nicht mehr unmittelbar am Träger aufliegt, wird ein großflächiger Wärmekontakt vermieden, so dass eine einseitige Erwärmung des Trägers entlang der Magnetschiene weitgehend vermieden werden kann.These The object is achieved by the invention according to claim 1. By The stop shoulders become a defined system for the magnetic track created on its top so that the distance to the coil part of the linear motor independently from the evenness of the carrier and the thickness of the rail remains. The electromagnetic interactions between the coil part and the magnetic rail are not different distances impaired. It is sufficient, the magnetic rail with lower bias abut the stops to let so that different thermal expansions between the magnetic rail and the carrier can be compensated that the magnetic rail in its longitudinal direction without the risk of Tensioning with the carrier can expand. Since the magnetic rail no longer rests directly on the support, a large-scale thermal contact is avoided so that one-sided warming of the carrier along the magnetic rail can be largely avoided.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 gekennzeichnet:
Durch die Ausbildung der Anschlagschulter und der Fußfläche in einem Grundkörper nach Anspruch 2 kann ein definierter Abstand eingestellt werden, der ein einheitliches Höhenniveau der Anschlagschultern sichert.Advantageous developments of the invention are characterized in claims 2 to 12:
By forming the stop shoulder and the foot surface in a base body according to claim 2, a defined distance can be set, which ensures a uniform height level of the stop shoulders.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 liegen die Verankerungspunkte mit dem Träger außerhalb der Magnetschiene, was die Wärmekopplung verringert.By the development according to claim 3 are the anchoring points with the carrier outside the magnetic rail, which reduces the heat coupling.

Die Halter nach Anspruch 4 können so kurz gehalten werden, dass sich selbst bei unterschiedlicher Wärmedehnung keine nennenswerte Verspannung zum Träger ergibt.The Holder according to claim 4 can be kept so short that even with different thermal expansion does not give any appreciable tension to the carrier.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 5 wird die Anzahl der Halter verringert.By the development according to claim 5, the number of holders is reduced.

Die Spannzungen nach Anspruch 6 können mit geringer Vorspannung an der Magnetschiene anliegen, so dass sich diese ohne nennenswerten Widerstand dehnen kann.The Tensioning tongues according to claim 6 can with low bias voltage applied to the magnetic rail, so that this can stretch without significant resistance.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 7 werden die Verschiebungen an den Magnetbahnenden minimiert.By the development according to claim 7, the shifts to the Magnetic orbit ends minimized.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 8 wird eine weitere Entkopplung der Magnetschiene vom Träger erreicht.By the development according to claim 8, a further decoupling the magnetic rail from the carrier reached.

Durch die Zuordnung des Federelements zum Halter nach Anspruch 9 wird auch im Hinblick auf die Federkräfte eine vollkommene Entkopplung vom Träger erreicht. Da alle Funktionsmaße innerhalb des Halters ausgebildet sind, ist es möglich, unabhängig von den Einbauverhältnissen eine definierte Federkraft einzuhalten.By the assignment of the spring element to the holder according to claim 9 also with regard to the spring forces achieved a complete decoupling from the carrier. Because all functional dimensions are within are formed of the holder, it is possible regardless of the installation conditions to maintain a defined spring force.

Beim Halter nach den Ansprüchen 10 und 11 wird die definierte Federwirkung in einfacher und sicherer Weise gewährleistet.At the Holder according to the claims 10 and 11, the defined spring action is easier and safer Guaranteed manner.

Das Federelement nach Anspruch 12 hat den Vorteil, dass die Feder vor dem Ansetzen des Halters an die Magnetschiene entspannt und im angelegten Zustand gespannt werden kann, was die Montage erleichtert.The Spring element according to claim 12 has the advantage that the spring before the attachment of the holder to the magnetic rail relaxed and applied Condition can be stretched, which facilitates the assembly.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:in the The following is the invention with reference to an illustrated in the drawing embodiment explained in more detail. It demonstrate:

1 eine Draufsicht auf einen Träger mit Magnetschienen eines Linearmotors und mit Haltern, 1 a top view of a carrier with magnetic rails of a linear motor and with holders,

2 einen vergrößerten Ausschnitt II aus 1, 2 an enlarged section II 1 .

3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in 2, 3 a section along the line III-III in 2 .

4 eine Seitenansicht der Teile nach 2, 4 a side view of the parts after 2 .

5 einen vergrößerten Ausschnitt V aus 3. 5 an enlarged section V from 3 ,

1 zeigt einen länglichen Träger, auf dem eine lineare, aus zwei Magnetschienen 2 gebildete Magnetbahn mittels Haltern 3 fixiert ist. Die Magnetschienen 2 sind an ihren Enden durch Zentrierstifte 4 ausgerichtet. Die aus Weicheisen bestehende Magnetschiene 2 ist auf ihrer dem Träger 1 abgewandten Oberseite mit Permanentmagneten 5 belegt. Der Träger 1 besteht aus einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff (CFK), dessen Wärmedehnung erheblich geringer ist als die des Weicheisens der Magnetschiene 2. Durch die Betriebswärme des Linearmotors kann es zu einer deutlichen Erwärmung der Magnetschiene 2 kommen, die sich vor allem in ihrer Längsrichtung erheblich stärker dehnt, als der Träger 1. Damit besteht die Gefahr einer entsprechenden Verspannung zwischen dem Träger 1 und der Magnetschiene 2. 1 shows an elongated carrier on which a linear, two magnetic rails 2 formed magnetic train by means of holders 3 is fixed. The magnetic rails 2 are at their ends by centering pins 4 aligned. The magnetic iron rail made of soft iron 2 is on her the carrier 1 opposite top with permanent magnets 5 busy. The carrier 1 consists of a carbon fiber composite (CFRP) whose thermal expansion is significantly lower than that of the soft iron of the magnetic rail 2 , Due to the operating heat of the linear motor, it can lead to a significant heating of the magnetic rail 2 come, which stretches, especially in their longitudinal direction considerably stronger than the carrier 1 , There is thus the danger of a corresponding tension between the carrier 1 and the magnetic rail 2 ,

Der Träger 1 ist z. B. Teil eines verfahrbaren Positionierarmes eines Bestückautomaten zum Bestücken von elektrischen Leiterplatten mit Bauelementen. Ein solcher Positionierarm wird sehr stark beschleunigt bzw. abgebremst und ist deshalb möglichst leicht ausgebildet. Eine longitudinale Verspannung mit der Magnetschiene würde daher zu einer beträchtlichen Verbiegung führen, die die Positionsgenauigkeit eines durch den Linearmotor angetriebenen Bestückkopfes beeinträchtigen würde.The carrier 1 is z. B. part of a movable positioning of a placement for loading electrical circuit boards with components. Such a positioning is greatly accelerated or decelerated and is therefore formed as easily as possible. A longitudinal strain with the magnetic rail would therefore lead to a considerable deflection, which would affect the positional accuracy of a driven by the linear motor placement.

Nach den 2 bis 5 ist die Magnetschiene 2 nicht unmittelbar am Träger 1 fixiert, sondern durch die Halter 3 mit Abstand zum Träger 1 angeordnet. Ein mobiles Spulenteil 6 des Linearmotors ist über den Permanentmagneten 5 verfahrbar. Zwischen dem Spulenteil 6 und den Permanentmagneten 5 entstehen erhebliche Anziehungskräfte 12, die über die Halter 3 auf den Träger 1 übergeleitet werden müssen. Die Halter 3 sind seitlich der Magnetschiene 2 am Träger 1 mittels Schrauben 7 in ebener Auflage verankert und übergreifen mit einem seitlichen Vorsprung 7 den Seitenrand der Magnetschiene 2. Dabei bildet die dem Träger 1 zugewandte Unterseite des Vorsprungs 8 eine Anschlagschulter 9 für die Magnetschiene 2. Diese weist einen definierten Abstand zu einer flach am Träger 1 aufliegenden Fußfläche 17 des Halters 3 auf, so dass die Anschlagschultern 9 der Halter 3 in einem einheitlichen Höhenniveau angeordnet sein können.After the 2 to 5 is the magnetic rail 2 not directly on the carrier 1 fixed, but through the holder 3 with distance to the carrier 1 arranged. A mobile coil part 6 of the linear motor is above the permanent magnet 5 traversable. Between the coil part 6 and the permanent magnet 5 create considerable attractions 12 that over the holder 3 on the carrier 1 must be transferred. The holders 3 are laterally of the magnetic rail 2 on the carrier 1 by means of screws 7 anchored in a level bearing and overlap with a lateral projection 7 the side edge of the magnetic rail 2 , This forms the carrier 1 facing underside of the projection 8th a stop shoulder 9 for the magnetic rail 2 , This has a defined distance to a flat on the carrier 1 resting foot surface 17 of the owner 3 on, leaving the stop shoulders 9 the holder 3 can be arranged at a uniform height level.

In die Halter 3 sind Federelemente 10 eingesetzt, die mit Spannzungen 11 zwischen den Träger 1 und die Magnetschiene 2 ragen und an dieser unter einer federnden Vorspannung 13 anliegen. Dadurch wird die Magnetschiene 2 gegen die Anschlagschulter 9 gedrückt und in ihrer Höhenlage spielfrei fixiert wird. Die Vorspannung 13 ist im Vergleich zur Anziehungskraft 12 oder zur Aufspannkraft des Halters auf dem Träger 1 sehr gering. Einer thermisch bedingten Verschiebung der Magnetschiene 2 gegenüber dem Träger 1 stehen damit geringe Reibungskräfte entgegen, die im Hinblick auf eine Verformung des Trägers 1 vernachlässigbar sind. Die Halter 3 sind so kurz ausgebildet, dass eine thermische Verspannung mit dem Träger 1 innerhalb des Aufspannbereiches eines der Halter 3 vernachlässigbar bleibt.In the holder 3 are spring elements 10 used with tension tongues 11 between the carriers 1 and the magnetic rail 2 protrude and at this under a resilient bias 13 issue. This will cause the magnetic rail 2 against the stop shoulder 9 pressed and fixed free of play in its altitude. The bias 13 is in comparison to the attraction 12 or the clamping force of the holder on the carrier 1 very low. A thermally induced displacement of the magnetic rail 2 opposite the carrier 1 stand against it low frictional forces, with regard to a deformation of the carrier 1 are negligible. The holders 3 are designed so short that a thermal strain with the carrier 1 within the clamping area of one of the holders 3 remains negligible.

Das Federelement 10 ist in einem Grundkörper des Halters 3 teleskopartig verschiebbar gelagert und kann durch eine separate Spannfeder 14 in Form einer Spiraldruckfeder in Richtung der Anschlagschulter 9 gedrückt werden, wobei die Spannfeder 14 zwischen dem Grundkörper und einer Stützschulter 15 des Federelementes 10 verspannt ist. Das Federelement 10 besteht aus zwei miteinander verschraubten Teilen, von denen eines die Stützschulter 15 und das andere die Spannzunge 11 aufweist. Durch Lösen dieser Verschraubung kann die Federspannung derart verringert werden, dass die Magnetschiene 2 leicht zwischen die Spannzunge 11 und die Anschlagschulter 9 eingeschoben werden kann. Durch anschließendes Anziehen der Verschraubung wird die volle Vorspannung 14 aufgebaut.The spring element 10 is in a main body of the holder 3 mounted telescopically and can be moved by a separate tension spring 14 in the form of a helical compression spring in the direction of the stop shoulder 9 be pressed, the tension spring 14 between the main body and a support shoulder 15 of the spring element 10 is tense. The spring element 10 consists of two parts bolted together, one of which is the supporting shoulder 15 and the other the tensioning tongue 11 having. By loosening this screw the spring tension can be reduced so that the magnetic rail 2 easily between the clamping tongue 11 and the stop shoulder 9 can be inserted. By subsequently tightening the screw is full preload 14 built up.

Nach den 1 und 2 sind die Magnetschienen 2 mittels der Zentrierstifte 4 in der Mitte der Magnetbahn an den einander zugewandten Enden longitudinal und transversal fixiert. Dazu sind in den Vorsprüngen 8 der Halter 3 und in der Magnetschiene 2 spielfreie Zentrierbohrungen vorgesehen. An den einander abgewandten Enden der Magnetschienen 2 sind sich in der Längsrichtung erstreckende Langlöcher 16 vorgesehen, in die die Zentrierstifte 4 mit longitudinalem Spiel eingreifen. Dadurch wird die Magnetschiene in der transversalen Richtung fixiert und kann sich in der Längsrichtung frei verschieben.After the 1 and 2 are the magnetic rails 2 by means of the centering pins 4 fixed longitudinally and transversely in the middle of the magnetic track at the ends facing each other. These are in the projections 8th the holder 3 and in the magnetic rail 2 clearance-free centering holes provided. At the opposite ends of the magnetic rails 2 are longitudinal slots extending in the longitudinal direction 16 provided in which the centering pins 4 engage with longitudinal play. Thereby, the magnetic rail is fixed in the transversal direction and can freely shift in the longitudinal direction.

11: Trägercarrier
22: Magnetschienemagnetic rail
33: Halterholder
44: ZentrierstiftCentering
55: Permanentmagnetpermanent magnet
66: Spulenteilcoil part
77: Schraubescrew
88th: Vorsprunghead Start
99: Anschlagschulterstop shoulder
1010: Federelementspring element
1111: Spannzungeclamping tongue
1212: Anziehungskraftappeal
1313: Vorspannungpreload
1414: Spannfedertension spring
1515: Stützschultersupporting shoulder
1616: LanglochLong hole
1717: Fußflächefoot surface

Claims

Device for fixing a magnetic track ( 2 ) of a linear electric motor on a support ( 1 ) by means of at least one on the carrier ( 1 ) firmly anchored holder ( 3 ), which with a stop shoulder ( 9 ) the magnetic track ( 2 ) on which the carrier ( 1 ) facing away from the top, characterized in that the stop shoulder ( 9 ) at a defined height above the support ( 1 ) and that the distance between the carrier ( 1 ) and the stop shoulder ( 9 ) is greater than the corresponding thickness of the magnetic track ( 2 ).

Device according to claim 1, characterized in that the holding element with a foot surface against the carrier ( 1 ) is tense that the stop shoulder ( 9 ) and the foot surface ( 17 ) on a main body of the holder ( 3 ) are formed and that the distance between the foot surface ( 17 ) and the stop shoulder ( 9 ) is greater than the corresponding thickness of the magnetic track ( 2 ).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the holders ( 3 ) to both sides of the magnetic rail ( 2 ) and that the stop shoulders ( 9 ) to the magnetic track ( 2 ) are formed overarching projections.

Device according to claim 3, characterized in that several of the short holders ( 3 ) in the longitudinal direction of the magnetic track ( 2 ) are strung together at a distance.

Device according to claim 3, characterized in that the strip-shaped holder ( 3 ) a longer section of the magnetic track ( 2 ) and made of a material of the same or similar thermal expansion as the carrier ( 1 ) consists.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic rail ( 2 ) by means of spring elements ( 10 ) against the stop shoulders ( 9 ) and that clamping tongues ( 11 ) of the spring elements ( 10 ) between the carriers ( 1 ) and the magnetic track ( 2 ) protrude.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 1 ) and the magnetic track ( 2 ) have different thermal expansions and that one or more of the magnetic rails ( 2 ) form a magnetic track which in its central portion by means of at least one centering pin ( 4 ) on the carrier ( 1 ) is fixed and which is centered longitudinally displaceable at its ends.

Device according to claim 7, characterized in that the holder ( 3 ) with at least one bore for receiving the centering pin ( 4 ) is provided.

Holder ( 3 ) for fixing a magnetic rail ( 2 ) of a linear electric motor on a support ( 1 ), according to one of the preceding claims, wherein the holder ( 3 ) with stop shoulders ( 9 ) the magnetic track ( 2 ) on which the carrier ( 1 ) facing away from the top, characterized in that the spring element ( 10 ) Part of the holder ( 3 ).

Holder ( 3 ) according to claim 8, characterized in that the spring element ( 10 ) is slidably mounted in the base body and by a separate tension spring ( 14 ) in the direction of the stop shoulder ( 9 ) is printable.

Holder ( 3 ) according to claim 9, characterized in that the tension spring ( 14 ) between the base body and a support shoulder ( 15 ) of the spring element ( 10 ) is braced.

Holder ( 3 ) according to claim 10, characterized in that the spring element ( 10 ) consists of two parts bolted together, one of which is the supporting shoulder ( 15 ) and the other the clamping tongue ( 11 ) having.