DE1756872B2 - Fördereinrichtung mit einem Linearmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung mit einem Linearmotor, dessen einer Teil (Ständer) mit eine· nach oben frei liegenden Arbeitsfläche an der Bewegungsbahn der zu fördernden Gegenstände angeordnet ist und dessen anderer Teil von den zu fördernden Gegenständen gebildet wird, und mit die Gegenstände tragenden Rollen, die in Übereinstimmung mit der Arbeitsfläche des Ständers ausgerichtet sind.

Beim Fördern von Rohren, Stab- oder Stangengut usw. haben Fördereinrichtungen mit angetriebenen Rollen zum Tragen und Vorantreiben der Rohre usw. den Nachteil, daß das Fördergut auf den Rollen abrutschen oder weggleiten kann, so daß man, um diesem Gleiten Rechnung zu tragen, einen ausreichenden Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Gutstücken vorsehen muß, was den Betriebswirkungsgrad der Vor

richtung beeinträchtigt

Aus der Zeitschrift »Automation«, Juni 1967, S. 74 bis 77, ist es bereits bekannt, zum Antreiben eines Förder ba'ndes einen sogenannten Linearmotor zu verwenden dessen Anker nicht in Drehbewegung versetzt, sonderr linear verschoben wird. Der Anker kann hierbei daj Förderband selbst sein. Zum Fördern von Rohren unc ähnlichem Stangengut ist ein Förderband aber nichi geeignet

Eine Fördereinrichtung der eingangs genannten An wurde schon in dem älteren DT-Patent 12 81 933 vor geschlagen. Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung wirki eine metallische Last als Teil des Linearmotors unc wird von dessen Spulenanordnung über zylindrische Tragroilen bewegt auf denen zu fördernde Rohre odei andere zu fördernde Gegenstände wie bei den bekann ten Fördereinrichtungen mit angetriebenen Rollen seit lieh weggleiten können.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Fördereinrichtung anzugeben, bei der eine sichere Halterung der zu fördernden Gegenstände und möglichst die Einhaltung eines optimalen Luftspaltes zwischen den Gegenständen und einer ihnen zugewandten Arbeitsfläche des Li nearmotors gewährleistet wird.

Dit Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Fördervorrichtung.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht insbesondere bei V-förmigen Ausnehmungen der Roller bzw. des Linearmotorständers darin, daß bei Förderung von im Querschnitt kreisförmigen Gegenständen dei Luftspalt zwischen der Arbeitsfläche des Ständers unc den geförderten Gegenständen auch dann konstani bleibt, wenn letzere unterschiedliche Durchmesser ha ben.

An bevorzugten Ausführungsbeispielen wird die Er findung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dei Zeichnung zeigt

F i g. J in Seitenansicht Teile einer Fördereinrich tung.

F i g. 2 einen Schnitt längs der Ebene H-Il in F i g. 1,

F i g. 3 in Seitenansicht einen Teil einer anderen For dereinrichtung,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Ebene IV-IV in F i g. 3

F i g. 5 eine Stirnansicht von Teilen einer dritten For dereinrichtung,

F i g. 6 in Seitenansicht Teile einer Fördereinrichtung mit Grenzschaltern als Rohrfühlerelementen,

F i g. 7 in Seitenansicht Teile einer Fördervorrich tung mit andersartigen Rohrfühlereinrichtungen unc mit Geschwindigkeitsregelung,

F i g. 8 in Seitenansicht eine Fördereinheit mit einen Vierkernlinearmotor zum Fördern von Gegenständer mit rechteckigem Voll- oder Hohlprofil,

Fig.9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX ir Fig. 8.

Fig. 10 in Seitenansicht eine Fördereinheit mii einem Sechskernlinearmotor zum Fördern von voll oder hohlzylindrischen Gegenständen,

F i g. 11 einen Schnitt entlang der Linie X-X ir Fig. 10,

Fig. 12 in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eim Fördereinheit mit zylindrischem Linearmotor zum For dem von voll- oder hohlzylindrischen Gegenständei und

F i g. 13 einen Schnitt entlang der Linie XIII-XIIl ii Fig. 12.

Die in F i g. 1 und 2 gezeigte Rohrfördervorrichtun; hat zwei in Kugellagern (nicht gezeigt) frei um parallel«

Achsen drehbare Rollen 10 mit jeweils einer Umfangsausnehmung 11 von konkavem Kreisbogenprofil, entsprechend dem Durchmesser des zu fördernden Rohres 12.

Das Rohr 12 ist längsbeweglich auf den Rollen 10 gelagert und in vertikaler und seitlicher Richtung durch die Umfangsausnehmungen 11 festgelegt.

Um das Rohr 12 in Längsrichtung über die Rollen 10 voranzutreiben, ist unten angrenzend an den Laufweg des Rohres 12 ein Linearmotor 14 mit einem Kern 15 und in Nuten des Kerns 15 angeordneten Wicklungen 16 angeordnet.

Wie man aus Fig.2 sieht, hat der Linearmotor 14 auf seiner Oberseite eine Arbeitsfläche 17 von konkavem Kreisbogenprofil, entsprechend dem Profil des Rohres 12. derart, daß zwischen dem Rohr 12 und dem Linearmotor 14 ein gleichmäßig schmahr Luftspalt besteht.

Die Arbeitsfläche 17 im Linearmotor 14 und die Umfangsausnehmungen 11 in den Rollen 10 haben eine solehe Form, daß die Fördervorrichtung dann wirksam arbeitet, wenn das zu fördernde Rohr einen dem gezeigten Rohr 12 entsprechenden Außendurchmesser hat. Bei Rohren anderer Durchmesser würde der Luftspalt zwischen den einzelnen Rohren und dem Linearmotor 14 ungleichmäßig sein und die Fördervorrichtung weniger gut arbeiten.

Zur Verwendung mit Rohren unierschiedlichn- Größen kann man die Ausnehmungen in den Rollen und im Linearmotor mit V-Profil ausbilden, wie in F i g. 3 und 4 gezeigt, wo den F i g. 1 und 2 entsprechende Teile mit entsprechenden, um zehn erhöhten Bezugsnummern versehen sind.

In F i g. 3 und 4 haben die Rollen 20 jeweils eine V-förmige Umfangsausnehmung 2t und hat der Linearmotor 24 eine Arbeitsfläche 27 von ebenfalls V-Profil, wobei der Linearmotor 24 in Längsrichtung in zwei Teile geteilt ist, wie man in F i g. 4 sieht. Die Wandneigungen der Ausnehmungen 21 und der Arbeitsfläche 27 sind gleich. Wird ein Rohr 22a großen Durchmessers von den V-förmigen Ausnehmungen 21 der Rollen 20 aufgenommen, so befindet sich die Unterseite dieses Rohres 22a in größerer Höhe, als die Unterseite eines Rohres 226 kleineren Durchmessers sk h befinden würde, wenn man das Rohr 22a durch ein solches Rohr 226 ersetzte. Durch diesen Höhenunterschied wurden die Luftspalte zwischen den Rohren und dem Linearmotor 24 beträchtlich verändert, so daß die Fördervorrichtung mit entsprechend sich änderndem Wirkungsgrad arbeiten würde, wenn die Arbeitsfläche 27 im Linearmotor 24 nicht ebenfalls die gleiche V-Profilform hätte wie die Ausnehmungen 21. Bei der hier gezeigten Form der Ausnehmungen 21 und Arbeitsfläche 27 ergibt sich dagegen ein enger Luftspalt, der sich über einen beträchtlichen Bereich unterschiedlicher Rohrgrößen nicht über ein annehmbares Maß hinaus verändert.

F i g. 5 zeigt in Stirnansicht ein Rohr 32 mit rechtekkigem oder quadratischem Profil, das auf zwei Rollen 30 getragen ist, von denen nur eine gezeigt ist und die jeweils eine Umfangsausnehmung 31 mit V-Profil und *>» im Winkel von 45° zueinander geneigten Seiten aufweisen.

Der Linearmotor 34 hat auf der dem Laufweg des Rohres 32 zugewandten Seite eine Ausnehmung 37, deren Wände ebenfalls im Winkel von 45° zueinander geneigt sind.

Auf Grund der Ausnehmungen 31 und 37 können Rechteckorofilrohre beliebiger Größe innerhalb eines

bestimmten Größenbereichs unter Einhaltung eines gleichmäßig en^en Luftspaltes gefördert werden.

Wenn einer der obigen Linearmotorausführungen erregt wird, ohne daß sich über ihm ein Rohr oder anderweitiges magnetisches Material zum Schließen eines magnetischen Kreises befindet, steigt der dem Linearmotor zugeführte Strom so weit an, daß sich eine Überhitzung ergeben kann. Ferner übt der Linearmotor eine Anziehungskraft auf das Rohr aus. Es ist daher wünschenswert, daß der Linearmotor nur dann erregt wird, wenn ein Rohr auf den Rollen beiderseits des Linearmotors aufliegt, wobei der Motorstrom dann eingeschaltet wird, um das Rohr entlang der Vorrichtung zu transportieren, und wieder abgeschaltet wird, wenn das rückwärtige Rohrende sich dem Linearmotor nähert. F i g. 6 zeigt eine mechanische Schalteranordnung, mittels welcher der Motorstrom sich in dieser Weise steuern läßt, wobei der Linearmotor 44 zwischen zwei Rohrträgerrollen 40 angeordnet ist. Das Ein- und Ausschalten des Stromes im Linearmotor 44 erfolgt durch ein durch zwei Grenzschalter 46 gesteuertes Drehstromschütz 45.

Die in Reihe geschalteten Grenzschalter 46 sind so angeordnet, daß die beiden Trägerrollen 40 sich zwischen ihnen befinden, so daß das Schütz 45 nur dann im Sinne einer Erregung des Linearmotors 44 betätigt wird, wenn beide Grenzschalter durch das Rohr geschlossen sind. Dadurch wird erreicht, daß der Motor, wenn sich kein Rohr auf den Trägerrollen 40 befindet, nicht erregt wird und daß das Rohr so lange nicht vom Motor angezogen wird, wie es nicht auf beiden Trägerrollen 40 aufliegt, da andernfalls die Anlage blockiert werden könnte. Ferner wird durch die Abschaltung des Motors, sobald das Rohr abläuft, eine bessere Wirtschaftlichkeit im Stromverbrauch erzielt.

Um Versager infolge Verschleißes der mechanischen Grenzschalter 46 zu vermeiden, kann man diese Grenzschalter durch berührungslos arbeitende Abstandsschalter ersetzen.

F i g. 7 zeigt eine Schalteranordnung, bei der das Rohr statt mechanisch durch die Grenzschalter 46 elektromagnetisch mittels zweier Transformatoren 56 mit offenem Kern abgefühlt wird.

Wenn das Rohr über die beiden Transformatoren 56 läuft und deren Eisenkreise schließt, werden in den Sekundärwicklungen der Transformatoren elektromagnetische Wechselkräfte induziert, die addiert, gleichgerichtet und einer Steuereinheit 58 mit steuerbarem Siliciumgleichrichter zugeleitet werden, die eine Energieversorgungseinrichtung 59 zum Erregen des Linearmotors 54 betätigt.

Die Steuereinheit 58 wird außerdem durch ein gemeinsames Steuersignal gesteuert, das über Leitungen 57 mehreren solcher Steuereinheiten (nicht gezeigt) zugeleitet wird, um die dazugehörigen Linearmotore durch Phasensteuerung zu steuern, so daß die Geschwindigkeit sämtlicher Linearmotoren einer Förderanlage entsprechend gesteuert wird.

Bei der Fördervorrichtung nach F i g. 8 und 9 ist ein Linearmotor mit vier genuteten Kernen 64 so angeordnet, daß die Arbeitsflächen 67 der Kerne 64 ein mit den Ausnehmungen 61 fluchtendes Quadrat bilden, wöbe die Flächen 67 einen solchen Abstand haben, daß siel· zwischen den Kernen 64 und einem zu fördernden Qua dratvollprofilteil 62 ein enger gleichmäßiger Luftspal ergibt.

In die Nuten der Kerne 64 sind Wicklungen 66 ir Form vierseitiger Spulen eingelegt. Diese Wicklunger

sind an eine Drehstromquelle anschließbar, so daß beim Einschalten der Gegenstand 62 durch Kräfte, die durch elektromagnetische Wechselwirkung zwischen den Kernen 64 und dem Gegenstand 62 bedingt sind, in Längsrichtung über die Rollen 60 vorangetrieben wird.

In Fig. 10 und 11 ist ein Linearmotor vorgesehen, der einen Gegenstand 72 mit Rundvollprofil in Längsrichtung über Rollen 70 vorantreibt und sechs Kerne 74 mit Arbeitsflächen 77 von Kreisbogenprofil mit einem solchen Radius aufweist, daß sich ein konstanter schmaler Luftspalt relativ zum Gegenstand 72 ergibt. Die Rollen 70 sind auf parallelen Achsen frei drehbar und haben jeweils eine Umfangsausnehmung 71 von konkavem Kreisbogenprofil, entsprechend dem Durchmesser des Gegenstandes 72 In den Nuten der Kerne 74 sind Wicklungen in Form konzentrischer Spulen 76 angeordnet.

Fig. 12 und 13 zeigen eine Fördervorrichtung mit einem zylindrischen Linearmotor, der zwischen zwei frei drehbaren Rollen 80 mit jeweils einer Umfangsausnehmung 81 von Kreisbogenprofil angeordnet ist. Der zylindrische Linearmotor hat eine Anzahl von Rundspulen 86, die um den Laufweg eines zu fördernden Gegenstandes 82 mit Rundvollprofil verlaufen. Der magnetische Kreis enthält eine Anzahl von Ringeisenteilen 88 mit jeweils einem Außendurchmesser, der etwas größer ist als der Außendurchmesser der Spulen 86, so daß sie als Abstrahlungsrippen arbeiten, und die jeweils ein Loch 87 von einem solchen Durchmesser haben, daß sich zwischen den Ringteilen 88 und dem Gegenstand 82 ein gleichmäßig enger Luftspalt ergibt.

Die Ringteile 88 haben Schlitze 90, um das Entstehen

von umlaufenden Strömen in ihnen zu verhindern. Die Spulen 86 sind von C-förmigen Abstandshaltern 91, welche die Ringeisenteile 88 im Abstand voneinander halten, eingefaßt und umschlossen. Wenn die Spulen 86 an eine Drehstromquelle angeschlossen sind, bilden die Abstandshalter 91 einen Magnetflußweg zwischen den Ringteilen 88. Der Flußweg wird dann durch den Gegenstand 82 geschlossen, so daß in diesem Ströme induziert werden, die eine Kraft erzeugen, welche den Gegenstand 82 durch elektromagnetische Wechselwir- kung längs der Rollen vorantreibt.

Um die Stromquelle abzuschalten, wenn kein Gegenstand die Rollen überspannt, sind für jede der obigen Linearmotorausführungen Grenzschalter 100 vorgesehen.

Die hier beschriebenen Fördervorrichtungen können z. B. dafür verwendet werden. Stangen- oder Stabgut vor der Verformung zu Rohren einem Ofen zuzuleiten, und sie haben den Vorteil, daß sie große Antriebskräfte erzeugen. Die hier beschriebenen Linearmotoren kön nen natürlich so abgewandelt werden, daß sich auch Gegenstände mit anderem als Quadrat- oder Rundprofil, z. B. Gegenstände mit Rechteckprofil fördern lassen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Fördereinrichtung mit einem Linearmotor, dessen einer Teil (Ständer) mit einer nach oben frei liegenden Arbeitsfläche an der Bewegungsbahn der zu fördernden Gegenstände angeordnet ist und dessen anderer Teil von den zu fördernden Gegenständen gebildet wird, und mit die Gegenstände tragenden Rollen, die in Übereinstimmung mit der Ar- beilsfläche des Ständers ausgerichtet sind, d a -durch gekennzeichnet, daß die Rollen (10, 20 usw.) in ihrem Umfang zur Halterung der Gegenstände (12, 22a, 22b usw.) jeweils eine Ausnehmung (S 1,21 usw.) mit geneigten Flächen haben und der Ständer des Linearmotors (14, 24 usw.) mit der Arbeitsfläche (17,27 usw.) zu den jeweils tragenden Mantellinien der Ausnehmungen der Rollen im wesentlichen parallel liegt.

2. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (20, 30) im Umfang jeweils eine Ausnehmung (21,31) mit etwa V-förmigem Querschnitt haben und der Ständer eine entsprechende V-förmige Ausnehmung aufweist.

3. Fördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (25) des Linearmotors (24) in zwei Teile getrennt ist. die eine gemeinsame Wicklung (26) haben, jedoch so angeordnet sind, daß sie miteinander einen Winkel bilden.

4. Fördereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer von Fühlerelementen beaufschlagten Steuereinrichtung, die den Linearmotor jeweils erregt, während ein Gegenstand über die Rollen läuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlerelemente Transformatoren (56) mit offenem Eisenkern enthalten, die an eine Steuereinheit (58) angeschlossen sind, und bei Schließen der Eisenkreise durch die zu fördernden Gegenstände in den Sekundärwicklungen der Transformatoren induzierte Spannungen die Steuereinheit im Sinne einer Erregung des Linearmotors betätigen.

5. Fördereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (58) eine von einer Anzahl von Steuereinheiten ist, die so geschaltet sind, daß sie ein gemeinsames Geschwindigkeitssignal zur Phasensteuerung einer entsprechenden Anzahl von Linearmotoren empfangen.