DE60009237T2

DE60009237T2 - Elektrischer Linearmotor zur Betätigung von Bremsen insbesondere für Webmaschinen und dergleichen

Info

Publication number: DE60009237T2
Application number: DE60009237T
Authority: DE
Inventors: Rosario 24024 Gandino Castelli
Original assignee: LGL Electronics SpA
Current assignee: LGL Electronics SpA
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2020-10-07
Also published as: EP1103642A1; ITTO990926A0; EP1103642B1; ITTO990926A1; DE60009237D1; IT1311254B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Linearmotor zur Betätigung von Bremsvorrichtungen für Webmaschinen und dergleichen.
Bekanntermaßen wird Webmaschinen ein Schussfaden zugeführt, indem der Schussfaden von einer Spule abgewickelt wird, die vor einer Schussfaden-Zuführvorrichtung angeordnet ist, von der der Faden an die Webmaschine gesendet wird.
Typischerweise sind zwischen der Spule und der Zuführvorrichtung und zwischen der Zuführvorrichtung und der Webmaschine elektrisch betätigte Schussfaden-Bremsvorrichtungen vorgesehen, die jeweils dafür eingerichtet sind, die mechanische Spannung des Fadens zu modulieren, um sie an die Webanforderungen anzupassen.
Die Schussfaden-Zuführvorrichtung ist außerdem mit eigenen Mitteln zum modulierten Bremsen des Fadens versehen, die vom selbstmodulierenden Typ oder vom Typ mit elektrisch betätigter Modulation sein kann.
Sowohl die Schussfaden-Bremsvorrichtung als auch die Schussfaden-Bremsmittel mit elektrisch betätigter Modulation werden durch Aktuatoren betätigt, die mit einem Strom erregt werden, der in Übereinstimmung mit der für die Bremswirkung nötigen Modulation moduliert ist.
Die EP-A-0 972 734 (Stand der Technik nach Art. 54(3) EPÜ) offenbart einen elektrischen Linearmotor zur Betätigung von Schussfaden-Bremsvorrichtungen insbesondere für Webmaschinen, mit einem Motorschaft mit zugehörigen radial polarisierten zylindrischen Permanentmagneten, die sich auf eine hin- und hergehende Weise in einem entsprechenden Hohlraum eines Stators bewegen, der mit Erregerspulen und Führungs- und Stützbuchsen für den Motorschaft versehen ist.
In Übereinstimmung mit den Erfindungen, die in EPA-00110982.6 und EPA-00110983.4 desselben Anmelders offenbart sind, ist es bekannt, Schussfaden-Bremsvorrichtungen und die zu der Schussfaden-Zuführvorrichtung gehörenden Bremsmittel mittels elektrischer Linearmotoren zu betätigen, die einen Motorschaft aus nichtmagnetischem Material haben, mit zugehörigen radial polarisierten zylindrischen Permanentmagneten, die sich in Bezug auf einen Stator, der die Erregerspulen stützt, durch die der modulierte Strom fließt, axial und hin- und hergehend bewegen.
Der Schaft der Linearmotoren besteht typischerweise aus Keramikmaterial und wird durch ein Paar Buchsen aus Kunststoff geführt und gestützt, die durch das äußere Gehäuse des Stators des Motors gestützt werden.
Es hat sich herausgestellt, dass solche Buchsen aus Kunststoff zum Führen und Stützen des Schaftes starkem Verschleiß ausgesetzt sind, der die Entwicklung von Spiel verursacht, mit Einsetzen von Reibung und Veränderungen im Spalt des Motors, was zu möglichem Blockieren und/oder Anhalten des Motors und in jedem Fall zu beträchtlichen Verminderungen seiner Wirksamkeit führt.
Dies ist ein schwerwiegender Nachteil konventioneller Linearmotoren in Anbetracht dessen, dass es bei gegenwärtigen Textilmaschinen notwendig ist, die Wirksamkeit und Genauigkeit der Kopplung von Schaft und Buchse mindestens ein paar Milliarden Betriebszyklen lang aufrechtzuerhalten, bei Geschwindigkeiten in der Größenordnung von einem Meter pro Sekunde in beiden Bewegungsrichtungen des Schaftes.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den obigen schwerwiegenden Nachteil zu beseitigen, und im Rahmen dieses allgemeinen Ziels ist es eine wichtige Aufgabe der Erfindung, einen Linearmotor vom spezifizierten Typ bereitzustellen, der mit Führungs- und Stützbuchsen für den Motorschaft versehen ist, die solche Betriebsanforderungen erfüllen können, d.h. ohne nennenswerten Verschleiß eine Zyklenzahl zwischen 3,5 und 7,5 × 10⁹ aushalten können.
Innerhalb dieses Ziels ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Linearmotor mit Führungs- und Stützbuchsen bereitzustellen, der trotz der gebotenen sehr hohen Leistung einen äußerst einfachen Aufbau hat, der als solcher wirtschaftlich vorteilhaft ist.
Dieses Ziel und diese und weitere Aufgaben, die nachfolgend noch deutlicher werden, werden mit einem elektrischen Linearmotor erreicht bzw. gelöst, der einen Motorschaft mit zugehörigen radial polarisierten zylindrischen Permanentmagneten aufweist, die sich in einem entsprechenden Hohlraum eines Statorgehäuses bewegen, das mit Erregerspulen und Führungs- und Stützbuchsen für den Motorschaft versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungs- und Stützbuchsen aus Keramikmaterial bestehen und dass der Motorschaft mindestens in Bereichen, in denen er mit den Buchsen in Gleitkontakt steht, mit einem der folgenden Materialien beschichtet ist: Keramikmaterial, Chrom, Plasma, geeignet, die Oberfläche des Schaftes hart zu machen.
Gemäß der Erfindung wird das Keramikmaterial typischerweise unter Materialien ausgewählt, die mindestens Aluminiumoxid und Zirkonoxid umfassen.
Jede Buchse wird vorzugsweise durch einen Körper aus Kunststoff gebildet, typischerweise vom thermoplastischen Typ, in den Keramikringe teilweise eingebettet sind, wobei der Motorschaft mit einer Gleitkopplung in den Ringen gleiten kann.
Die Merkmale, Zwecke und Vorteile des verbesserten Motors gemäß der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Beispielszeichnungen, die als nicht einschränkendes Beispiel gegeben sind und in denen:
1 eine axiale Schnittansicht eines verbesserten Linearmotors gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Ansicht eines Details von 1 in vergrößertem Maßstab ist.
Die Zeichnungen zeigen einen Linearmotor 1 vom konventionellen Typ, der einen hohlzylindrischen Stator 2 aufweist, der mit mindestens zwei Polenschuhen 3 und 4 und vorzugsweise mit einem dritten Pol 5 (der die Leistung des Motors wesentlich verbessert) und zwei Erregerspulen 6 und 7 versehen ist. Ein Motorschaft 8 kann mit einer hin- und hergehenden Bewegung in einem Hohlraum des Rotors 2 gleiten, wird durch Buchsen 9 gestützt und geführt, die durch den Stator 2 gestützt werden, und ist mit einem Stützelement 10 aus Kunststoffmaterial versehen, mit dem zwei (zum Beispiel aus Neodym bestehende) zylindrische Permanentmagneten 11 und 12, die radial und in entgegengesetzten Orientierungen magnetisiert sind, starr gekoppelt sind, mit einer dazwischen angeordneten zylindrischen Hülse aus ferromagnetischem Material.
Der Schaft 8 ist mindestens in den Bereichen, in denen er mit den Buchsen 9 in Gleitkontakt steht, mit einem der folgenden Materialien beschichtet oder daraus bestehend: Keramikmaterial, Chrom, Plasma, und die Führungs- und Stützbuchsen 9 des Schaftes sind beide mit Ringen 9' aus Keramikmaterial versehen. Typischerweise wird so ein Keramikmaterial durch Zirkonoxid oder Aluminiumoxid gebildet.
Vorzugsweise sind die Keramikringe 9' teilweise in jeweilige Buchsenkörper 13 aus Kunststoff eingebettet, typischerweise vom thermoplastischen Typ, und der Schaft 8 kann in solchen Ringen mit einer sehr präzisen gegenseitigen Gleitkopplung gleiten. Dies erreicht man durch Glätten der Außenfläche S des Schaftes 8, bis er eine maximale Rauigkeit zwischen 0,3 und 0,4 Mikron annimmt, und durch Schleifen der Innenfläche S' der Ringe 9', bis eine maximale Rauigkeit von 1 Mikron erreicht ist.
Ohne das Konzept der Erfindung zu verändern, können die Details der Ausführung und die Ausführungsformen im Hinblick darauf, was anhand eines nicht einschränkenden Beispiels beschrieben und gezeigt wurde, natürlich umfassend verändert werden, ohne dadurch den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
Wenn in einem Anspruch erwähnten technischen Merkmalen Bezugszeichen folgen, wurden diese Bezugszeichen nur zu dem Zweck aufgenommen, die Verständlichkeit der Ansprüche zu steigern, und dementsprechend haben solche Bezugszeichen keinerlei einschränkende Wirkung auf den Schutzbereich jedes Elements, das beispielshalber mit solchen Bezugszeichen bezeichnet ist.

Claims

Elektrischer Linearmotor (1) zur Betätigung von Schussfaden-Bremsvorrichtungen insbesondere für Webmaschinen, der einen Motorschaft (8) mit zugehörigen radial polarisierten zylindrischen Permanentmagneten aufweist, die sich auf eine hin- und hergehende Weise in einem entsprechenden Hohlraum eines Stators (2) bewegen, der mit Erregerspulen (6 und 7) und Führungs- und Stützbuchsen (9) für den Motorschaft (8) versehen ist, wobei die Führungs- und Stützbuchsen (9) des Motorschaftes (8) aus Keramikmaterial bestehen und der Motorschaft (8) mindestens in Bereichen, in denen er mit den Buchsen in Gleitkontakt steht, mit einem der folgenden Materialien beschichtet ist: Keramikmaterial, Chrom, Plasma.
Elektrischer Linearmotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikmaterial unter Materialien ausgewählt ist, die mindestens Aluminiumoxid und Zirkonoxid umfassen.
Elektrischer Linearmotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Führungs- und Stützbuchse (9) des Motorschaftes (8) durch einen Körper (13) aus Kunststoff gebildet wird, worin Keramikringe (9') teilweise eingebettet sind, wobei der entsprechende Schaftabschnitt (8) mit einer sehr präzisen gegenseitigen Gleitkopplung darin gleiten kann.
Elektrischer Linearmotor (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (13) der Führungs- und Stützbuchse (9) des Motorschaftes (8) aus thermoplastischem Material besteht.
Elektrischer Linearmotor (1) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche des Motorschaftes (8) mindestens in den Abschnitten, die mit den Führungs- und Stützbuchsen (9) in Eingriff stehen und zusammenwirken, geglättet ist und eine maximale Rauigkeit zwischen 0,3 und 0,4 Mikron hat, und dass die Innenfläche der Keramikringe (9') der Führungs- und Stützbuchsen (9) geschliffen ist und eine maximale Rauigkeit von 1 Mikron hat.