DE2920477A1

DE2920477A1 - Vorgefertigte dreiphasige wechselstromwicklung fuer einen linearmotor

Info

Publication number: DE2920477A1
Application number: DE19792920477
Authority: DE
Inventors: Otto Ing Grad Breitenbach
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1979-05-21
Filing date: 1979-05-21
Publication date: 1980-12-04
Also published as: US4314168A; GB2050707B; SU980639A3; FR2510833A1; CA1129473A; SE8003738L; GB2050707A; FR2510833B1; DE2920477C2; JPS55155573A; JPS6249818B2

Description

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

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17. Mai 1979

Vorgefertigte dreiphasige Wechselstromwicklung für einen Linearmotor

Die Erfindung bezieht sich auf eine vorgefertigte dreiphasige Wechselstromwicklung für einen Linearmotor, der einen Läuferteil und einen langgestreckten, aus mit Nuten versehenem Induktor und in den Nuten liegenden Wicklungssträngen bestehenden Stator aufweist, bei welcher die aus drei getrennten Wicklungssträngen aufgebaute Wicklung durch Befestigungselemente zu einem zusammenhängenden Gebilde zusammengefaßt ist.

Linearmotoren sind für elektrische Antriebe unterschiedlicher Art seit langem bekannt. Es gibt dabei sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstrom-Synchron- und Asynchronmotoren. Beim Linearmotor sind sowohl Stator als auch Läuferteil im Gegensatz zum konventionellen Motor nicht kreisförmig, sondern geradlinig angeordnet. Die elektrische Energie wird dabei so in mechanische Energie umgesetzt, daß sie unmittelbar für eine Translationsbewegung nutzbar wird. Der Linearmotor kann prinzipiell eine in Nuten des Induktors angeordnete Erregerwicklung haben, die bei Wechselstrom dreiphasig ausgebildet ist. Der Läufer-

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teil besteht dann entweder aus einer Schiene aus elektrisch gut leitendem Material, wie Kupfer oder Aluminium (Asynchronmotor) oder aus permanetmagnetischem Material (Synchronmotor). Es sind allerdings auch Linearmotoren bekannt, bei denen die Wicklung im Läuferteil angeordnet ist.

Einsatzgebiete der Linearmotoren sind beispielsweise der Personenverkehr, das Förder- und Transportwesen, Fließbänder, Gepäcktransport, Bergbau, Kräne, Schleppanlagen, Schlitten von Werkzeugmaschinen und die Betätigung von Schiebern. Je nach

UO Einsatzgebiet sind dementsprechend die Motoren mehr oder weniger lang. Die Wicklung kann dabei in den Nuten des Induktors in üblicher Weise angeordnet werden. Je langer der Induktor ist, desto aufweniger wird die Arbeit zur Anbringung der einzelnen Wicklungsstränge. Darüberhinaus ist für diese

Arbeit bisher stets ein Fachmann erforderlich.

Eine vorgefertigte Wicklung, wie sie eingangs beschrieben ist, geht beispielsweise aus der DE-AS 27 21 905 hervor. Der Zusammenhalt der drei als elektrische Kabel ausgebildeten Wicklungsstränge wird bei dieser bekannten Anordnung beispiels- weise durch Formstücke hergestellt, durch welche die Wickelköpfe der Kabel hindurchgeführt sind. Bei dieser Wicklung können an den Kabeln auch Teile angebracht sein, die nach dem Einlegen der Wicklung in die Nuten des Induktors als Auskleidung und Verschlußelemente für die Nuten dienen. Durch die Vorfertigung der Wicklung zu einem zusammenhängenden, einteiligen Gebilde ergibt sich bei der Montage eine wesentliche Erleichterung. Der Aufwand für die Festlegung der einzelnen Wicklungsstränge in den Nuten des Induktors ist jedoch immer noch erheblich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wicklung für einen Linearmotor anzugeben, die im Wege der Vorfertigung so gestaltet ist, daß nicht nur das Einlegen in die Nuten des Induktors sondern auch das Festlegen der Wicklung in den Nuten mit einem einfachen Handgriff möglich ist.

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Diese Aufgabe wird bei einer Wicklung der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wicklungsstränge als elektrische Leitungen mit einem äußeren, der Form der Nuten entsprechend profilierten Mantel aus Isoliermaterial ausgebildet sind, daß an dem Mantel seitwärts abstehende, elastisch verbiegbare Stege angebracht sind, und daß die Nuten Ausnehmungen zur federnd einrastenden Aufnahme der Stege aufweisen.

Eine derartige, durch den Einsatz der Befestigungselemente komplett vorgefertigte, einteilige Wicklung mit profilierten Wicklungssträngen läßt sich mit einem einfachen Handgriff in die Nuten eines Induktors eindrücken. Hierbei werden die Stege durch die engeren Nutenöffnungen verformt, so daß sie sich dann, wenn der jeweilige Wicklungsstrang seine vorgegebene Position erreicht hat, elastisch federnd in die entsprechenden Ausnehmungen der Nuten legen. Für die Befestigung der Wicklungsstränge ist somit kein zusätzlicher Aufwand erforderlich. Im Falle einer Reparatur ist es außerdem auf einfache Weise möglich, die Wicklungsstränge wieder aus den Nuten heraus zu nehmen. Die Stege sind Teil des Mantels und werden zusammen mit diesem hergestellt.

Dabei verlaufen die Stege vorzugsweise über die gesamte Leitungslänge. Es ist selbstverständlich möglich, zur besseren Biegbarkeit der Leitungen im Bereich der Wickelköpfe, die Stege aufzutrennen bzw. ganz abzuschneiden. Als elektrische Leitungen können beliebige Ausführungen verwendet werden, wobei der Ausdruck "Leitung" stellvertretend auch für Kabel gelten soll.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine vorgefertigte Wicklung. In Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht der Wicklung dargestellt. Fig. 3 gibt ausschnittsweise eine Seitenansicht der Wicklung in vergrößertem Maßstab wieder, wobei nur ein einziger Wicklungsstrang erfaßt und im Querschnitt dargestellt ist.

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Mit 1, 2 und 3 sind die drei Wicklungsstränge einer vorgefertigten Wicklung für einen Linearmotor bezeichnet, die durch Befestigungselemente zu einer einteiligen zusammenhängenden Wicklung untereinander verbunden sind. Diese Befestigungen elemente gehen in einer beispielsweisen Ausführungsform aus den Fig. 2 und 3 hervor. Die Wicklungsstränge sind durch elektrische Leitungen bzw. elektrische Kabel gebildet, wobei die Leiter aus einem Draht oder aus mehreren Drähten bestehen können. Es ist auch möglich, in einem dieser Leitungsstränge mehrere gegeneinander isolierte Leiter unterzubringen.

Jeder Leitungsstrang weist einen Mantel k aus Isoliermaterial auf, der aus Fig. 3 zu ersehen ist. Dieser Mantel hat eine äußere Profilierung, die der Form der Nuten in dem nur schematisch angedeuteten Induktor 10 eines Linearmotors in etwa entspricht . Seitwärts an dem Mantel 4 sind Stege 5 und angebracht, die so ausgebildet sind, daß sie elastisch federn können, und die sich im montierten Zustand der Wicklung in zugehörige Ausnehmungen der Nuten einlegen und dadurch den jeweiligen Wicklungsstrang in der zugehörigen Nut festlegen.

Die Leiter eines Wicklungsstranges können beliebigen Querschnitt haben, so daß sie entsprechend der Darstellung in Fig. beispielsweise auch rechteckig ausgebildet sein können. Es ist jedoch auch möglich, eine größere Anzahl von runden Leitern anzubringen. Als Material für den Mantel 4 eignet sich ein ent- sprechend eingestelltes Polyvinylchlorid. Es ist jedoch auch möglich, hierfür Polyäthylen, Polyurethan oder Polypropylen zu verwenden und der Mantel kann selbstverständlich auch aus Gummi bestehen. Durch diesen Mantel und die federnd einrastenden Stege 5 und 6 erübrigt sich eine Auskleidung der Nuten und es sind auch keine besonderen Befestigungselemente mehr erford erli ch.

Der Zusammenhalt der Wicklungsstränge 1, 2 und 3 wird in einer bevorzugten Ausführungsform entsprechend der Darstellung in Fig. 2 durch Haltebänder 7 und 8 hergestellt, die mit Aueneh-

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mungen 9 versehen sind, in welche die Wicklungsstränge im Wege der Vorfertigung eingelegt werden. Die Ausnehmungen der Haltebänder 7 und 8 haben etwa die Form der Nuten des Induktors, in welche eine solche Wicklung eingelegt werden soll, so daß sich die Stege 5 und 6 auch in den Haltebändern 7 und 8 in entsprechende Vertiefungen 11 und 12 legen können. Zweckmäßig werden die Abmessungen der Ausnehmungen 9 etwas kleiner gewählt als die lichten Abmessungen der Nuten, damit die Wicklungsstränge in den Ausnehmungen 9 so festgehalten werden, daß sie von den scharfen Kanten des Induktors nicht verletzt werden können.

Die Haltebänder 7 und 8 bestehen vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff, bei dem es sich um Polyvinylchlorid oder Polyäthylen handeln kann. Sie müssen eine ausreichende mecha nische Festigkeit aufweisen und sollen auf der anderen Seite die Biegbarkeit der kompletten Wicklung nicht beeinträchtigen, sondern die Wicklung soll insgesamt noch auf eine Spule aufwickelbar sein. Wenn das Material der Haltebänder selbst nicht ausreichend zugfest ist, können dieselben mit Beilauffäden 13 und I^ versehen sein, welche zugfest sind und so auch den Haltebändern die erforderliche Festigkeit geben.

Eine entsprechend der Darstellung in Fig. 2 aufgebaute, vorgefertigte Wicklung stellt ein einteiliges, zusammenhängendes Gebilde dar, das durch die beiden Haltebänder 7 und 8 nicht nur zusammengehalten wird, sondern bei dem auch der Abstand der Wicklungestränge zueinander in dem Bereich, wo sie parallel zueinander verlaufen, so festgelegt ist, daß die Wicklung ohne Probleme in die zugehörigen Nuten eines Induktors 10 eingelegt werden kann. Hierbei wird jeder Wicklungsstrang so weit in eine Nut eingedrückt, bis die Stege 5 und 6 die schmalere Nutöffnung passiert haben, so daß sie sich anschließend in entsprechende Ausnehmungen der Nut legen und die Wicklung dadurch in der Nut festhalten können.

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Zur weiteren Verbesserung der Stabilität und des Zusammenhalts der vorgefertigten Wicklung ist es möglich, die einzelnen Leitungen bei ihrem Einlegen in die Ausnehmungen der Haltebänder 7 und 8 fest mit diesen zu verbinden. Hierfür kann eine Verklebung vorgesehen werden. Es ist jedoch auch möglich, Haltebänder 7 und 8 und zugehörige Leitungen durch Ultraschall miteinander zu verschweißen.

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Claims

Kabel- und Metallwerke Hutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

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Pat entansprüche

( 1. Vorgefertigte dreiphasige Wechselstromwicklung für einen V_-^ Linearmotor, der einen Läuferteil und einen langgestreckten, aus mit Nuten versehenem Induktor und in den Nuten liegenden Wicklungssträngen bestehenden Stator aufweist, bei welcher die aus drei getrennten Wicklungssträngen aufgebaute Wicklung durch Befestigungselemente zu einem zusammenhängenden Gebilde zusammengefaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsstränge (l, 2, 3) als elektrische Leitungen mit einem äußeren, der Form der Nuten entsprechend profilierten Mantel (k) aus Isoliermaterial ausgebildet sind, daß an dem Mantel seitwärts abstehende, elastisch verbiegbare Stege (5, 6) angebracht sind, und daß die Nuten Ausnehmungen zur federnd einrastenden Aufnahme der Stege aufweisen.
2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (5, 6) sich über die gesamte Leitungslänge erstrecken.

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3· Wicklung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsstränge (1, 2, 3) durch Haltebänder (7,8) zusammengehalten sind, die sich über die gesamte Wicklungslänge erstrecken und Ausnehmungen (9) aufweisen, in denen ) die Wicklungsstränge mittels der Stege (5» 6) federnd einrastend gehalten sind.

k. Wicklung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die lichten Abmessungen der Ausnehmungen (9) in den Haltebändern (7 j 8) geringfügig kleiner als die lichten Abmessungen der Nuten sind.

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