EP1805386A1 - Schiebetür mit einem magnetischen trag- und/oder antriebssystem mit einer magnetreihe - Google Patents

Schiebetür mit einem magnetischen trag- und/oder antriebssystem mit einer magnetreihe

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Publication number
EP1805386A1
EP1805386A1 EP05790105A EP05790105A EP1805386A1 EP 1805386 A1 EP1805386 A1 EP 1805386A1 EP 05790105 A EP05790105 A EP 05790105A EP 05790105 A EP05790105 A EP 05790105A EP 1805386 A1 EP1805386 A1 EP 1805386A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sliding door
row
magnets
magnetic
door according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05790105A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sven Busch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dormakaba Deutschland GmbH
Original Assignee
Dorma Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE200410050328 external-priority patent/DE102004050328B3/de
Priority claimed from DE200410050341 external-priority patent/DE102004050341B4/de
Application filed by Dorma Deutschland GmbH filed Critical Dorma Deutschland GmbH
Publication of EP1805386A1 publication Critical patent/EP1805386A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/60—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05D—HINGES OR SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS
    • E05D15/00—Suspension arrangements for wings
    • E05D15/06—Suspension arrangements for wings for wings sliding horizontally more or less in their own plane
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/10—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/13—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof characterised by the type of wing
    • E05Y2900/132—Doors

Definitions

  • the invention relates to a sliding door with a magnetic support and / or drive system with a permanently excited magnetic support means and a linear drive unit with at least one row of magnets, in particular for an automatic door operated.
  • magnet series also includes elongated individual magnets.
  • the magnet series can be arranged stationary or mobile.
  • a sliding door guide in which mit ⁇ co-operating magnets under normal load a contact-free floating guidance of a sliding guide gehal ⁇ tenen door leaf or the like cause, in addition to the stationary magnet arranged the sliding guide a stand a linear motor is arranged, whose rotor is arranged on the sliding door.
  • a combined storage and drive system for an automatically operated door in which a permanently er ⁇ energetic magnetic support system is symmetrical and has stationary and movable magnet rows, which are each arranged in a plane, wherein the support system in an unstable equilibrium weight, and in which the support system has symmetrically arranged lateral guide elements which can be mounted in a roll-shaped manner.
  • a simple design and arrangement of the stator and rotor of a linear motor housed in a common housing namely the possibility of being able to arbitrarily arrange the stator and rotor of the linear motor in relation to the support system, can be arranged the shape of stand and runner not be limited by the support system be ⁇ .
  • WO 94/13055 shows a stator drive for an electric linear drive and a door provided with such a stand, which is suspended by means of magnets in the lintel of a frame.
  • a plurality of magnets or magnet groups are arranged on the door panel, de ⁇ ren magnetic field strength is so great that an attraction force to a guide plate is achieved, which is arranged on the underside of the door lintel an ⁇ , wherein the attraction is sufficient to the weight to lift the door panel.
  • Abrasive sign change has, over the prior art has the advantage that the linear drive unit is reduced rastkraftrraf.
  • a preferably permanently excited magnetic support device can be detent-reduced if the permanently excited magnetic support device and the linear drive unit are integrated.
  • an escape route function unproven can be implemented lematically.
  • the electromagnetic thrust force is not superimposed by strong detent forces, whereby a uniform overall thrust force is achieved, so that even at lang ⁇ samer driving speed is a uniform jerk-free movement and very slow speeds can be realized.
  • the magnetizations of the at least one magnetic row with respect to the coil arrangement are preferably irregular or adjusted in such a way that there is a continuous or an approximately continuous transition from a sign to a neighboring inverse sign.
  • the alternating polarizations of the at least one magnet row merge "softly" into one another, such a smooth transition also being able to be adjusted by a constantly repeating grid of the individual magnets rigidly connected to one another Connected cores of the coil assembly is avoided, so certain intentional or within certain limits random deviations are provided by the normally set for the linear drive regular grid.
  • the magnetizations of the at least one magnet row are irregular and the individual coils are regularly spaced from one another in order to realize this feature, since this makes possible a particularly good combination with other measures of reducing rast force.
  • the coil cores of the individual coils can also have an irregular spacing relative to each other.
  • the magnets may be regular or at another irregular distance from each other.
  • individual magnets according to the invention may have a bevelled shape with respect to the drive direction be installed at an angle.
  • the transitions between the respective generated magnetic fields or between the elements introduced into them and the surrounding air can be made slightly more continuous.
  • the magnetizations are of parallel arranged magnet rows and / or groups of respectively adjacent individual magnets of a magnetic series and / or individual magnets of a magnetic series with respect to the distances of the individual coils of the Spulenan ⁇ order, in particular their magnetic cores, offset from each other.
  • the previously described effect also occurs because the magnet rows are rigidly connected to each other.
  • the magnetizations of two magnet rows arranged in parallel with respect to the individual coils of the coil arrangement are preferably offset by one-half relative to one another when I is a wavelength of a detent force occurring over the travel path of a single magnet row.
  • I is a wavelength of a detent force occurring over the travel path of a single magnet row.
  • the magnetizations of two groups of individual magnets of one magnet row with respect to the individual coils of the coil arrangement can be offset from one another by 1/2 are when I is the wavelength of a locking force occurring over the travel of a single group.
  • individual magnets of a magnet array which are alternately polarized in the longitudinal direction of the magnet array, or groups of at least two such magnet magnets of a magnet array may be slightly offset relative to each other with respect to the individual coils of the coil arrangement a maximum offset of a single magnet or a group of individual magnets is I, if I is the wavelength of the detent force at not offset from each other individual magnets or groups of individual magnets.
  • This arrangement with a maximum offset of I leads in particular in many gegen ⁇ each other and offset in relation to the basic grid groups or Ein ⁇ zelmagneten to a superposition, which leads to an extinction of irregular detent forces.
  • the second alternative embodiment of the sliding door according to the invention has a rastkraftrredu preparede linear drive unit, the at least one arranged in the drive direction series of soft or hard magnetic elements and at least one of several Einzel ⁇ existing coil arrangement, which causes a corresponding interaction with the at least one row of soft or hard magnetic elements, the pre-shear forces, and / or a permanently excited magnetic support means, the at least one rastkraftrredu generatede magnet series, at least a tightening of the force effect with at least one of at least one magnet row standing soft or hard magnetic support member having a guide member having a certain gap-shaped distance between the at least one magnet row and ensures the support member, wherein the at least one magnetic row can be formed from the at least one arranged in the drive direction series of hard magnetic elements.
  • This magnetic support and / or drive system has the advantage over the prior art that the linear drive unit and / or the magnet row of the magnetic support device are detent-reduced.
  • both the permanently excited magnetic support means and the linear drive unit be rastkraftrreduzedred when the permanently excited magnetic support means and the linear drive unit are formed integrally.
  • the reduction of the latching force according to the invention makes both starting easier and lessens a "ripple" of the force required to move the carrying device.
  • the soft or hard magnetic elements which can also form the magnet series in the first alternative embodiment, are preferably bevelled.
  • the soft or hard magnetic elements according to the invention preferably have a chamfer or a curved Oberflä ⁇ surface.
  • the soft or hard magnetic elements according to the invention may be multipole magnets with four or more magnetic poles and / or have nonuniform magnetization with a weakening to the edges. Also due to this configuration _
  • At least two rows of soft or hard magnetic elements arranged in the drive direction may be present, which are displaced relative to one another in the drive direction.
  • a similar effect also occurs in the further alternative or additional possibility according to the invention of spacing the soft or hard magnetic elements unevenly in the drive direction.
  • the soft or hard magnetic elements according to the invention it is also possible to provide annular or lateral pole shoes on the individual shoes, which guide the electromagnetic fields generated by the individual shoes to those soft or hard magnetic elements arranged in a row, where a surface of the pole shoes directed towards the soft or hard magnetic elements arranged in a row is curved or provided with a chamfer.
  • the individual coils have coil cores, one of the soft or hard magnetic elements arranged in a row being able to directed surface of the coil cores is curved or provided with a chamfer.
  • flux guide pieces can also be attached to surfaces of the individual coils which are directed toward the soft or hard-magnetic elements arranged in a row and which change or enlarge these surfaces.
  • These flux guides may preferably be beveled, rounded, bent or provided with a chamfer.
  • the latching force can also be reduced by special ratios of coils to magnets.
  • the cross-sectional area of the coil cores of the individual coils can also be particularly designed in order to reduce the latching force.
  • the coil cores may preferably have a round cross-sectional area, or a diameter of the coil cores greater than a height of the elements of at least one in Drive direction arranged series of soft or hard magnetic elements.
  • the coil cores may have a rectangular or square cross-sectional area, which is preferably provided with a rounding or bevel at the edges.
  • the individual coils may have coil cores having a cross-sectional area, which are composed of a rectangular, in particular square, surface and two semicircles or curves.
  • the individual coils according to the invention can also have coil cores with an oval or oval-like cross-sectional area in order to reduce the latching force.
  • the magnetic support system or combined magnetic support and drive system used according to the invention with a permanently activated magnetic support device has the advantage over the described prior art that the support element does not necessarily have to be hard-magnetic due to the utilized attractive force effect. Furthermore, since a guide element is provided, which ensures a distance between the at least one magnet row and the support element, no electrical or electronic control device needs to be provided despite utilizing an unstable state of equilibrium. Further, by using the at least one row of magnets both for carrying and for propulsion, the manufacturing costs are reduced and the required space is reduced.
  • the at least one row of magnets is magnetized transversely to the direction of support and to the drive direction, in which an element carried by the support means, e.g. B. a Schiebetele ⁇ ment, can be moved.
  • an element carried by the support means e.g. B. a Schiebetele ⁇ ment
  • the magnetization of the at least one row of magnets transverse to the supporting direction This results in a particularly simple structural design of the guide element, since in this case it can be planned and executed independently of a force that has to be generated by the support device in order to keep the supported element in a floating state.
  • a simple embodiment of the linear drive unit is also possible since it can also be planned and executed independently of the force to be generated by the support device.
  • the at least one row of magnets preferably consists of individual permanent magnets, since costs can be saved by lining up individual smaller magnets in the procurement of material and thus in the production process of the carrying device according to the invention. Furthermore, due to this design, it is easier to compensate for tolerances and to make better use of magnetic properties. Instead of a series of magnets, a single magnet can be used, whereby the relatively difficult mounting of the plurality of individual magnets is eliminated.
  • the magnetization of the at least one magnet row in a longitudinal direction of the at least one magnet row alternates at certain intervals.
  • This feature which can be realized particularly easily with a magnet series consisting of individual permanent magnets, produces a better magnetic effect since, together with the support device, a magnetic field closure of the individual magnetization regions, ie between the individual permanent magnets, is produced.
  • the magnet series can be integrated in this way in a particularly simple manner into the magnetic drive system according to the invention, ie serve as a series of hard-magnetic elements with which the individual coils can be used in the case of cause an interaction that causes feed forces.
  • the guide element ensuring the gap-like spacing does not have to absorb large forces even with tolerances of the double-acting support element, since the forces acting in the direction of magnetization between the at least one magnet row and the support element cancel out at best ,
  • This effect is more strongly supported with an increasing number of alternating polarizations, since both tolerances in the field strengths of individual polarization regions are better compensated, and such a superimposition of the forces respectively generated by the individual polarization regions results in a field being generated. which counteracts the buildup of shear forces.
  • At least three successive polarization areas should be provided so that a possible in only two polarization areas of the magnetic series possible canting of the magnetic series does not occur, which can already generate large lateral forces.
  • the support element or parts thereof are preferably formed by the series of soft-magnetic elements interrupted at specific intervals. This results in an integration of the magnetic Tragsyste- mes with the magnetic drive system according to the invention instead, whereby a reduction of the required installation space takes place.
  • the support element preferably has at least one support rail, which is arranged at a first predetermined distance to a side of at least one magnet row, the Spu ⁇ lenan extract at a second predetermined distance to one of first side of the magnet array opposite second side of the magnet array is arranged.
  • the support profile can continue the tasks of magnetic closure of the coil magnetic fields and the generation of load capacities , the weight of the load, z. B. a door, teil ⁇ wise or complete record, take over.
  • the residual load z. B. are carried by the coil cores or pole pieces of the individual coils of the coil assembly of the linear drive unit or by a further magnetic mechanical support device.
  • the support element can also preferably have two mounting rails, one of which is arranged at a certain distance from a first side of at least one magnet row, and the other at the same specific distance to a second side opposite the first side of the magnet row Side of the magnetic series or another series of magnets of at least one row of magnets is arranged.
  • the support element can for this purpose preferably have a U-shaped mounting rail with a bottom area and two side areas, the floor area connecting the two side areas and at least one magnet row of the at least one magnet row being guided at least partially within the U-shaped mounting rail.
  • At least parts of an inner surface of the one side region are arranged at the predetermined distance to a first side of the magnet array and at least parts of an inner surface of the other side region with the same or a different specific gap-shaped distance to a second side of the magnetic series opposite the first side of the magnetic series a further row of magnets of the at least one row of magnets are arranged.
  • the distance between the magnet array and the support element is kept as small as possible.
  • the at least one support element used in the magnetic support device according to the invention is preferably stationary and the at least one row of magnets is arranged so that it can move, ie in the case of a sliding door it is suspended from the at least one row of magnets, whereas the at least one support is suspended ⁇ ment forms a guide for the door element or the door elements of a multi-leaf sliding door.
  • the design of the at least one support element is also movable and the at least one row of magnets stationary, as well as a combination of these two Va ⁇ variants possible.
  • the coil arrangement of the linear drive unit is of course always fixed together with the support element of the support device or arranged to be movable. As a result, with a slight movement path, as normally occurs when driving door leaves, there are no excessive increased costs, but the runner and thus the total movable element of the drive system according to the invention or combined magnetic support and drive system can be designed to be passive.
  • the at least one support element is preferably soft magnetic according to the invention, whereby particularly low costs are achieved with respect to this element.
  • the guide element according to the invention preferably comprises rollers, rolling and / or sliding body.
  • the at least one magnet series preferably consists of one or more high-performance magnets, preferably rare earth high-performance magnets, more preferably neodymium-iron-boron (NeFeB) or samarium-cobalt (Sm 2 Co) or plastic-bonded magnet materials ,
  • high-performance magnets preferably rare earth high-performance magnets, more preferably neodymium-iron-boron (NeFeB) or samarium-cobalt (Sm 2 Co) or plastic-bonded magnet materials .
  • the drive system according to the invention or combined support and drive system is used to drive at least one door leaf of a sliding door, which is preferably designed as a curved sliding door or horizontal sliding wall. In addition to this insert, it can also be used to drive door leaves or in feeders, handling equipment or transport systems. All preferred embodiments described with reference to the first or second alternative embodiment of a sliding door according to the invention can-as well as the first and second alternative embodiments themselves-be combined as desired.
  • FIG. 1 shows a cross section of a first preferred embodiment of the magnetic support device preferably used according to the invention in different load states
  • FIG. 2 shows the load capacity curve of the magnetic support device according to the first preferred embodiment shown in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows the transverse force profile of the magnetic support device according to the first preferred embodiment shown in FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a sectional view of a top view of the magnetic support device according to the first preferred embodiment shown in FIG. 1,
  • FIG. 5 shows a perspective view of a first preferred embodiment of a part of the combined carrier and drive system according to the invention with three coils aligned transversely to the direction of travel and U-shaped plate holding devices. tion and three contacting and fixing pins without and with a U-shaped mounting rail element,
  • FIG. 6 is a sectional view of a plan view of the first preferred embodiment of the combined support and drive system according to the invention.
  • FIG. 7 shows an electrical connection of the coils of the linear drive unit of the combined support and drive system shown in FIG.
  • FIG. 8 shows a diagram for explaining a first possibility of the voltage profile at the coils of the first preferred embodiment of the drive system according to the invention as shown in FIG. 7, FIG.
  • FIG. 9 shows a diagram for explaining a second possibility of the voltage curve at the coils of the first preferred embodiment of the drive system according to the invention as shown in FIG. 7, FIG.
  • FIG. 10 shows a diagram for explaining a third possibility of the voltage curve at the coils of the first preferred embodiment of the drive system according to the invention as shown in FIG. 7,
  • FIG. 11 shows a perspective view of a second preferred embodiment of a part of the combined carrier and drive system according to the invention with three driving lanes.
  • tion oriented coils which are based on a common Core are wound, wherein the core and the quad ⁇ ratischen pole shoes shown may be a compact rotary part,
  • FIG. 12 coils arranged in series according to the second preferred embodiment with aligned axes, which are opposed by magnets on one side, or with flux guides on both sides of which are arranged
  • FIG. 13 a sectional view of a top view of the second preferred embodiment of the combined drive system according to the invention.
  • FIG. 14 Representations of preferred embodiments of pole shoes according to the invention.
  • FIG. 15 Representations of preferred embodiments of individual magnets according to the invention of the magnet series (s),
  • FIG. 16 shows further illustrations of preferred embodiments of individual magnets of the magnet array (s) according to the invention.
  • FIG. 17 shows a further illustration of a preferred embodiment of pole shoes according to the invention and a representation of a preferred embodiment of coil cores according to the invention
  • FIG. 18 a representation of a preferred embodiment of a magnet series according to the invention consisting of a magnet
  • FIG. 19 is a sectional view of a plan view of a third preferred embodiment of the combined support and drive system preferably used according to the invention, with its cogging force and thrust force profile,
  • FIG. 20 is a sectional view of a top view of a first preferred embodiment of the combined support and drive system used according to the invention with its cogging force and thrust force profile according to the third preferred embodiment of the invention;
  • FIG. 21 is a sectional view of a plan view of a second preferred embodiment of the combined support and drive system preferably used in accordance with the invention with its cogging force and thrust characteristic according to the third preferred embodiment of the invention;
  • FIG. 22 shapes of magnets or magnet rows preferably used according to the invention according to the third preferred embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic basic illustration of a first preferred embodiment of the magnetic support device preferably used according to the invention in cross section.
  • a coordinate system is shown in which an x-direction represents a travel direction of a door leaf 5 suspended on the carrying device according to the invention.
  • the direction of the transverse forces acting on the magnetic support device is the y-direction and the vertical magnetic deflection downwards due to the weight of the suspended door leaves 5 is shown in the z-direction.
  • a magnetic row 1 fastened to a support carriage 4 is positively guided in the horizontal direction by a mechanical guide element 3 which cooperates with a housing 6 of the support device, between soft-magnetic support rails 2a, 2b which form the support element 2.
  • the cause of this restoring force are the magnetic forces of attraction acting between the magnets 1a, 1b, 1c, 1d of the magnet array 1 and the mounting rails 2a, 2b, only the part of the magnets 1a, 1b, 1c, 1d which is located between the mounting rails 2a 2 b, which contributes to this magnetic load capacity. Since this part increases with increasing vertical deflection, the magnetic load capacity continuously increases with the deflection in accordance with the contract.
  • FIG. 2 shows the dependence between the vertical deflection of the magnet row 1 and the magnetic load capacity in a characteristic curve, ie the load capacity curve of the support device according to that shown in FIG Embodiment.
  • a characteristic curve ie the load capacity curve of the support device according to that shown in FIG Embodiment.
  • the vertical deflection z down, z. In mm and on the ordinate the corresponding generated magnetic load F (z), e.g. In Newton.
  • the course of the load-bearing characteristic curve is characterized by an upper and a lower break-off point, which are respectively achieved when the magnets completely emerge upwards or downwards between the carrier rails, as is shown in the case below in FIG. 1e).
  • the housing accommodating the mounting rails 2a, 2b and providing a horizontal guide for the guide element 3 simultaneously comprises two projections 6a, 6b, each arranged at its lower ends, which limit the possible deflection of the support carriage 4 and thus the mechanical deflection on this rigidly fixed row of magnets 1 in the z-direction.
  • FIG. 3 shows, for a gap width of z. B. -1 mm to +1 mm, a transverse force profile F (y) in response to a lateral displacement y of the magnets 1a, 1b, 1c, 1d, which has a positive slope over the entire course.
  • the guide element 3 Since there is only an unstable equilibrium of forces in the middle position, the guide element 3 must provide a precise mechanical support which moves the magnet row 1 exactly in the center between the support rails 2a during the travel movement of the magnet row 1 in the direction of movement, ie in the x direction. 2b leads. The more precisely this centering can be realized, the lower the resulting transverse force F (y) and the associated frictional forces of the mechanical bearing.
  • the magnet width ie the dimensions of the magnet row 1 or of its individual magnets 1a, 1b, 1c, 1d in the y direction, should be as large as possible, because a large magnet width causes a large field strength, which leads to large bearing forces leads.
  • the height of the magnet that is to say the dimensions of the magnet row or of its individual magnets 1a, 1b, 1c, 1d in the z-direction, should be as small as possible, because small magnet heights increase the rigidity of the load-bearing field by bundling the field.
  • the height of the mounting rails 2a, 2b should be as small as possible, a mounting rail height is less 1/2 the magnetic height, because the field lines of the permanent magnets are bundled and thereby increases the rigidity of the magnetic support system.
  • the arrangement should be selected so that the soft magnetic support rails 2a, 2b in the equilibrium state in which the magnetic load F (z) is the same as the weight force F 9 caused by loading of the magnet row 1 with the door leaf 5, vertically unsymmetrical around the magnet row 1 and the magnetic row 1 should be as continuous as possible in order to avoid cogging forces in the direction of movement, ie in the x direction.
  • FIG. 4 shows a sectional view of a plan view of the support device according to the first preferred embodiment of the invention shown in FIG. 1a along a section line AA.
  • the magnet array 1 consists of individual magnets 1a, 1b, 1c, 1d, which are arranged with alternating magnetization direction between the two laterally arranged mounting rails 2a, 2b, which consist of a soft-magnetic material.
  • the individual magnets 1 a, 1 b, 1 c, 1 d are attached to the movable support carriage 4 to form the magnetic series 1 and can be moved between the rails 2 a, 2 b in the x and z directions.
  • a vertical displacement ie a displacement in the z-direction, about a small path, approximately 3-5 mm, from the zero position, ie the geometrical symmetry position, results, due to the use of extremely strong permanent magnets, e.g. , B.
  • FIG. 5 shows a drive segment of a first preferred embodiment of the drive segment according to the invention in a perspective representation.
  • a coil module according to the invention to be used as a stator module or rotor module consists of three coils 7 with coil cores 12 aligned transversely to the direction of travel and arranged in a U-shaped sheet metal holder 21, from which three contacting and fastening pins 22 protrude in an electrically insulated manner.
  • the coil module can both be fastened and driven by energizing the individual coils.
  • As a common mass can z.
  • FIG. 5a This coil module according to the invention shown in FIG. 5a) is shown in FIG. 5b) inserted into a carrier rail 2d which is in principle U-shaped, with the contacting and fastening pins 22 protruding through the bottom region 26 thereof and between them 51
  • the coil cores 12 holding side walls 27 of the U-shaped sheet metal bracket 21 and side walls 28 of the U-shaped support rail 2d each have an air gap in each of which a series of magnets can be performed, with the support rail 2d and the coil 7 of the coil assembly in interaction is to be held in the air gap and moved in Freundrich ⁇ direction.
  • FIG. 6 shows two drive segments of the first preferred embodiment of the drive system according to the invention, here as a combined magnetic support and drive system, in a sectioned view, in which the magnetic linear drive used according to the invention acts on the magnet rows 1e, 1f are attached to a Trag ⁇ not shown 4 carriage.
  • the two rows of magnets 1e, 1f each have alternately polarized individual magnets, wherein the polarities of the individual magnets of the two rows of magnets 1e, 1f offset in the transverse direction are rectified.
  • Coils 7 are arranged between the magnet rows 1e, 1f such that the respective coil core 12 is in the transverse direction, ie. H. y-direction, extends.
  • On the side facing the coils 7 with Spulenker ⁇ 12 side of the magnetic row 1 is in each case a side region of the support rail 2d.
  • stator coils 7 are arranged with their respective coil cores 12 in different relative positions relative to the grid of the permanent magnets. The more different relative positions are formed, the more uniform the thrust force can be realized over the travel. On the other hand, since each relative position is assigned to an electrical phase of a drive system required for the linear drive, as few electrical phases as possible should be used. Due to the available three-phase three-phase system, a three-phase ges system, as shown by way of example in Figure 7, very inexpensive to build.
  • FIG. 7 shows the interconnection of the coils of the two drive segments shown in FIG. 6 of the linear drive unit used in accordance with the invention.
  • a first coil 7a having a first coil core 12a is connected between a first phase and a second phase of a three-phase three-phase system whose three phases are uniformly distributed, ie the second phase is at 120 ° and a third phase is at 240 °, when the first phase is at 0 °.
  • the second coil 7b with coil core 12b of a drive segment of the linear drive unit lying in the positive drive direction, ie + x direction, next to the first coil 7a with the coil core 12a is connected between the second phase and the third phase and in the positive drive direction -, ie + x direction next to the second coil 7b with the coil core 12b lying third coil 7c with coil core 12c is connected between the third phase and the first phase.
  • a drive segment of the linear drive unit lying drive segments of Linear ⁇ ar drive unit are connected in the same way to the three phases of the three-phase system.
  • FIG. Such a circular phase diagram with drawn coils is shown in FIG.
  • the electric potential is given in V and on the abscissa the magnetic potential.
  • a circle around the origin of this coordinate system which represents a zero potential for both the electrical potential and the magnetic potential, represents the phase positions of the voltage applied to the respective coils, with a 0 ° phase position at the intersection of Is given a circle with the positive ordinate and the phase in the clockwise direction to a 90 ° phase position in the intersection of the circle with the negative abscissa, which represents the magnetic potential of the south pole, a 180 ° -phase position in the intersection of Circle with the negative ordinate, which represents the minimum voltage potential, a 270 ° phase position in the intersection of the circle with the positive Ab ⁇ szisse representing the magnetic potential of the North Pole, up to a 360 ° phase position, the same Q ⁇ phase position is in the intersection of the circle with the positive ordinate, which represents the maximumchrocespo ⁇ potential changes.
  • the hands of these coils now rotate in the counterclockwise direction corresponding to the alternating frequency of the three-phase current, wherein one of the electrical potential difference between the initial and final points of the pointer projected on the ordinate is applied to the coils.
  • phase pass of 180 ° corresponds to a displacement of the rotor by the distance between the centers of two adjacent magnets, ie the magnetic grid R M.
  • a pole change is carried out when the magnet grid RM is displaced.
  • the rotor displacement is two RM.
  • the magnets are again in the starting position relative to the grid R s of the stator coils, comparable to a 360 ° revolution of the rotor of a two-pole DC motor.
  • the ordinate is considered, on which the applied electrical voltage potential is darge.
  • the maximum potential at 180 °, the minimum potential and at 90 ° or 270 °, an average voltage potential.
  • the coils are represented in the diagram by arrows whose start and end points represent the contacts.
  • the respectively applied coil voltage can be read off by projection of start and end point of the arrows on the potential axis.
  • the arrow direction determines the current direction and thereby the magnetization direction of the coil.
  • a controller with a rectangular characteristic can also be used for reasons of cost.
  • FIG. 8 a corresponding phase diagram, which is shown in FIG.
  • the rectangular characteristic is represented by switching thresholds.
  • the phase connections can each assume the three states plus potential, minus potential and potential-free.
  • the plus potential z. B. in a range between 300 ° and 60 ° and the negative potential in a range of 120 ° to 240 ° and the ranges between 60 ° and 120 ° and 240 ° and 300 ° represent the potential-free state in which the coils are not are connected.
  • the more uneven thrust in comparison with the sinusoidal control is disadvantageous.
  • FIG. 11 shows a second preferred embodiment of a coil module according to the invention, in which three coils 7 aligned in the direction of travel are wound on a common coil core 12.
  • the coil core and arranged between the coils 7 square pole pieces 19 are a compact rotary member.
  • For contacting and Befesti ⁇ supply twomaschinetechniks- and mounting pins 22 are provided for each coil 7, which protrude isolated from the pole pieces 19.
  • FIG. 12a) shows two drive segments, ie six individual coils 7, which are arranged in series and whose axes 29 are aligned, whereby between the individual coils 7 are arranged Poi mar 19 whose one side 30 pole faces of a row of magnets 1 with a certain gap-shaped Distance opposite.
  • FIG. 12b shows a view corresponding to FIG. 12a), in which the magnet array 1 is not shown, but flux guides 23 which are arranged on at least the side 30 of the pole shoes 19 which oppose the magnet array 1 with the specific gap-shaped spacing ⁇ stands, wherein the flux guides 23, the coils 7 almost concealed on this page, d. H. the area of the pole pieces 19, which is opposite the row of magnets 1, is increased.
  • FIG. 13 shows two drive segments of the second preferred embodiment of the drive system according to the invention, which are formed here by two coil modules each having six coils, here as a combined magnetic support and drive system in a sectional plan view, in which the magnetic linear drive used in accordance with the invention a three-phase coil arrangement, wherein a Magnet ⁇ row 1 between two Polschuhrucn 18a, 18b, which connect all lying on one side of the magnetic row 1 pole pieces 19 of coils of the linear drive unit.
  • the pole shoes 19 are each formed here with the respective coil core 12 of the coils 7 extending in the drive direction, ie the x direction, as a rotary part and extend to the respective pole shoe strip 18a, 18b in order to ensure a better magnetic field connection.
  • the coils of the two coil modules shown on the pole sides of the individual magnets of the magnet array 1 are connected symmetrically in the same way as in the embodiment described above.
  • the magnetic grid R M 3/2 of the coil grid R s selected.
  • phase diagram of this arrangement corresponds to that of the previously described arrangement in which the coils represented by arrows in the phase diagram form a triangle, the corners of this triangle representing respectively the phases of the control.
  • the corners of the triangle in a rotation through 360 °, which corresponds to a translational movement of the rotor by three coil grids, three voltage potentials: plus, minus and potential-free, when the rectangular drive shown in Figure 9 is selected. Since each coil bridges a phase angle of 120 °, the potential of one phase is changed by a rotation of 60 ° and one of the three phases is always potential-free. If the phase potential is entered in a table as a function of the number of 60 ° rotation steps, the following phase control diagram results:
  • Phase3 - - 0 + + 0 By a shift of the switching threshold to a negative potential between 105 ° and 255 °, a plus potential between 285 ° and 75 ° and potential-free states between 75 ° and 105 ° and 255 ° and 285 °, ähn ⁇ lich the state shown in Figure 10 leaves to realize a control with a step size of 30 °. In this case, two phases can have the same potential, so that no voltage difference is applied to the associated coil and no current flows. In each second 30 ° step, one phase is potential-free.
  • the corresponding 30 ° phase control diagram with 12 control steps results as follows:
  • Phase 2 0 + + + + + + + 0 Phase 3 - - - - 0 + + + + + + 0 -
  • the magnet width ie the dimensions of the magnet row 1 or of their individual magnets in the y direction, should be as small as possible, because the permanent magnets act as air damping on the magnetic circuit of the coil 7.
  • the magnet height so the dimensions The magnet row (s) 1, 1e, 1f or their individual magnets in the z direction should be as large as possible, because a large magnet height leads to a large air gap surface, which helps to reduce the magnetic resistance of the coil circle.
  • a large amount of magnetic material is introduced into the magnetic coil circuit without generating too large field strengths that saturate the magnetic circuit.
  • the height of the pole pieces and / or coil cores 12 should be as large as possible, so that the pole pieces or coil cores 12 reach the largest possible coverage with the magnets, so that there is a large air gap surface with high efficiency and low magnetic resistance.
  • the arrangements tion of these soft magnetic components should achieve the greatest possible vertical overlap between coil cores 12 and pole shoes 19.
  • the coil modules according to the invention can also be used in systems in which the preferably only magnetically mounted support device is provided separately from the drive system according to the invention.
  • FIG. 14 shows various embodiments of rast force-reducing flux-conducting pole shoes 24 according to the invention, which can be attached directly to the coil cores 12 as pole shoes or contain the coil core 12 as such, but directly face the individual magnets 1a, 1b, 1c, 1d of the magnet array and are designed as flux guides, as shown in Figure 14a in a sectional plan view.
  • the flux-conducting pole shoes can be attached directly to the coil cores 12 as pole shoes or contain the coil core 12 as such, but directly face the individual magnets 1a, 1b, 1c, 1d of the magnet array and are designed as flux guides, as shown in Figure 14a in a sectional plan view.
  • the flux guides 23 formed on the pole shoes 19, as shown in FIG. 12, can also have a corresponding shape.
  • diamond-shaped flux-conducting pole shoes 24a are shown in a front view, ie seen from the magnetic row.
  • the over the end face 30 of a z. B. round rod-shaped coil core 12 formschlüs ⁇ sig connected diamond-shaped Flußleit-Pol Mandarin 24a are here in each case designed so that adjacent diamond-shaped Flussieit pole pieces 24a just do not overlap each other in the drive direction, ie x-direction.
  • hexagonal flow-proof pole shoes 24b are seen in a front view, i. H. as seen from the magnetic series.
  • the over the Stirn ⁇ surface 30 of a z. B. round rod-shaped spool core 12 patch hexagonal Flussieit-Polillon 24b are each configured so that do not touch each pointing to an adjacent flux-conducting pole piece 24 gende corners.
  • the hexagonal flux pole shoes 24b are further configured to be movable in a relative direction of movement of the magnet series 1a, 1b, 1c, 1d, d. H. are longer in the x-direction than in the perpendicular direction of support, d. H. in the z direction.
  • FIG. 15 shows various embodiments of inventive detent force reducing individual magnets 1a, 1b, 1c, 1d of the magnet series.
  • Figure 15a simple rectangular individual magnets are shown, where no special rastkraftrredurom measures are realized.
  • FIG. 15b) shows individual slanted magnets, the edges of which in the carrying direction (z-direction) are provided with a thread for reducing the latching force, which is selected such that a hexagon results in the top view. The chamfers of the magnets can be used simultaneously for positive fastening of the magnets.
  • FIG. 15c) shows arched individual magnets whose edges running in the carrying direction (z-direction) are so rounded in order to reduce the latching force that a uniform oval results in the plan view.
  • FIG. 15a simple rectangular individual magnets are shown, where no special rastkraftrreduhot measures are realized.
  • FIG. 15b) shows individual slanted magnets, the edges of which in the carrying direction (z-direction) are provided with a
  • FIG. 15d shows oblique individual magnets whose edges running in the carrying direction (z direction) and pointing towards the coil cores 12 are provided with a chamfer according to FIG. 15b for reducing the latching force.
  • This shape is preferred when the coil cores 12 or flux pole shoes 24, 24a-c or flux conducting pieces 23 are only on one side of the magnets 1a, 1b, 1c, 1d and the individual magnet is to be fixed on the other side by gluing or there is a mounting rail 2a, 2b, 2d.
  • FIG. 15e) shows slanted individual magnets whose edges running in the carrying direction (z-direction) and pointing towards the coil cores are rounded in order to reduce the latching force.
  • This shape is also preferred when the coil cores 12 or flux-pole pieces 24, 24a-c or flux guides 23 are only on one side of the magnets 1a, 1b, 1c, 1d and the individual magnet is to be fixed on the other side by gluing or there is a mounting rail 2a, 2b, 2d.
  • FIG. 16 shows further different embodiments of individual force-reducing individual magnets 1 a, 1 b, 1 c, 1 d according to the invention.
  • the shapes shown in FIG. 15 in order to reduce the latching force, not only in the direction of support, i. H. Z direction, running edges bevelled or rounded, but it is additionally provided a second spatial direction of the individual magnets with a chamfer or Run ⁇ tion to reduce the locking force.
  • hexagonal individual magnets are here seen from the coil cores 12, each of which is designed such that respective corners pointing to an adjacent individual magnet touch further with bevelled edges extending in the carrying direction (z-direction) that z. B. is chosen so that there is a hexagon in the supervision.
  • 17a is a magnet array with simple rectangular Einzelmag ⁇ nets 1a, 1b, 1c, 1d and one consisting of individual coils 7 with coil cores 12 and a soft magnetic return rail 25 coil arrangement in which no special rastkraftrredumpense measures are implemented.
  • FIG. 17c shows a further embodiment of flux-pole shoes 24c, which reduce frictional force, and which directly represent the coil core 12 as pole shoes 19, but the individual magnets 1a, 1b, 1c, 1d of FIG
  • the flux-pole shoes 24c have for the reduction of the latching force in the supporting direction (z-direction) extending and pointing to the magnetic row rounded edges, wherein the
  • Pole shoe 24c may extend.
  • FIG. 17b shows an embodiment with flux-conducting pole pieces, in which extended coil cores 12d protrude in the direction of the magnet series 1a, 1b, 1c, 1d, wherein the protruding part is in each case rounded so that a continuous transition to the coil 7 is formed.
  • a magnet array 1 which consists of a multiple-polarized magnet for reducing the latching force, and a coil arrangement consisting of individual coils 7 with coil cores 12 and a soft-magnetic vomish ⁇ rail 25 is shown.
  • the advantage of one or more multi-polarized individual magnets as a magnetic row 1 is the simpler installation and smoother transitions between the individual poles, resulting in a better reduction of the cogging forces.
  • Figure 19a shows three drive segments of a third preferred
  • Embodiment of the drive system according to the invention preferably used in a sectional plan view, in which the magnetic linear drive preferably used according to the invention a three-phase coil lenanssen has, wherein a row of magnets 1 on one side of the Spulen ⁇ cores 12 facing, the other side is connected to a weichmagneti ⁇ rule return rail 25.
  • the magnetron R M 3/2 of the coil grid R s is selected, ie, three An ⁇ drive coils 7 are arranged on two individual magnets of the magnetic series 1, which form a Polraster, driven by a respective phase of the dreiphasi ⁇ gene drive system become.
  • phase diagram of this arrangement corresponds to that of the arrangement previously described with reference to FIG.
  • phase control diagrams and embodiments relating to the feed properties described in this context can also be used here.
  • FIG. 19b shows the electromagnetic thrust forces to be achieved by the coils in a characteristic curve S, as well as the total thrust force superimposed on the traversing travel of the rotor in a characteristic curve G. It can be seen that the detent force R is sixfold Fre ⁇ frequency of the electromagnetic thrust and about 15% of its amplitude. The wavelength of the detent force R over the travel is denoted by I.
  • the avoidance according to the invention of abrupt changes of the sign of the total magnetization of the at least one magnet row 1, 1e, 1f can be achieved by arranging these permanent magnet rows in linear motor sliding door drives with two or more permanent magnet rows. to be moved.
  • Such a third preferred embodiment of a sliding door according to the invention with a linear drive unit is shown in FIG. 20a).
  • the displacement in a linear drive unit having two rows of magnets 1e, 1f corresponds to half the wavelength I of the ratchet force R. Since the wavelength of the ripple force R is relatively short compared to the wavelength of the electromagnetic thrust S, the displacement is relatively small
  • the magnet rows 1e, 1f mutually associated weakening of Schub ⁇ force negligible.
  • the total restraining forces are obtained by adding the cogging force profiles R1, R2 of the two magnet rows 1e, 1f and the total thrust force by adding the electromagnetic thrust components S1, S2 and the latching forces R1, R2 of the two magnet rows 1e, 1f. Due to the ge strictlyl ⁇ th offset results in an extinction of the resulting cogging forces when their course over the travel is uniform, z. B. sinusför ⁇ mig, whereby the total thrust force is independent of the detent forces. Since the latching forces usually do not run perfectly uniformly, there remains a residual portion which, however, is greatly reduced compared to an arrangement without offset.
  • the same effect can be achieved by subdividing the row of magnets 1 into several areas, which are then displaced relative to one another by a small amount. Such a subdivision of several rows of magnets 1e, 1f and relative displacement of the areas to each other can also be useful for drives with several permanent magnet series and applied.
  • FIG. 21 a) shows one arrangement of a linear drive unit corresponding to the arrangement shown in FIG. 19, in which, according to a second embodiment of the third preferred embodiment according to the invention, groups of two individual magnets are offset from the starting position shown in FIG. 19 a) , In this way, the arrangement within a Polrasters is the same, but the individual Polraster have a slight offset to each other.
  • FIG. 21b) shows corresponding detent force portions of the three magnet groups shown, each consisting of two individual magnets, as well as their respective thrust characteristic curve S.
  • the magnet areas can also consist of only one magnet at a time, so that each magnet is displaced by a slightly different amount than the basic grid shown in FIG. 19a), which is formed by the basic arrangement of magnets and coils or coil cores becomes.
  • the subdivision of rows of magnets and the relative displacement of the areas can also be meaningful for drives with several permanent magnet rows and be used, as already described above.
  • the relative displacement of the individual magnets by a small amount relative to the basic grid can be achieved, for example, by spacers placed between the magnets and slightly larger or smaller than the distance that the magnets would have to follow each other to correspond to the basic grid positions. As shown in FIG. 21c), the best result is achieved if the maximum relative displacement of magnets in a rotor relative to the basic grid corresponds to approximately one wavelength l of the latching force. A similar effect is achieved if the magnets have inaccurate distances corresponding to a stochastic distribution.
  • the individual magnets can also be bevelled or specially shaped for cogging force reduction, which corresponds in principle to the method of superposition and the associated complete or partial extinction of staggered courses of locking force waves, since the slanting can be regarded as a displacement of the magnetic layers, as shown schematically in FIGS. 22a) to 22c), wherein FIG. 22a) shows an unswept magnetic row, FIG. 22b) shows magnets with two magnetic layers shifted in the drive direction and FIG. 22c) shows individual magnets with a multiplicity of magnetic layers displaced relative to each other.
  • the slant can thus be understood as a shift of an infinite number of magnetic layers.
  • FIG. 22d Correspondingly configured diamond-shaped individual magnets are shown in FIG. 22d). Both sides symmetrically beveled magnets, as shown in Figure 22e), the prin- are basically arrow-shaped, do not generate Quertrippelkraft. Magnets, which basically have the shape of a uniform hexagon, with the corners of adjacent magnets abutting each other, as shown in FIG. 22f), achieve in principle the same effect as the individual magnets shown in FIG. 22e), however be made simplified. A similar effect occurs when the individual magnets, as shown in FIG. 22g), have rounded edges in the driving direction, that is to say they are in principle oval.
  • the sliding door according to the invention with the erfindungsge ⁇ MAESSEN magnetic drive system can also be designed so that the only preferably magnetically mounted support means is provided separately from the drive system according to the invention.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schiebetür mit einem magnetischen Trag- und/ oder Antriebssystem für mindestens einen Türflügel (5), mit einer Linear­ Antriebseinheit, die mindestens eine in Antriebsrichtung angeordnete Rei­he von weich- oder hartmagnetischen Elementen (1, 1e, 1f) und mindes­tens eine aus mehreren Einzelspulen (7a, 7b, 7c) bestehende Spulenan­ordnung aufweist, die bei entsprechender Ansteuerung der Einzelspulen (7a, 7b, 7c) eine Wechselwirkung mit der mindestens einen Reihe von weichmagnetischen Elementen (1, 1e, 1f) bewirkt, die Vorschubkräfte her­vorruft, und/oder einer permanent erregten magnetischen Trageinrichtung, die mindestens eine Magnetreihe (1, 1e, 1f), mindestens ein in anziehen­der Kraftwirkung mit mindestens einer der mindestens einen Magnetreihe (1, 1e, 1f) stehendes weich- oder hartmagnetisches Tragelement (2a, 2b, 2d) und ein Führungselement (3) aufweist, das einen bestimmten spalt­förmigen Abstand zwischen der mindestens einen Magnetreihe (1, 1e, 1f) und dem Tragelement (2a, 2b, 2d) gewährleistet, wobei die mindestens eine Magnetreihe (1, 1e, 1f) aus der mindestens einen in Antriebsrichtung angeordneten Reihe von hartmagnetischen Elementen (1, 1e, 1f) gebildet sein kann. Die erfindungsgemäße Linear-Antriebseinheit und/oder Trag­einrichtung ist rastkraftreduziert und/oder eine Gesamtmagnetisierung der mindestens einen Magnetreihe weist in Antriebsrichtung keine abrupten Vorzeichenwechsel auf.

Description

Titel: Schiebetür mit einem magnetischen Trag- und/oder Antriebssystem mit einer Magnetreihe
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Schiebetür mit einem magnetischen Trag- und/oder Antriebssystem mit einer permanent erregten magnetischen Trageinrichtung und einer Linear-Antriebseinheit mit mindestens einer Magnetreihe, insbesondere für eine automatische betriebene Tür. Der Begriff der Magnetreihe umfasst auch längliche Einzelmagneten. Die Magnetreihe kann ortsfest oder ortsveränderlich angeordnet sein.
Aus der DE 40 16 948 A1 ist eine Schiebetürführung bekannt, bei der mit¬ einander zusammenwirkende Magnete bei normaler Belastung eine be- rührungsfreie schwebende Führung eines in einer Schiebeführung gehal¬ tenen Türflügels oder dergleichen bewirken, wobei neben den stationär angeordneten Magneten der Schiebeführung ein Ständer eines Linear¬ motors angeordnet ist, dessen Läufer an der Schiebetür angeordnet ist. Durch die gewählte V-förmige Anordnung der Permanentmagnete der of- fenbarten permanent erregten magnetischen Trageinrichtung kann keine seitlich stabile Führungsbahn realisiert werden, weswegen eine relativ komplizierte Anordnung und Ausgestaltung von Ständer und Läufer erfor¬ derlich ist. Diese Anordnung verteuert eine solche Schiebetürführung e- norm.
Aus der WO 00/50719 A1 ist ein kombiniertes Lager- und Antriebssystem für eine automatisch betriebene Tür bekannt, bei der ein permanent er¬ regtes magnetisches Tragsystem symmetrisch aufgebaut ist und ortsfeste und ortsveränderbare Magnetreihen aufweist, die jeweils in einer Ebene angeordnet sind, wobei sich das Tragsystem in einem labilen Gleichge- wicht befindet, und bei dem das Tragsystem symmetrisch angeordnete seitliche Führungselemente aufweist, die rollenförmig gelagert sein kön¬ nen. Aufgrund der hierdurch erreichten seitlich stabilen Führungsbahn er¬ gibt sich eine einfache Ausgestaltung und Anordnung von Ständer und Läufer eines in einem gemeinsamen Gehäuse untergebrachten Linear¬ motors, nämlich die Möglichkeit, Ständer und Läufer des Linearmotors in Bezug auf das Tragsystem beliebig anordnen zu können und hinsichtlich der Formgebung von Ständer und Läufer nicht durch das Tragsystem be¬ schränkt zu sein.
Diesen beiden Lagersystemen gemeinsam ist, dass sie nach dem Prinzip der abstoßenden Kraftwirkung arbeiten, welches Wirkprinzip einen stabi¬ len Schwebezustand ohne aufwendige elektrische Regeleinrichtung er¬ möglicht. Nachteilig hieran ist jedoch, dass sowohl mindestens eine orts- feste als auch mindestens eine ortsveränderbare Magnetreihe vorhanden sein müssen, d. h., über den gesamten Weg der Schiebeführung bzw. des Lagers der automatisch betriebenen Tür und an dem entlang dieser Füh¬ rung beweglichen Tragschlitten für die Tür Magnete angeordnet sein müs¬ sen, wodurch sich ein solches System, das sich aufgrund des Wegfalls der mechanischen Reibung zum Tragen der Tür durch extreme Leicht- gängigkeit und geräuschlose Arbeitsweise auszeichnet und nahezu ver¬ schleiß- und wartungsfrei ist, in der Herstellung sehr teuer wird.
Aus der DE 196 18 518 C1 ist weiter ein elektromagnetisches Antriebs- system für magnetische Schwebe- und Tragsysteme bekannt, bei dem durch eine geeignete Anordnung von Dauermagnet und ferromagneti- schem Material ein stabiler Schwebe- und Tragzustand erreicht wird. Hier¬ zu versetzt der Dauermagnet das ferromag netische Material in den Zu¬ stand einer magnetischen Teilsättigung. Elektromagnete sind so angeord- net, dass die Dauermagneten allein durch eine Änderung der Sättigung in der Tragschiene bewegt werden, und die Spulenkerne sind in die dauer- magnetische Teiisättigung, die zum Schwebe- und Tragezustand führt, mit einbezogen.
Weiter zeigt die WO 94/13055 einen Ständerantrieb für einen elektrischen Linearantrieb und eine mit einem solchen Ständer versehene Tür, die mittels Magneten im Türsturz eines Rahmens aufgehängt ist. Hierfür sind an der Türfüllung mehrere Magnete oder Magnetgruppen angeordnet, de¬ ren magnetische Feldstärke so groß ist, dass eine Anziehungskraft zu ei- ner Führungsplatte erreicht wird, die an der Unterseite des Türsturzes an¬ geordnet ist, wobei die Anziehungskraft ausreicht, um das Gewicht der Türfüllung anzuheben.
Bei allen diesen Systemen müssen aufgrund der gewählten Anordnungen der magnetischen Lagerung und/oder des magnetischen Antriebes zum Anfahren größere Kräfte überwunden werden, als aufgebracht werden müssen, um die sich bewegende Tür weiterzubewegen, und es besteht über den Verfahrweg eine "Welligkeit" der zum Verfahren benötigten Kraft.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Schiebetür mit einem kombi¬ nierten magnetischen Trag- und/oder Antriebssystem mit einer permanent erregten magnetischen Trageinrichtung und einer Linear-Antriebseinheit für mindestens einen Türflügel mit mindestens einer Magnetreihe so wei¬ terzuentwickeln, dass die zuvor genannten Vorteile bei geringen Herstel- lungskosten bestehen bleiben und insbesondere die Leichtgängigkeit ver¬ bessert wird.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den im Patentanspruch 1 angegebenen
Merkmalen, eine alternative Lösung dieser Aufgabe ist durch die im Pa- tentanspruch 3 angegebenen Merkmale gegeben. Vorteilhafte Ausgestal- - A -
tungen der Gegenstände der Patentansprüche 1 und 3 sind in den Unter¬ ansprüchen angegeben.
Eine erste alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schiebetür mit einem magnetischen Antriebssystem für mindestens einen Türflügel mit einer Linear-Antriebseinheit, die mindestens eine in Antriebsrichtung angeordnete Magnetreihe, deren Magnetisierung in ihrer Längsrichtung in bestimmten Abständen das Vorzeichen wechselt und mindestens eine aus mehreren in der Längsrichtung der Magnetreihe voneinander beabstan- deten Einzelspulen bestehende Spulenanordnung aufweist, die bei ent¬ sprechender Ansteuerung der Einzelspulen eine Wechselwirkung mit der mindestens einen Magnetreihe bewirkt, die Vorschubkräfte hervorruft, wo¬ bei eine Gesamtmagnetisierung der mindestens einen Magnetreihe in Be¬ zug auf Spulenkerne der Spulenanordnung in Antriebsrichtung keine ab- rupten Vorzeichenwechsel aufweist, weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass die Linear-Antriebseinheit rastkraftreduziert ist. Bei einer solchen Kombination kann durch eine Rastkraftreduzierung der Magnetreihe neben der Linear-Antriebseinheit auch eine vorzugsweise vorgesehene permanent erregte magnetische Trageinrichtung rastkraftre- duziert sein, wenn die permanent erregte magnetische Trageinrichtung und die Linear-Antriebseinheit integriert gebildet sind. Durch die erfin¬ dungsgemäße Reduzierung der Rastkraft wird sowohl das Anfahren er¬ leichtert als auch die "Welligkeit" der zum Bewegen der Trageinrichtung benötigten Kraft vermindert.
Durch die erfindungsgemäße Gesamtmagnetisierung der mindestens ei¬ nen Magnetreihe in Antriebsrichtung, die keine abrupten Vorzeichenwech¬ sel aufweist, wird also aufgrund der daraus reduzierenden Rastkräfte bei abgeschaltetem Antrieb ein leichtes, ruckfreies Verschieben des Türflü- gels von Hand ermöglicht, wodurch z. B. eine Fluchtwegfunktion unprob- lematisch realisiert werden kann. Im Automatikbetrieb ist die elektromag¬ netische Schubkraft nicht von starken Rastkräften überlagert, wodurch eine gleichförmige Gesamtschubkraft erreicht wird, so dass auch bei lang¬ samer Fahrgeschwindigkeit eine gleichförmige ruckfreie Bewegung erfolgt und sehr langsame Geschwindigkeiten realisiert werden können.
Hierzu sind nach der Erfindung die Magnetisierungen der mindestens ei¬ nen Magnetreihe in Bezug auf die Spulenanordnung vorzugsweise unre¬ gelmäßig oder so eingestellt, dass sich ein kontinuierlicher oder ein ange- nähert kontinuierlicher Übergang von einem Vorzeichen zu einem be¬ nachbarten umgekehrten Vorzeichen ergibt. Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass die abwechselnden Polarisierungen der wenigstens ei¬ nen Magnetreihe "weich" ineinander übergehen, wobei ein solcher weicher Übergang auch eingestellt werden kann, indem ein sich stetig wiederho- lendes Raster der starr miteinander verbundenen Einzelmagnete in Bezug auf die starr miteinander verbundenen Spulenkerne der Spulenanordnung vermieden wird, also bestimmte gewollte oder innerhalb bestimmter Gren¬ zen zufällige Abweichungen von dem für den Linearantrieb normalerweise eingestellten regelmäßigen Raster vorgesehen werden. Weiter vorzugs- weise sind zu einer Realisierung dieses Merkmals die Magnetisierungen der mindestens einen Magnetreihe unregelmäßig und die Einzelspulen regelmäßig voneinander beabstandet, da damit eine besonders gute Kombination mit anderen rastkraftreduzierenden Maßnahmen ermöglicht wird. Nach dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können aber auch die Spulenkerne der Einzelspulen einen unregelmäßigen Ab¬ stand zueinander haben. In diesem Fall können die Magnete regelmäßig oder mit einem anderen unregelmäßigen Abstand zueinander liegen.
Alternativ oder zusätzlich können Einzelmagnete der nach der Erfindung in Bezug auf die Antriebsrichtung eine geschrägte Form aufweisen oder schräg eingebaut sein. Durch diese Ausgestaltungen der Einzelmagnete können die Übergänge zwischen den jeweiligen erzeugten Magnetfelder bzw. zwischen den in diese eingeführten Elementen und der umgebenden Luft leicht kontinuierlicher gestaltet werden.
Nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der ersten Alter¬ native der Erfindung, die alternativ oder zusätzlich zu der ersten bevor¬ zugten Ausführungsform der ersten Alternative der Erfindung realisiert werden kann, sind die Magnetisierungen von parallel angeordneten Mag- netreihen und/oder von Gruppen von jeweils nebeneinander liegenden Einzelmagneten einer Magnetreihe und/oder einzelner Magnete einer Magnetreihe in Bezug auf die Abstände der Einzelspulen der Spulenan¬ ordnung, insbesondere deren Magnetkerne, gegeneinander versetzt. Auf diese Weise tritt ebenfalls der zuvor beschrieben Effekt ein, da die Mag- netreihen starr miteinander verbunden sind.
Bei dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform sind vorzugsweise die Magnetisierungen von zwei parallel angeordneten Magnetreihen in Bezug auf die Einzelspulen der Spulenanordnung gegeneinander um I/2 versetzt, wenn I eine Wellenlänge einer über den Verfahrweg einer einzelnen Mag¬ netreihe auftretenden Rastkraft ist. Hierdurch heben sich die Rastkräfte der beiden Magnetreihen im Idealfall zumindest nahezu auf. Es verbleibt lediglich ein unregelmäßiger Anteil der Rastkräfte, der durch die Maßnah¬ men der ersten bevorzugten Ausführungsform weiter reduziert werden kann.
Alternativ können zum Erreichen des gleichen Effektes die Magnetisierun¬ gen von zwei Gruppen von Einzelmagneten einer Magnetreihe in Bezug auf die Einzelspulen der Spulenanordnung gegeneinander um I/2 versetzt sind, wenn I die Wellenlänge einer über den Verfahrweg einer einzelnen Gruppe auftretenden Rastkraft ist.
Als weitere Alternative oder zusätzliche Ausgestaltung könne Einzelmag- neten einer Magnetreihe, die in Längsrichtung der Magnetreihe abwech¬ selnd polarisiert sind, oder Gruppen von wenigstens zwei solchen Einzel¬ magneten einer Magnetreihe in Bezug auf die Einzelspulen der Spulenan¬ ordnung gegeneinander leicht versetzt sein, wobei ein maximaler Versatz eines Einzelmagneten oder einer Gruppe von Einzelmagneten I beträgt, wenn I die Wellenlänge der Rastkraft bei nicht gegeneinander versetzten Einzelmagneten oder Gruppen von Einzelmagneten ist. Diese Anordnung mit einem maximalen Versatz von I führt insbesondere bei vielen gegen¬ einander und in Bezug auf das Grundraster versetzten Gruppen oder Ein¬ zelmagneten zu einer Überlagerung, die zu einer Auslöschung auch von unregelmäßigen Rastkräften führt.
Die zweite alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schiebetür, mit einem magnetischen Trag- und/oder Antriebssystem für mindestens einen Türflügel, weist eine rastkraftreduzierte Linear-Antriebseinheit, die mindestens eine in Antriebsrichtung angeordnete Reihe von weich- oder hartmagnetischen Elementen und mindestens eine aus mehreren Einzel¬ spulen bestehende Spulenanordnung auf, die bei entsprechender Ansteu¬ erung der Einzelspulen eine Wechselwirkung mit der mindestens einen Reihe von weich- oder hartmagnetischen Elementen bewirkt, die Vor- Schubkräfte hervorruft, und/oder eine permanent erregte magnetische Trageinrichtung auf, die mindestens eine rastkraftreduzierte Magnetreihe, mindestens ein Anziehen der Kraftwirkung mit mindestens einer der min¬ destens einen Magnetreihe stehendes weich- oder hartmagnetisches Tragelement mit einem Führungselement aufweist, das einen bestimmten spaltförmigen Abstand zwischen der mindestens einen Magnetreihe und dem Tragelement gewährleistet, wobei die mindestens eine Magnetreihe aus der mindestens einen in Antriebsrichtung angeordneten Reihe von hartmagnetischen Elementen gebildet sein kann. Dieses erfindungsgemä¬ ße magnetische Trag- und/oder Antriebssystem weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass die Linear-Antriebseinheit und/oder die Magnetreihe der magnetischen Trageinrichtung rastkraftre- duziert ist. Bei einer solchen Kombination kann durch eine Rastkraftredu¬ zierung der Magnetreihe sowohl die permanent erregte magnetische Trageinrichtung als auch die Linear-Antriebseinheit rastkraftreduziert sein, wenn die permanent erregte magnetische Trageinrichtung und die Linear- Antriebseinheit integriert gebildet sind. Durch die erfindungsgemäße Re¬ duzierung der Rastkraft wird sowohl das Anfahren erleichtert als auch eine "Welligkeit" der zum Bewegen der Trageinrichtung benötigten Kraft ver¬ mindert.
Allgemein sind nach der Erfindung zur Rastkraftreduzierung die weich- oder hartmagnetischen Elemente, die auch in der ersten alternativen Aus¬ gestaltung die Magnetreihe bilden können, vorzugsweise geschrägt. Alter¬ nativ oder zusätzlich können die weich- oder hartmagnetischen Elemente nach der Erfindung vorzugsweise eine Fase oder eine gewölbte Oberflä¬ che aufweisen. Durch diese physischen Ausgestaltungen der weich- oder hartmagnetischen Elemente sind die Übergänge zwischen den jeweiligen erzeugten Magnetfeldern bzw. zwischen den in diese eingeführten Ele¬ menten und der umgebenden Luft kontinuierlicher gestaltet, da das jewei- lige Element an den Kanten weniger Material aufweist.
Alternativ oder zusätzlich können die weich- oder hartmagnetischen Ele¬ mente nach der Erfindung Mehrpolmagnete mit vier oder mehr magneti¬ schen Polen sein und/oder eine ungleichförmige Magnetisierung mit einer Abschwächung zu den Kanten aufweisen. Auch durch diese Ausgestal- _
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tungen werden gemäß der zuvor angesprochenen Abänderung der Ab¬ messungen der weich- oder hartmagnetischen Elemente kontinuierlichere Übergänge zwischen einem jeweiligen Element und der dieses umgeben¬ den Luft erzeugt.
Als weitere Alternative oder zusätzliche Ausgestaltung zur Reduzierung der Rastkraft können mindestens zwei in Antriebsrichtung angeordnete Reihen von weich- oder hartmagnetischen Elementen vorhanden sein, die in Antriebsrichtung relativ zueinander verschoben sind. Hierdurch wird insbesondere die durch die Verwendung von beabstandeten Einzelele¬ menten erzeugte "Welligkeit" der benötigten Kraft zum Verschieben eines mit dem erfindungsgemäßen Trag- und/oder Antriebssystem gelagerten Tragschlittens vermindert, wodurch ebenfalls der Effekt von geringeren Rastkräften erreicht wird.
Ein ähnlicher Effekt tritt auch bei der weiter alternativ oder zusätzlichen erfindungsgemäßen Möglichkeit auf, die weich- oder hartmagnetischen Elemente in Antriebsrichtung ungleichmäßig voneinander zu beabstanden. Alternativ zu diesen Ausgestaltungen der weich- oder hartmagnetischen Elemente können nach der Erfindung auch ringförmige oder seitliche Pol¬ schuhe an den Einzelschuhen vorgesehen werden, die von den Einzel¬ schuhen jeweils erzeugte elektromagnetische Felder zu denen in einer Reihe angeordneten weich- oder hartmagnetischen Elementen leiten, wo¬ bei eine zu den in einer Reihe angeordneten weich- oder hartmagneti- sehen Elementen gerichtete Fläche der Polschuhe gewölbt oder mit einer Fase versehen ist.
Es kann alternativ oder zusätzlich nach der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Einzelspulen Spulenkerne aufweisen, wobei eine zu den in einer Reihe angeordneten weich- oder hartmagnetischen Elementen ge- richteten Fläche der Spulenkerne gewölbt oder mit einer Fase versehen ist.
Weiter alternativ oder zusätzlich können zur Reduzierung der Rastkraft auch an zu den in einer Reihe angeordneten weich- oder hartmagneti¬ schen Elementen gerichteten Flächen der Einzelspulen Flussleitstücke angebracht werden, welche diese Flächen verändern bzw. vergrößern. Diese Flussleitstücke können vorzugsweise geschrägt, gerundet, gebogen oder mit einer Fase versehen sein.
Auch durch diese zuvor beschriebenen Maßnahmen, die durch die Einzel¬ spulen erzeugten Magnetfelder durch leichte Modifikationen der vorgege¬ benen Spulenkerne in den Randbereichen abzuschwächen, wird die durch diese erzeugte Rastkraft reduziert, wie auch die Rastkraft der Reihe hart- magnetischer Elemente auf diese Spulenkerne, da diese an ihren Über¬ gängen zu der umgebenden Luft weniger Material aufweisen.
Erfindungsgemäß kann die Rastkraft auch durch besondere Verhältnisse von Spulen zu Magneten vermindert werden. Insbesondere ist es nach der Erfindung vorzuziehen, dass auf einer gesamten Breite von x-Einzelspulen eine Anordnung mit n-elektrischen Phasen y-Magnete mit p-magnetischen Polen gleichmäßig verteilt sind, wobei gilt: n=x=3 und p=y=4 oder n=x=5 und p=y=4, oder n=x=5 und p=y=6, oder n=x=5 und p=y=8, oder n=x=6 und p=y=4, oder n=x=8 und p=y=10.
Weiter alternativ oder zusätzlich kann auch die Querschnittsfläche der Spulenkerne der Einzelspulen besonders ausgestaltet sein, um die Rast¬ kraft zu reduzieren. Insbesondere können die Spulenkerne vorzugsweise eine runde Querschnittsfläche aufweisen, oder einen Durchmesser der Spulenkerne größer als eine Höhe der Elemente der mindestens einen in Antriebsrichtung angeordneten Reihe von weich- oder hartmagnetischen Elementen ist. Alternativ oder zusätzlich können die Spulenkerne eine rechteckige oder quadratische Querschnittsfläche aufweisen, die vor¬ zugsweise an den Kanten mit einer Rundung oder Fase versehen ist. Weiter alternativ oder zusätzlich können die Einzelspulen Spulenkerne mit einer Querschnittsfläche aufweisen, die aus einer rechteckigen, insbeson¬ dere quadratischen, Fläche und zwei Halbkreise bzw. Rundungen zu¬ sammengesetzt sind. Auch können die Einzelspulen nach der Erfindung Spulenkerne mit einer ovalen oder oval-ähnlichen Querschnittsfläche auf- weisen, um die Rastkraft zu reduzieren.
Das erfindungsgemäß verwendete magnetische Tragsystem oder kombi¬ nierte magnetische Trag- und Antriebssystem mit einer permanent erreg¬ ten magnetischen Trageinrichtung weist gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik den Vorteil auf, dass das Tragelement aufgrund der ausgenutzten anziehenden Kraftwirkung nicht notwendigerweise hartmag¬ netisch sein muss. Da weiter ein Führungselement vorgesehen ist, wel¬ ches einen Abstand zwischen der mindestens einen Magnetreihe und dem Tragelement gewährleistet, braucht trotz Ausnutzung eines instabilen Gleichgewichtszustandes keine elektrische oder elektronische Regelein¬ richtung vorgesehen zu werden. Weiter werden durch die Nutzung der mindestens einen Magnetreihe sowohl zum Tragen als auch zum Vortrieb die Herstellungskosten gesenkt und der benötigte Bauraum verringert.
Bei dem erfindungsgemäß verwendeten kombinierten magnetischen Trag- und/oder Antriebssystem ist vorzugsweise die mindestens eine Magnet¬ reihe quer zur Tragrichtung und zur Antriebsrichtung magnetisiert, in der ein von der Trageinrichtung getragenes Element, z. B. ein Schiebetürele¬ ment, verfahren werden kann. Bei dieser vorzugsweisen Anordnung der Magnetisierung der mindestens einen Magnetreihe quer zur Tragrichtung ergibt sich eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung des Füh- rungselementes, da dieses in diesem Fall unabhängig von einer Kraft ge¬ plant und ausgeführt werden kann, die von der Trageinrichtung erzeugt werden muss, um das getragene Element in einem Schwebezustand zu halten. Weiter ist auch eine einfache Ausführung der Linear- Antriebseinheit möglich, da diese ebenfalls unabhängig von der von der Trageinrichtung zu erzeugenden Kraft geplant und ausgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß besteht die mindestens eine Magnetreihe vorzugsweise aus einzelnen Dauermagneten, da so durch die Aneinanderreihung ein¬ zelner kleinerer Magnete bei der Materialbeschaffung und damit im Her- stellungsprozess der erfindungsgemäßen Trageinrichtung Kosten gespart werden können. Weiter können aufgrund dieser Ausgestaltung leichter Toleranzen ausgeglichen und magnetische Eigenschaften besser ausge¬ nutzt werden. Anstelle einer Reihe von Magneten kann auch ein Einzel¬ magnet eingesetzt werden, wodurch das relativ schwierige Montieren der Vielzahl von Einzelmagneten entfällt.
Nach der Erfindung wechselt vorzugsweise die Magnetisierung der min¬ destens einen Magnetreihe in einer Längsrichtung der mindestens einen Magnetreihe in bestimmten Abständen das Vorzeichen. Dieses Merkmal, das besonders einfach bei einer aus einzelnen Dauermagneten bestehen¬ den Magnetreihe verwirklicht werden kann, bewirkt eine bessere magneti- sehe Wirkung, da zusammen mit der Trageinrichtung ein magnetischer Feldschluss der einzelnen Magnetisierungsbereiche, d. h. zwischen den einzelnen Dauermagneten, erzeugt wird. Weiter kann die Magnetreihe auf diese Weise in besonders einfacher Weise in das erfindungsgemäße magnetische Antriebssystem integriert werden, d. h. als Reihe von hart- magnetischen Elementen dienen, mit denen die Einzelspulen bei entspre- chender Ansteuerung eine Wechselwirkung bewirken, die Vorschubkräfte hervorruft. Weiter wird durch dieses Merkmal erreicht, dass das den spaltförmigen Abstand gewährleistende Führungselement auch bei Tole¬ ranzen des beidseitig wirkenden Tragelements keine großen Kräfte auf- nehmen muss, da sich die zwischen der mindestens einen Magnetreihe und dem Tragelement in Magnetisierungsrichtung wirkenden Kräfte bes¬ tenfalls aufheben. Dieser Effekt wird mit einer steigenden Anzahl abwech¬ selnder Polarisierungen stärker unterstützt, da damit sowohl Toleranzen in den Feldstärken einzelner Polarisierungsbereiche besser ausgeglichen werden, als auch eine solche Überlagerung der von den einzelnen Polari¬ sierungsbereichen jeweils erzeugten Kräften erfolgt, dass ein Feld erzeugt wird, welches dem Aufbau von Querkräften entgegenwirkt. Mindestens sollten drei aufeinander folgende Polarisierungsbereiche vorgesehen sein, damit eine bei lediglich zwei Polarisierungsbereichen der Magnetreihe mögliche Verkantung der Magnetreihe nicht eintritt, die bereits große Querkräfte erzeugen kann.
Bei dem erfindungsgemäßen magnetischen Trag- und Antriebssystem ist vorzugsweise das Tragelement oder Teile davon durch die in bestimmten Abständen unterbrochene Reihe von weichmagnetischen Elementen aus¬ gebildet. Hierdurch findet eine Integration des magnetischen Tragsyste- mes mit dem erfindungsgemäßen magnetischen Antriebssystem statt, wo¬ durch eine Reduzierung des benötigten Bauraumes erfolgt.
Bei dem erfindungsgemäßen kombinierten magnetischen Trag- und An¬ triebssystems weist das Tragelement vorzugsweise mindestens eine Tragschiene auf, die mit einem ersten bestimmten Abstand zu einer Seite einer der mindestens einen Magnetreihe angeordnet ist, wobei die Spu¬ lenanordnung in einem zweiten bestimmten Abstand zu einer der ersten Seite der Magnetreihe gegenüberliegenden zweiten Seite der Magnetreihe angeordnet ist. Eine solche getrennte Zuordnung der beiden Hauptfunkti¬ onen "Vorschub erzeugen" und "magnetisch lagern" zu den sich gegenü¬ berliegenden Polflächen der Magnete der Magnetreihe bewirkt trotz einer Integration dieser Funktionen in die eine Magnetreihe eine weitgehende Funktionstrennung, die eine Optimierung der Systemparameter dieser Hauptfunktionen zulässt. Weiter kann eine Kompensation von Querkräften erfolgen, indem die Tragprofile und/oder Spulenkerne oder Polschuhe der Einzelspulen der Spulenanordnung bzw. die Luftspalte so gestaltet wer¬ den, dass die an den Magneten der Magnetreihe angreifenden, resultie- renden magnetischen Querkräfte möglichst klein sind oder sich aufheben. Durch die Anordnung der Antriebsspulen der Spulenanordnung auf der einen Seite der mindestens einen Dauermagnetreihe und des vorzugswei¬ se weichmagnetischen Tragelementes auf der anderen Seite der mindes¬ tens einen Dauermagnetreihe kann das Tragprofil weiter die Aufgaben des magnetischen Schlusses der Spulen-Magnetfelder sowie die Erzeugung von Tragkräften, die das Gewicht der Traglast, z. B. eines Türflügels, teil¬ weise oder vollständig aufnehmen, übernehmen. Bei einer teilweisen Auf¬ nahme des Gewichtes der Traglast durch das Tragelement kann die Restlast z. B. von den Spulenkernen oder Polschuhen der Einzelspulen der Spulenanordnung der Linear-Antriebseinheit oder von einer weiteren magnetischen der mechanischen Trageinrichtung getragen werden.
Hierfür kann das Tragelement auch vorzugsweise zwei Tragschienen auf¬ weisen, von denen die eine mit einem bestimmten Abstand zu einer ersten Seite einer mindestens einen Magnetreihe angeordnet ist, und die andere mit dem gleichen bestimmten Abstand zu einer der ersten Seite der Mag¬ netreihe gegenüberliegenden zweiten Seite der Magnetreihe oder einer weiteren Magnetreihe der mindestens einen Magnetreihe angeordnet ist. Alternativ kann das Tragelement hierfür vorzugsweise eine U-förmige Tragschiene mit einem Bodenbereich und zwei Seitenbereichen aufwei¬ sen, wobei der Bodenbereich die beiden Seitenbereiche verbindet und wenigstens eine Magnetreihe der mindestens einen Magnetreihe wenigs- tens teilweise so innerhalb der U-förmigen Tragschiene geführt wird, dass wenigstens Teile einer Innenfläche des einen Seitenbereiches mit dem bestimmten Abstand zu einer ersten Seite der Magnetreihe angeordnet sind und wenigstens Teile einer Innenfläche des anderen Seitenbereiches mit dem gleichen oder einem anderen bestimmten spaltförmigen Abstand zu einer der ersten Seite der Magnetreihe gegenüberliegenden zweiten Seite der Magnetreihe oder einer weiteren Magnetreihe der mindestens einen Magnetreihe angeordnet sind.
Vorzugsweise wird der Abstand zwischen Magnetreihe und Tragelement so klein wie möglich gehalten.
Nach der Erfindung sind das in der erfindungsgemäß verwendeten mag¬ netischen Trageinrichtung verwendete mindestens eine Tragelement vor¬ zugsweise ortsfest und die mindestens eine Magnetreihe ortsveränderlich angeordnet, d. h. im Fall einer Schiebetür ist diese an der mindestens ei¬ nen Magnetreihe aufgehängt, wohingegen das mindestens eine Tragele¬ ment eine Führung für das Türelement oder die Türelemente einer mehrflügeligen Schiebetür bildet. Natürlich ist auch die Ausgestaltung des mindestens einen Tragelementes ortsveränderlich und der mindestens einen Magnetreihe ortsfest, wie auch eine Kombination dieser beiden Va¬ rianten möglich. Die Spulenanordnung der Linear-Äntriebseinheit ist natür¬ lich immer zusammen mit dem Tragelement der Trageinrichtung ortsfest bzw. ortsveränderlich angeordnet. Hierdurch entstehen bei einem gerin¬ gen Bewegungsweg, wie er normalerweise bei dem Antrieb von Türflügeln vorliegt, keine übermäßigen erhöhten Kosten, aber der Läufer und damit das gesamtbewegliche Element des erfindungsgemäßen Antriebssyste- mes oder kombinierten magnetischen Trag- und Antriebssystemes kann passiv ausgelegt werden.
Das mindestens eine Tragelement ist nach der Erfindung vorzugsweise weichmagnetisch, wodurch besonders niedrige Kosten hinsichtlich dieses Elementes erreicht werden.
Das Führungselement umfasst nach der Erfindung vorzugsweise Rollen, Wälz- und/oder Gleitkörper.
Nach der Erfindung besteht die mindestens eine Magnetreihe vorzugswei¬ se aus einem oder mehreren Hochleistungsmagneten, vorzugsweise Sel¬ tenenerden-Hochleistungsmagneten, weiter vorzugsweise aus Neodym- Eisen-Bor (NeFeB) bzw. Samarium-Cobalt (Sm2Co) oder kunststoffge¬ bundenen Magnetwerkstoffen. Durch die Verwendung von solchen Hoch¬ leistungsmagneten lassen sich wegen der höheren Remanenzinduktion wesentlich höhere Kraftdichten erzeugen als mit Ferrit-Magneten. Dem¬ zufolge lässt sich das Magnetsystem bei gegebener Tragkraft mit Hoch- leistungsmagneten geometrisch klein und damit platzsparend aufbauen. Die gegenüber Ferrit-Magneten höheren Materialkosten der Hochleis¬ tungsmagnete werden durch das vergleichsweise geringe Magnetvolumen zumindest kompensiert.
Das erfindungsgemäße Antriebssystem oder kombinierte Trag- und An¬ triebssystem wird zum Antrieb mindestens eines Türflügels einer Schie¬ betür eingesetzt, die vorzugsweise als Bogenschiebetür oder Horizontal- Schiebewand ausgebildet ist. Es kann neben diesem Einsatz auch zum Antrieb von Torflügeln oder in Zuführeinrichtungen, Handlingseinrichtun- gen oder Transportsystemen eingesetzt werden. AIIe in Bezug auf die erste oder zweite alternative Ausgestaltung einer er¬ findungsgemäßen Schiebetür beschriebenen bevorzugten Ausführungs¬ formen können - wie auch die erste und zweite alternative Ausgestaltung selbst - beliebig miteinander kombiniert werden.
Die Erfindung wird nun anhand von schematisch dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispielen näher beschrieben.
Dabei zeigen:
Figur 1 : Einen Querschnitt einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten magnetischen Trageinrichtung in verschiedenen Belastungszuständen,
Figur 2: die Tragkraftkennlinie der magnetischen Trageinrichtung nach der in Figur 1 gezeigten ersten bevorzugten Ausfüh¬ rungsform,
Figur 3: den Querkraftverlauf der magnetischen Trageinrichtung nach der in Figur 1 gezeigten ersten bevorzugten Ausführungs¬ form,
Figur 4: eine Schnittdarstellung einer Draufsicht der magnetischen Trageinrichtung nach der in Figur 1 gezeigten ersten bevor- zugten Ausführungsform,
Figur 5: eine perspektivische Ansicht einer ersten bevorzugten Aus¬ führungsform eines Teiles des erfindungsgemäßen kombi¬ nierten Trag- und Antriebssystemes mit drei quer zur Fahrt- richtung ausgerichteten Spulen und U-förmiger Blechhalte- rung sowie drei Kontaktierungs- und Befestigungsstiften oh¬ ne und mit U-förmigem Tragschienenelement,
Figur 6: eine Schnittdarstellung einer Draufsicht der ersten bevor- zugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen kombi¬ nierten Trag- und Antriebssystemes,
Figur 7: eine elektrische Verschaltung der Spulen der Linear- Antriebseinheit des in Figur 6 gezeigten kombinierten Trag- und Antriebssystemes,
Figur 8: ein Diagramm zur Erläuterung einer ersten Möglichkeit des Spannungsverlaufs an den wie in Figur 7 gezeigt verschal¬ teten Spulen der ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystemes,
Figur 9: ein Diagramm zur Erläuterung einer zweiten Möglichkeit des Spannungsverlaufes an den wie in Figur 7 gezeigt verschal¬ teten Spulen der ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystemes,
Figur 10: ein Diagramm zur Erläuterung einer dritten Möglichkeit des Spannungsverlaufs an den wie in Figur 7 gezeigt verschal¬ teten Spulen der ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystemes,
Figur 11 : eine perspektivische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines Teiles des erfindungsgemäßen kom¬ binierten Trag- und Antriebssystemes mit drei in Fahrtrich- . tung ausgerichteten Spulen, die auf einen gemeinsamen Kern gewickelt sind, wobei der Kern und die gezeigten quad¬ ratischen Polschuhe ein kompaktes Drehteil sein können,
Figur 12: in Reihe angeordnete Spulen gemäß der zweiten bevorzug- ten Ausführungsform mit fluchtenden Achsen, denen einsei¬ tig Magnete gegenüber stehen, oder an deren beiden Seiten Flussleitstücke angeordnet sind,
Figur 13: eine Schnittdarstellung einer Draufsicht der zweiten bevor- zugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen kombi¬ nierten Antriebssystemes,
Figur 14: Darstellungen bevorzugter Ausführungsformen erfindungs¬ gemäßer Polschuhe,
Figur 15: Darstellungen bevorzugter Ausführungsformen erfindungs¬ gemäßer Einzelmagnete der Magnetreihe(n),
Figur 16: weitere Darstellungen bevorzugter Ausführungsformen erfin- dungsgemäßer Einzelmagnete der Magnetreihe(n),
Figur 17: eine weitere Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform erfindungsgemäßer Polschuhe und eine Darstellungen einer bevorzugten Ausführungsform erfindungsgemäßer Spulen- kerne,
Figur 18: eine Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen aus einem Magneten bestehenden Magnetreihe, Figur 19: eine Schnittdarstellung einer Draufsicht einer dritten bevor¬ zugten Ausführungsform des erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten kombinierten Trag- und Antriebssystemes mit deren Rastkraft- und Schubkraftverlauf,
Figur 20: eine Schnittdarstellung einer Draufsicht einer ersten bevor¬ zugten Ausgestaltung des erfindungsgemäß bevorzugt ver¬ wendeten kombinierten Trag- und Antriebssystemes mit de¬ ren Rastkraft- und Schubkraftverlauf nach der dritten bevor- zugten Ausführungsform nach der Erfindung,
Figur 21 : eine Schnittdarstellung einer Draufsicht einer zweiten bevor¬ zugten Ausgestaltung des erfindungsgemäß bevorzugt ver¬ wendeten kombinierten Trag- und Antriebssystemes mit de- ren Rastkraft- und Schubkraftverlauf nach der dritten bevor¬ zugten Ausführungsform nach der Erfindung, und
Figur 22: Formen von nach der dritten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung bevorzugt verwendeten Magneten bzw. Magnetreihen.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Prinzipdarstellung einer ersten bevor¬ zugten Ausführungsform der erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten magnetischen Trageinrichtung im Querschnitt. Zur Erläuterung ist ein Ko- ordinatensystem eingezeichnet, bei dem eine x-Richtung eine Fahrtrich¬ tung eines an der erfindungsgemäßen Trageinrichtung aufgehängten Tür¬ flügels 5 darstellt. Die Richtung der auf die magnetische Trageinrichtung wirkenden Querkräfte ist die y-Richtung und die durch das Gewicht der aufgehängten Türflügel 5 bedingte vertikale Magnetauslenkung nach un- ten ist in z-Richtung eingezeichnet. Eine an einem Tragschlitten 4 befestigte Magnetreihe 1 wird durch ein an dem Tragschlitten 4 vorgesehenes mechanisches Führungselement 3, das mit einem Gehäuse 6 der Trageinrichtung zusammenwirkt, in hori¬ zontaler Richtung zentriert zwischen weichmagnetischen Tragschienen 2a, 2b, die das Tragelement 2 bilden, zwangsgeführt, während sie in verti¬ kaler Richtung und in Fahrtrichtung (x) des Türflügels 5 frei verschiebbar ist. Durch die so erzwungene Symmetrie heben sich die in y-Richtung an den Magneten 1a, 1b, 1c, 1d angreifenden Querkräfte weitgehend auf. In vertikaler Richtung (z-Richtung) nehmen die Magnete 1a, 1 b, 1c, 1d nur im lastfreien Zustand, also ohne an dem Tragschlitten 4 befestigte Last, wie in der Figur 1a) gezeigt, eine symmetrische Lage ein.
Bei Belastung der Magnete 1a, 1b, 1c, 1d mit einer Gewichtskraft F9, z. B. durch den an dem Tragschlitten 4 befestigten Türflügel 5, werden diese in vertikaler Richtung aus der in Figur 1a) gezeigten symmetrischen Lage über einen in Figur 1b) gezeigten Zwischenzustand in eine in Figur 1c) gezeigte Gleichgewichtslage bewegt, die durch die zu tragende Gewichts¬ kraft F9 und eine magnetische Rückstellkraft zwischen den Magneten 1a, 1b, 1c, 1d der Magnetreihe 1 und den Tragschienen 2a, 2b des Tragele- mentes 2, im Folgenden auch als Tragkraft F(z) bezeichnet, bestimmt ist. Die Ursache dieser Rückstellkraft sind die zwischen den Magneten 1a, 1b, 1c, 1d der Magnetreihe 1 und den Tragschienen 2a, 2b wirkenden mag¬ netischen Anziehungskräfte, wobei nur der Teil der Magnete 1a, 1b, 1c, 1d, der zwischen den Tragschienen 2a, 2b nach unten heraustritt, zu die- ser magnetischen Tragkraft beiträgt. Da dieser Teil mit größer werdender vertikaler Auslenkung zunimmt, steigt die magnetische Tragkraft dem Be¬ trag nach kontinuierlich mit der Auslenkung an.
Figur 2 zeigt die Abhängigkeit zwischen der vertikalen Auslenkung der Magnetreihe 1 und der magnetischen Tragkraft in einer Kennlinie, d. h. die Tragkraftkennlinie der Trageinrichtung gemäß der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform. Auf der Abszisse ist die vertikale Auslenkung z nach unten, z. B. in mm, und auf der Ordinate die korrespondierende erzeugte magnetische Tragkraft F(z), z. B. in Newton, angegeben. Der Verlauf der Tragkraftkennlinie ist durch einen oberen und einen unteren Abrisspunkt gekennzeichnet, die jeweils erreicht werden, wenn die Magnete zwischen den Tragschienen nach oben bzw. nach unten vollständig heraustreten, wie es für den Fall nach unten in Figur 1e) gezeigt ist. Wird diese kritische Auslenkung kraftbedingt überschritten, so schwächen sich die Rückstell¬ kräfte durch den zunehmenden Abstand zu den Tragschienen 2a, 2b ab, wodurch in diesen Bereichen kein stabiler Gleichgewichtszustand zwi¬ schen der Tragkraft F(z) und der durch die Last bedingten Gewichtskraft FQ erreicht werden kann.
In der Praxis kann ein solches Abreißen der Tragkraft F(z) durch die Ge- wichtskraft F9 der Türflügelmasse durch eine mechanische Begrenzung der möglichen Auslenkung der Magnetreihe 1 zuverlässig verhindert wer¬ den, wie sie beispielhaft in Figur 1d) gezeigt ist. Hier umfasst das die Tragschienen 2a, 2b aufnehmende und eine horizontale Führung für das Führungselement 3 bietende Gehäuse 6 gleichzeitig zwei jeweils an sei- nen unteren Enden angeordnete Vorsprünge 6a, 6b, die eine mechani¬ sche Begrenzung der möglichen Auslenkung des Tragschlittens 4 und somit der an diesem starr befestigten Magnetreihe 1 in z-Richtung sind.
Zwischen dem oberen Abrisspunkt und dem unteren Abrisspunkt verläuft die Tragkraftkennlinie nahezu linear, wobei bei einer positiven Auslenkung der Magnetreihe 1 , d. h. einer Auslenkung nach unten, die durch den am
Tragschlitten 4 befestigten Türflügel 5 erfolgt, von dem Ursprung des
Koordinatensystemes zwischen vertikaler Auslenkung z der Magnetreihe 1 und magnetischer Tragkraft F(z) bis zu dem unteren Abrisspunkt auf der Tragkraftkennlinie Betriebspunkte mit negativer Steigung durchfahren werden, in denen sich eine jeweilige stabile Lage der Magnetreihe 1 zwi¬ schen den Tragschienen 2a, 2b, bedingt durch die auf die Magnetreihe 1 wirkende Gewichtskraft F9 und der betragsgleichen, in entgegengesetzte Richtung wirkende magnetische Tragkraft F(z) einstellen kann.
Bei strenger Symmetrie der beschriebenen magnetischen Trageinrichtung um die vertikale Mittelachse (z-Achse), die sowohl von der Anordnung der Trageinrichtung als auch dem mechanischen Führungselement 3 abhängt, heben sich die horizontalen Magnetkraft-Komponenten in Querrichtung, d. h. in y-Richtung, vollständig auf. Verlässt die Magnetreihe 1 toleranzbe¬ dingt diese exakte Mittellage, so stellt sich aufgrund unterschiedlich star¬ ker Anziehungskräfte zu den beiden Tragschienen 2a, 2b eine auf die Magnetreihe 1 wirkende Querkraft F(y) ein.
Die Figur 3 zeigt für eine Spaltbreite von z. B. -1 mm bis +1 mm einen Querkraftverlauf F(y) in Abhängigkeit von einer seitlichen Verschiebung y der Magnete 1a, 1b, 1c, 1d, der über den ganzen Verlauf eine positive Steigung hat. Das bedeutet, dass im Null-Punkt des Koordinatensystems, der zur Mittellage der Magnetreihe 1 zwischen den Tragschienen 2a, 2b korrespondiert, ein instabiles Kräftegleichgewicht vorliegt. In allen anderen Punkten des Koordinatensystems herrscht eine resultierende Querkraft F(Y).
Da in der Mittellage nur ein instabiles Kräftegleichgewicht vorliegt, muss das Führungselement 3 eine präzise mechanische Lagerung bieten, die die Magnetreihe 1 während der Fahrbewegung der Magnetreihe 1 in Be¬ wegungsrichtung, d. h. in x-Richtung, exakt mittig zwischen den Trag¬ schienen 2a, 2b führt. Je genauer diese Zentrierung realisiert werden kann, umso geringer sind die resultierende Querkraft F(y) und hiermit ver- bundene Reibungskräfte der mechanischen Lagerung. Um die Trageigenschaften zu optimieren, sollte die Magnetbreite, d. h. die Abmessungen der Magnetreihe 1 bzw. von deren Einzelmagneten 1a, 1b, 1c, 1d in y-Richtung, möglichst groß sein, denn eine große Magnetbreite bewirkt eine große Feldstärke, die zu großen Tragkräften führt. Die Mag- nethöhe, also die Abmessungen der Magnetreihe bzw. von deren Einzel¬ magneten 1a, 1b, 1c, 1d in z-Richtung, sollte möglichst klein sein, denn kleine Magnethöhen erhöhen die Steifigkeit des Tragkraftfeldes durch Bündelung des Feldes.
Die Höhe der Tragschienen 2a, 2b sollte möglichst klein sein, günstig ist eine Tragschienenhöhe kleiner 1/2 der Magnethöhe, denn die Feldlinien der Dauermagnete werden gebündelt und hierdurch die Steifigkeit des magnetischen Tragsystems erhöht.
Die Anordnung sollte so gewählt werden, dass die weichmagnetischen Tragschienen 2a, 2b im Gleichgewichtszustand, in dem die magnetische Tragkraft F(z) betragsgleich der durch Belastung der Magnetreihe 1 mit dem Türflügel 5 hervorgerufenen Gewichtskraft F9 ist, vertikal unsymmet¬ risch um die Magnetreihe 1 liegen und die Magnetreihe 1 sollte möglichst kontinuierlich sein, um Rastkräfte in Bewegungsrichtung, d. h. in x- Richtung, zu vermeiden.
In Figur 4 ist eine Schnittdarstellung einer Aufsicht der in Figur 1a nach einer Schnittlinie A-A gezeigten Trageinrichtung nach der ersten bevor- zugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die Magnetreihe 1 aus Einzelmagneten 1a, 1b, 1c, 1d besteht, die mit ab¬ wechselnder Magnetisierungsrichtung zwischen den beiden seitlich ange¬ ordneten Tragschienen 2a, 2b angeordnet sind, die aus einem weichmag¬ netischen Material bestehen. In dieser Ausführungsform, in der die Trag- schienen 2a, 2b den feststehenden Teil der erfindungsgemäßen Tragein- richtung bilden, sind die Einzelmagnete 1a, 1b, 1c, 1d zur Bildung der Magnetreihe 1 an dem beweglichen Tragschlitten 4 befestigt und können zwischen den Schienen 2a, 2b in x- und z-Richtung verschoben werden. Bei einer vertikalen Verschiebung, d. h. einer Verschiebung in z-Richtung, um einen kleinen Weg, ca. 3-5 mm, aus der Null-Lage, d. h. der geometri¬ schen Symmetrielage, ergibt sich, bedingt durch die Verwendung äußerst starker Dauermagnete, z. B. aus Nd-Fe-B, eine erhebliche Rückstellkraft, die zum Tragen eines Schiebetürflügels 5 mit einem Gewicht von ca. 80 kg/m geeignet ist. In der in Figur 4 gezeigten Anordnung, bei der die Dau- ermagnete 1a, 1b, 1c, 1d mit abwechselnder Magnetisierungsrichtung zwischen den beiden Tragschienen 2a, 2b angeordnet sind, wirkt sich der Feldschluss durch die Tragschienen 2a, 2b bei wechselseitiger Magneti¬ sierungsrichtung der nebeneinander angeordneten Magnete positiv ver¬ stärkend aus.
Die Figur 5 zeigt ein Antriebssegment einer ersten bevorzugten Ausfüh¬ rungsform des erfindungsgemäßen Antriebssegmentes in einer perspekti¬ vischen Darstellung. Hier besteht ein als Statormodul oder Läufermodul zu verwendendes erfindungsgemäßes Spulenmodul aus drei quer zur Fahrt- richtung ausgerichteten Spulen 7 mit Spulenkernen 12, in einer U- förmigen Blechhalterung 21 angeordnet sind, aus der drei Kontaktierungs¬ und Befestigungsstifte 22 elektrisch isoliert herausragen. Über diese Kontaktierungs- und Befestigungsstifte 22 kann das Spulenmodul sowohl befestigt, als auch durch Bestromung der Einzelspulen angesteuert wer- den. Als gemeinsame Masse kann z. B. die U-förmige Blechhalterung die¬ nen, in der die Spulen 7 z. B. mittels Widerstandspunktschweißen, Nieten oder Verstemmen befestigt sind. Dieses in Figur 5a) gezeigte erfindungs¬ gemäße Spulenmodul ist in Figur 5b) in eine prinzipiell U-förmige Trag¬ schiene 2d eingesetzt gezeigt, wobei die Kontaktierungs- und Befesti- gungsstifte 22 durch deren Bodenbereich 26 hervorstehen und zwischen 51
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die Spulenkerne 12 haltenden Seitenwänden 27 der U-förmigen Blech- halterung 21 und Seitenwänden 28 der U-förmigen Tragschiene 2d jeweils ein Luftspalt besteht, in dem jeweils eine Magnetreihe geführt werden kann, die mit der Tragschiene 2d und den Spulen 7 der Spulenanordnung in Wechselwirkung steht, um in dem Luftspalt gehalten und in Fahrtrich¬ tung bewegt zu werden.
Die Figur 6 zeigt zwei Antriebssegmente der ersten bevorzugten Ausfüh¬ rungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystemes, hier als kombinier- tes magnetisches Trag- und Antriebssystem, in einer geschnittenen Auf¬ sicht, bei der der erfindungsgemäß verwendete magnetische Linearantrieb auf die Magnetreihen 1e, 1f wirkt, die an einem nicht gezeigten Trag¬ schlitten 4 befestigt sind. Die beiden Magnetreihen 1e, 1f weisen jeweils abwechselnd polarisierte Einzelmagnete auf, wobei die Polaritäten der in Querrichtung versetzt angeordneten Einzelmagnete der beiden Magnet¬ reihen 1e, 1f gleichgerichtet sind. Zwischen den Magnetreihen 1e, 1f sind Spulen 7 so angeordnet, dass sich der jeweilige Spulenkern 12 in Quer¬ richtung, d. h. y-Richtung, erstreckt. Auf der den Spulen 7 mit Spulenker¬ nen 12 abgewandten Seite der Magnetreihe 1 befindet sich jeweils ein Seitenbereich der Tragschiene 2d.
Um einen kontinuierlichen Vorschub der Magnetreihe 1 zu gewährleisten, sind die Stator-Spulen 7 mit ihren jeweiligen Spulenkernen 12 in unter¬ schiedlichen relativen Positionen zum Raster der Dauermagnete angeord- net. Je mehr unterschiedliche Relativpositionen ausgebildet werden, umso gleichmäßiger lässt sich die Schubkraft über den Verfahrweg realisieren. Da andererseits jede Relativposition einer elektrischen Phase eines für den Linearantrieb benötigten Ansteuersystemes zuzuordnen ist, sollten möglichst wenig elektrische Phasen zum Einsatz kommen. Aufgrund des zur Verfügung stehenden dreiphasigen Drehstromnetzes ist ein dreiphasi- ges System, wie es beispielhaft in Figur 7 gezeigt ist, sehr kostengünstig aufzubauen.
Hierbei besteht ein jeweiliges Antriebssegment und somit ein Spulenmo- dul der Linear-Antriebseinheit aus drei Spulen 7a, 7b, 7c die eine Ausdeh¬ nung von drei Längeneinheiten in Antriebsrichtung, d. h. x-Richtung, auf¬ weisen, wobei also zwischen den Mittelpunkten benachbarter Spulenkerne 12 ein Raster Rs = 1 Längeneinheit liegt. Die Länge eines Magneten der Magnetreihe 1 in Antriebsrichtung und die Länge der zwischen den Ein- zelmagneten der Magnetreihe 1 liegenden Lücke ist hier so gewählt, dass Länge eines Magneten Lwiagnet + Länge einer Lücke Li_ücke = Magnetraster RM = 3/4 Längeneinheit (= 3/4 Rs).
Figur 7 zeigt die Verschaltung der Spulen der in Figur 6 gezeigten beiden Antriebssegmente der erfindungsgemäß verwendeten Linear- Antriebseinheit. Hier ist eine erste Spule 7a mit einem ersten Spulenkern 12a zwischen eine erste Phase und eine zweite Phase eines aus drei Phasen bestehenden Drehstromsystemes angeschlossen, dessen drei Phasen gleichmäßig verteilt sind, also die zweite Phase bei 120° und eine dritte Phase bei 240° liegen, wenn die erste Phase bei 0° liegt. Die in po¬ sitiver Antriebsrichtung, d. h. +x-Richtung, neben der ersten Spule 7a mit dem Spulenkern 12a liegende zweite Spule 7b mit Spulenkern 12b eines Antriebssegmentes der Linear-Antriebseinheit ist zwischen die zweite Phase und die dritte Phase geschaltet und die in positiver Antriebsrich- tung, d. h. +x-Richtung neben der zweiten Spule 7b mit dem Spulenkern 12b liegende dritte Spule 7c mit Spulenkern 12c ist zwischen die dritte Phase und die erste Phase geschaltet. Neben einem solchen Antriebs¬ segment der Linear-Antriebseinheit liegende Antriebssegmente der Line¬ ar-Antriebseinheit sind in gleicher Weise an die drei Phasen des Drehstromsystemes angeschlossen. Ordnet man dem durch die Dauermagnete gebildeten Polraster, analog zur Anordnung in einem zweipoligen Gleichstrommotor, Phasenwinkel zu, so lassen sich die linearen Spulenanordnungen in einem kreisförmigen Phasendiagramm abbilden. Da sich dieses sowohl magnetisch als An- triebswirkung auf die Dauermagnete als auch elektrisch als Ansteuerung der Spulen interpretieren lässt, kann durch dieses Diagramm der Zusam¬ menhang zwischen Schaltzuständen und Antriebswirkung einheitlich be¬ schrieben werden.
Ein solches kreisförmiges Phasendiagramm mit eingezeichneten Spulen ist in Figur 8 gezeigt. Hier ist auf der Ordinate das elektrische Potential in V und auf der Abszisse das magnetische Potential angegeben. Ein Kreis um den Ursprung dieses Koordinatensystemes, der ein Nullpotential so¬ wohl für das elektrische Potential als auch das magnetische Potential dar- stellt, repräsentiert die Phasenlagen der an den jeweiligen Spulen anlie¬ genden Spannung, wobei eine 0°-Phasenlage bei dem Schnittpunkt des Kreises mit der positiven Ordinate gegeben ist und sich die Phase im Uhr¬ zeigersinn zu einer 90°-Phasenlage in dem Schnittpunkt des Kreises mit der negativen Abszisse, der das magnetische Potential des Südpols dar- stellt, eine 180°-Phasenlage in dem Schnittpunkt des Kreises mit der ne¬ gativen Ordinate, der das minimale Spannungspotential darstellt, einer 270°-Phasenlage in dem Schnittpunkt des Kreises mit der positiven Ab¬ szisse, der das magnetische Potential des Nordpols darstellt, bis zu einer 360°-Phasenlage, die gleich der QΛPhasenlage ist, in dem Schnittpunkt des Kreises mit der positiven Ordinate, der das maximale Spannungspo¬ tential darstellt, ändert.
Wie in Figur 7 gezeigt, ist eine Beziehung gegeben, bei der die erste
Spule 7a mit Magnetkern 12a zwischen einer 0°-Phasenlage und einer 120°-PhasenIage, die zweite Spule 7b mit Magnetkern 12b zwischen einer 120°-Phasenlage und einer 240°-Phasenlage und die dritte Spule 7c mit Magnetkern 12c zwischen einer 240°-Phasenlage und einer 360°- Phasenlage liegen. Bei Drehstrombetrieb drehen sich nun die Zeiger die¬ ser Spulen entsprechend der Wechselfrequenz des Drehstroms im Ge- genuhrzeigersinn, wobei jeweils eine der elektrischen Potentialdifferenz zwischen den auf die Ordinate projezierten Anfangs- und Endpunkten des Zeigers entsprechende Spannung an den Spulen anliegt.
Bei der magnetischen Interpretation des Phasendiagramms entspricht ein Phasendurchlauf von 180° einer Verschiebung des Läufers um den Ab¬ stand zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Magnete, also dem Magnetraster RM. Durch die abwechselnde Polarisierung der Mag¬ nete im Läufer wird bei einer Verschiebung um das Magnetraster RM ein Polwechsel ausgeführt. Nach einem 360°-Phasendurchlauf beträgt die Läuferverschiebung zwei RM. Hierbei befinden sich die Magnete relativ zum Raster Rs der Statorspulen wieder in Ausgangsposition, vergleichbar mit einer 360°-Umdrehung des Rotors eines zweipoligen Gleichstrommo¬ tors.
Für die elektrische Interpretation des Phasendiagramms wird die Ordinate betrachtet, auf der das anliegende elektrische Spannungspotential darge¬ stellt ist. Bei 0° liegt das maximale Potential, bei 180°, das minimale Po¬ tential und bei 90° bzw. 270° ein mittleres Spannungspotential an. Wie zuvor erwähnt, werden die Spulen im Diagramm durch Pfeile dargestellt, deren Anfangs- und Endpunkte die Kontaktierungen darstellen. Die jeweils anliegende Spulenspannung kann durch Projektion von Start- und End¬ punkt der Pfeile auf der Potentialachse abgelesen werden. Durch die Pfeil¬ richtung wird die Stromrichtung und hierdurch die Magnetisierungsrichtung der Spule festgelegt. Anstelle einer kontinuierlichen sinusförmigen Spannungsquelle, die ein Phasendiagramm gemäß Figur 8 aufweist, kann aus Kostengründen auch eine Steuerung mit Rechteck-Charakteristik eingesetzt werden. In einem entsprechenden Phasendiagramm, das in Figur 9 gezeigt ist, ist die Rechteck-Charakteristik durch Schaltschwellen dargestellt. Hierbei können die Phasenanschlüsse jeweils die drei Zustände Pluspotential, Minuspo¬ tential und potentialfrei einnehmen. Dabei liegt das Pluspotential z. B. in einem Bereich zwischen 300° und 60° und das Minuspotential in einem Bereich von 120° bis 240° an und die Bereiche zwischen 60° und 120° sowie 240° und 300° stellen den potentialfreien Zustand dar, in dem die Spulen nicht angeschlossen sind. Bei der Rechteckspannung- Ansteuerung ist der im Vergleich zur Sinus-Steuerung ungleichmäßigere Schub nachteilig.
Es lässt sich natürlich noch eine große Zahl weiterer Spulenkonfiguratio¬ nen und Potentialverteilungen aufbauen, z. B. die in Figur 10 gezeigte Potentialverteilung, bei der ein minimales Potential von 0 V in einem Be¬ reich zwischen 105° und 255°, ein maximales Potential von 24 V in einem Bereich von 285° bis 75° und potentialfreie Bereiche von 75° bis 105° und von 255° bis 285° vorliegen.
Die Figur 11 zeigt eine zweite bevorzugten Ausführungsform eines erfin¬ dungsgemäßen Spulenmodules, bei dem drei in Fahrtrichtung ausgerich¬ tete Spulen 7 auf einen gemeinsamen Spulenkern 12 gewickelt sind. Der Spulenkern und die zwischen den Spulen 7 angeordnete quadratische Polschuhe 19 sind ein kompaktes Drehteil. Zur Kontaktierung und Befesti¬ gung sind für jede Spule 7 zwei Kontaktierungs- und Befestigungsstifte 22 vorgesehen, die aus den Polschuhen 19 isoliert hervorstehen. Die Figur 12a) zeigt zwei Antriebssegmente, d. h. sechs Einzelspulen 7, die in Reihe angeordnet sind und deren Achsen 29 fluchten, wobei zwi¬ schen den Einzelspulen 7 Poischuhe 19 angeordnet sind, deren einer Seite 30 Polflächen einer Magnetreihe 1 mit einem bestimmten spaltförmi- gen Abstand gegenüberliegen.
Die Figur 12b) zeigt eine zu der Figur 12a) korrespondierende Ansicht, bei der die Magnetreihe 1 nicht gezeigt ist, dafür aber Flussleitstücke 23, die an zumindest der Seite 30 der Polschuhe 19 angeordnet sind, der die Magnetreihe 1 mit dem bestimmten spaltförmigen Abstand gegenüber¬ steht, wobei die Flussleitstücke 23 die Spulen 7 an dieser Seite nahezu verdecken, d. h. die Fläche der Polschuhe 19, die der Magnetreihe 1 ge¬ genüberliegt, vergrößert.
Weiter zeigt Figur 13 zwei Antriebssegmente der zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystemes, die hier durch zwei Spulenmodule mit jeweils 6 Spulen ausgebildet sind, hier als kombiniertes magnetisches Trag- und Antriebssystem in einer geschnitte¬ nen Aufsicht, bei der der erfindungsgemäß verwendete magnetische Line- arantrieb eine dreiphasige Spulenanordnung aufweist, wobei eine Magnet¬ reihe 1 zwischen zwei Polschuhleisten 18a, 18b liegt, die jeweils alle auf einer Seite der Magnetreihe 1 liegenden Polschuhe 19 von Spulen der Linear-Antriebseinheit verbinden. Die Polschuhe 19 sind hier jeweils mit dem jeweiligen sich in Antriebsrichtung, d. h. x-Richtung erstreckenden Spulenkern 12 der Spulen 7 als ein Drehteil ausgebildet und erstrecken sich zu der jeweiligen Polschuhleiste 18a, 18b, um einen besseren Mag- netfeldschluss zu gewährleisten. Die auf den Polseiten der Einzelmagnete der Magnetreihe 1 angeordneten Spulen der beiden gezeigten Spulenmo¬ dule sind symmetrisch in gleicher weise angeschlossen, wie bei der zuvor beschriebenen Ausgestaltung. In dieser Ausführungsform ist das Magnet- raster RM = 3/2 des Spulenrasters Rs gewählt. Durch diese Merkmale sind die charakteristischen Eigenschaften, dass jede Spule einen Phasenwin¬ kel von 120° überbrückt und dass nach 360° (eine Umdrehung = 2 RM) alle drei Spulen eines Antriebssegmentes der Linear-Antriebseinheit durch- laufen sind, wobei - wie in der obigen Ausführungsform - ein Antriebsseg¬ ment aus einer der elektrischen Phasen entsprechenden Anzahl von zu¬ sammen angesteuerten Spulen bzw. Spulenpaaren besteht.
Das Phasendiagramm dieser Anordnung entspricht dem der zuvor be- schriebenen Anordnung, bei dem die im Phasendiagramm durch Pfeile dargestellten Spulen ein Dreieck bilden, wobei die Ecken dieses Drei¬ eckes jeweils die Phasen der Ansteuerung darstellen. Hier durchlaufen die Ecken des Dreieckes bei einer Drehung um 360°, was einer Translations¬ bewegung des Läufers um drei Spulenraster entspricht, drei Spannungs- potentiale: plus, minus und potentialfrei, wenn die in Figur 9 gezeigte Rechteckansteuerung gewählt wird. Da jede Spule einen Phasenwinkel von 120° überbrückt, wird bei einer Drehung um 60° das Potential einer Phase geändert und eine der drei Phasen ist immer potentialfrei. Trägt man das Phasenpotential in Abhängigkeit von der Anzahl der 60°- Drehungsschritte in eine Tabelle ein, so ergibt sich das nachfolgende Phasenansteuerungs-Diagramm:
0° 60° 120° 180° 240° 300
Phase1 + 0 - - 0 +
Phase2 0 + + 0 - -
Phase3 - - 0 + + 0 Durch eine Verschiebung der Schaltschwelle zu einem Minuspotential zwischen 105° und 255°, einem Pluspotential zwischen 285° und 75° und potentialfreien Zuständen zwischen 75° und 105° und 255° und 285°, ähn¬ lich des in Figur 10 gezeigten Zustandes, lässt sich eine Ansteuerung mit einer Schrittweite von 30° realisieren. Hierbei können zwei Phasen das gleiche Potential haben, sodass an zugehöriger Spule keine Spannungs¬ differenz anliegt und kein Strom fließt. In jedem zweiten 30°-Schritt ist je¬ weils eine Phase potentialfrei. Das entsprechende 30°- Phasenansteuerungs-Diagramm mit 12 Steuerschritten ergibt sich wie folgt:
0° 30° 60° 90° 120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330°
Phase 1 + + 0 0 + + +
Phase 2 0 + + + + + 0 Phase 3 - - - - 0 + + + + + 0 -
Um die Vorschubeigenschaften zu optimieren, sollte die Magnetbreite, d. h. die Abmessungen der Magnetreihe 1 bzw. von deren Einzelmagneten in y-Richtung, möglichst klein sein, denn die Dauermagnete wirken wie Luft dämpfend auf den Magnetkreis der Spulen 7. Die Magnethöhe, also die Abmessungen der Magnetreihe(n) 1 , 1e, 1f bzw. von deren Einzel¬ magneten in z-Richtung, sollte möglichst groß sein, denn eine große Mag¬ nethöhe führt zu einer großen Luftspaltfläche, die den magnetischen Wi¬ derstand des Spulenkreises reduzieren hilft. Gleichzeitig wird hierbei viel Magnetmaterial in den magnetischen Spulenkreis eingebracht, ohne zu große, den Magnetkreis sättigende Feldstärken zu erzeugen. Die Höhe der Polschuhe und/oder Spulenkerne 12 sollte möglichst groß sein, damit die Polschuhe bzw. Spulenkerne 12 mit den Magneten eine möglichst große Überdeckung erreichen, sodass sich eine große Luftspaltfläche mit hoher Wirkkraft und kleinem magnetischen Widerstand ergibt. Die Anord- nung dieser weichmagnetischen Bauelemente sollte eine möglichst große vertikale Überdeckung zwischen Spulenkernen 12 bzw. Polschuhen 19 erreichen.
Natürlich können die erfindungsgemäßen Spulenmodule auch in Syste¬ men eingesetzt werden, in denen die lediglich vorzugsweise magnetisch gelagerte Trageinrichtung von dem erfindungsgemäßen Antriebssystem getrennt vorgesehen ist.
Die Figur 14 zeigt verschiedene Ausgestaltungen erfindungsgemäßer rastkraftreduzierender Flussleit-Polschuhe 24, die als Polschuhe direkt an den Spulenkernen 12 befestigt sein können bzw. den Spulenkern 12 als solches beinhalten, aber den Einzelmagneten 1a, 1b, 1c, 1d der Magnet¬ reihe direkt gegenüberstehen und als Flussleitstücke ausgebildet sind, wie es Figur 14a in einer geschnittenen Aufsicht zeigt. Die Flussleit-Polschuhe
24 sind jeweils so ausgebildet, dass die den Einzelmagneten 1a, 1b, 1c, 1d zugewandte Seite einen möglichst kontinuierlichen Übergang des von einer Einzelspule 7 erzeugten Magnetfeldes zu dem einer benachbarten Einzelspule 7 realisiert. Natürlich können auch die an den Polschuhen 19 ausgebildeten Flussleitstücke 23, wie sie in der Figur 12 gezeigt sind, eine entsprechende Form aufweisen. An der den Einzelmagneten abgewand¬ ten Seite der Spulenkerne 12 ist eine weichmagnetische Rückflussschiene
25 angebracht, durch die ein besserer Schluss des magnetischen Feldes erreicht wird.
In Figur 14b) sind rautenförmige Flussleit-Polschuhe 24a in einer Vorder¬ ansicht, d. h. von der Magnetreihe her gesehen, gezeigt. Die über die Stirnfläche 30 eines z. B. rundstabförmigen Spulenkernes 12 formschlüs¬ sig verbundenen rautenförmigen Flussleit-Polschuhe 24a sind hier jeweils so ausgestaltet, dass benachbarte rautenförmige Flussieit-Polschuhe 24a einander in Antriebsrichtung, d. h. x-Richtung, gerade nicht überlappen.
In Figur 14c) sind sechseckige Flussieit-Polschuhe 24b in einer Vorderan- sieht, d. h. von der Magnetreihe her gesehen, gezeigt. Die über die Stirn¬ fläche 30 eines z. B. rundstabförmigen Spulenkernes 12 aufgesetzten sechseckigen Flussieit-Polschuhe 24b sind hier jeweils so ausgestaltet, dass sich jeweilige zu einem benachbarten Flussleit-Polschuh 24b zei¬ gende Ecken nicht berühren. Die sechseckigen Flussieit-Polschuhe 24b sind weiter so ausgestaltet, dass sie in einer relativen Bewegungsrichtung der Magnetreihe 1a, 1b, 1c, 1d, d. h. in x-Richtung, länger sind, als in der senkrecht dazu verlaufenden Tragrichtung, d. h. in z-Richtung.
Die Figur 15 zeigt verschiedene Ausgestaltungen erfindungsgemäßer rastkraftreduzierender Einzelmagnete 1a, 1b, 1c, 1d der Magnetreihe. In Figur 15a) sind einfache rechteckige Einzelmagnete gezeigt, an denen keine besonderen rastkraftreduzierenden Maßnahmen verwirklicht sind. Die Figur 15b) zeigt geschrägte Einzelmagnete, deren in Tragrichtung (z- Richtung) verlaufende Kanten zur Reduzierung der Rastkraft mit einer Fa- se versehen sind, die so gewählt ist, dass sich in der Aufsicht ein Sechs¬ eck ergibt. Die Fasen der Magnete können gleichzeitig zur formschlüssi¬ gen Befestigung der Magnete genutzt werden. Die Figur 15c) zeigt ge¬ wölbte Einzelmagnete, deren in Tragrichtung (z-Richtung) verlaufende Kanten zur Reduzierung der Rastkraft so abgerundet sind, dass sich in der Aufsicht ein gleichmäßiges Oval ergibt. Die Figur 15d) zeigt ge¬ schrägte Einzelmagnete, deren in Tragrichtung (z-Richtung) verlaufende und zu den Spulenkernen 12 zeigende Kanten zur Reduzierung der Rast¬ kraft mit einer Fase gemäß Figur 15b) versehen sind. Diese Form ist dann bevorzugt, wenn sich die Spulenkerne 12 oder Flussieit-Polschuhe 24, 24a - c oder Flussleitstücke 23 nur auf einer Seite der Magnete 1a, 1b, 1c, 1d befinden und der Einzelmagnet auf der anderen Seite durch Kleben befestigt werden soll oder sich dort eine Tragschiene 2a, 2b, 2d befindet. Die Figur 15e) zeigt geschrägte Einzelmagnete, deren in Tragrichtung (z- Richtung) verlaufende und zu den Spulenkernen zeigende Kanten zur Re- duzierung der Rastkraft abgerundet sind. Diese Form ist ebenfalls dann bevorzugt, wenn sich die Spulenkerne 12 oder Flussleit-Polschuhe 24, 24a - c oder Flussleitstücke 23 nur auf einer Seite der Magnete 1a, 1b, 1c, 1d befinden und der Einzelmagnet auf der anderen Seite durch Kleben befestigt werden soll oder sich dort eine Tragschiene 2a, 2b, 2d befindet.
Die Figur 16 zeigt weitere verschiedene Ausgestaltungen erfindungsge¬ mäßer rastkraftreduzierender Einzelmagnete 1a, 1b, 1c, 1d der Magnet¬ reihe. Im Unterschied zu den in Figur 15 gezeigten Formen sind zur Re¬ duzierung der Rastkraft nicht lediglich in Tragrichtung, d. h. z-Richtung, verlaufende Kanten geschrägt oder gerundet, sondern es ist zusätzlich eine zweite Raumrichtung der Einzelmagnete mit einer Fase oder Run¬ dung versehen, um die Rastkraft zu reduzieren. In Figur 16a) sind von den Spulenkernen 12 her gesehen sechseckige Einzelmagnete, die hier je¬ weils so ausgestaltet sind, dass sich jeweilige zu einem benachbarten Einzelmagneten zeigende Ecken berühren, weiter mit in Tragrichtung (z- Richtung) verlaufenden geschrägten Kanten mit einer Fase versehen, die z. B. so gewählt ist, dass sich in der Aufsicht ein Sechseck ergibt. In Figur 16b) sind von den Spulenkernen 12 her gesehen runde Einzelmagnete weiter so gewölbt, dass sich ein Rotationsellipsoid ergibt. In Figur 16b) sind von den Spulenkernen 12 her gesehen runde Einzelmagnete, ledig¬ lich auf einer Polseite gemäß Figur 16b) gewölbt.
In Figur 17a) ist eine Magnetreihe mit einfachen rechteckigen Einzelmag¬ neten 1a, 1b, 1c, 1d und eine aus Einzelspulen 7 mit Spulenkernen 12 und einer weichmagnetischen Rückflussschiene 25 bestehende Spulen- anordnung gezeigt, an denen keine besonderen rastkraftreduzierenden Maßnahmen verwirklicht sind.
Die Figur 17c) zeigt eine weitere Ausgestaltung erfindungsgemäßer rast- kraftreduzierender Flussleit-Polschuhe 24c, die als Polschuhe 19 direkt den Spulenkern 12 darstellen, aber den Einzelmagneten 1a, 1b, 1c, 1d der
Magnetreihe direkt gegenüberstehen und als Flussleitstücke ausgebildet sind, in einer geschnittenen Aufsicht. Die Flussleit-Polschuhe 24c weisen zur Reduzierung der Rastkraft in Tragrichtung (z-Richtung) verlaufende und zu der Magnetreihe zeigende abgerundete Kanten auf, wobei sich die
Rundung in Antriebsrichtung, d. h. x-Richtung, über den halben Flussleit-
Polschuh 24c erstrecken kann.
Die Figur 17b) zeigt eine Ausführungsform mit Flussleit-Polschuhe, bei der verlängerte Spulenkerne 12d in Richtung der Magnetreihe 1a, 1b, 1c, 1d herausstehen, wobei der herausstehende Teil jeweils so abgerundet ist, dass ein kontinuierlicher Übergang zu den Spulen 7 gebildet wird.
In Figur 18 wird eine Magnetreihe 1 , die zur Reduzierung der Rastkraft aus einem mehrfach polarisierten Magneten besteht, und eine aus Einzel¬ spulen 7 mit Spulenkernen 12 und einer weichmagnetischen Rückfluss¬ schiene 25 bestehende Spulenanordnung gezeigt. Der Vorteil eines oder mehrerer mehrfach polarisierten Einzelmagnete als Magnetreihe 1 liegt in der einfacheren Montage und bei weicheren Übergängen zwischen den Einzelpolen, wodurch eine bessere Reduzierung der Rastkräfte erfolgt.
Die Figur 19a) zeigt drei Antriebssegmente einer dritten bevorzugten
Ausführungsform des erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten Antriebs- systemes in einer geschnittenen Aufsicht, bei der der erfindungsgemäß bevorzugt verwendete magnetische Linearantrieb eine dreiphasige Spu- lenanordnung aufweist, wobei eine Magnetreihe 1 einer Seite der Spulen¬ kerne 12 gegenübersteht, deren andere Seite mit einer weichmagneti¬ schen Rückflussschiene 25 verbunden ist. In dieser Ausführungsform ist das Magnetraster RM = 3/2 des Spulenrasters Rs gewählt, d. h. auf zwei Einzelmagnete der Magnetreihe 1 , die ein Polraster bilden, sind drei An¬ triebsspulen 7 angeordnet, die von einer jeweiligen Phase des dreiphasi¬ gen Antriebssystemes angesteuert werden. Durch diese Merkmale sind die charakteristischen Eigenschaften, dass jede Spule einen Phasenwin¬ kel von 120° überbrückt und dass nach 360° (eine Umdrehung = 2 RM) alle drei Spulen eines Antriebssegmentes der Linear-Antriebseinheit durch¬ laufen sind, wobei - wie in der obigen Ausführungsform - ein Antriebsseg¬ ment aus einer der elektrischen Phasen entsprechenden Anzahl von zu¬ sammen angesteuerten Spulen bzw. Spulenpaaren besteht, erfüllt.
Das Phasendiagramm dieser Anordnung entspricht dem der zuvor in Be¬ zug auf die Figur 13 beschriebenen Anordnung. Auch die in diesem Zu¬ sammenhang beschriebenen Phasenansteuerungs-Diagramme und Aus¬ führungen zu den Vorschubeigenschaften sind hier anwendbar.
Die Figur 19b) zeigt die durch die Spulen zu erzielenden elektromagneti¬ schen Schubkräfte in einer Kennlinie S, sowie die mit der Rastkraft über¬ lagerte Gesamtschubkraft über den Verfahrweg des Läufers in einer Kennlinie G. Es ist zu erkennen, dass die Rastkraft R die sechsfache Fre¬ quenz der elektromagnetischen Schubkraft und etwa 15% ihrer Amplitude aufweist. Die Wellenlänge der Rastkraft R über den Verfahrweg ist mit I bezeichnet.
Die erfindungsgemäße Vermeidung von abrupten Vorzeichenwechseln der gesamten Magnetisierung der mindestens einen Magnetreihe 1 , 1e, 1f kann erreicht werden, indem bei Linearmotor-Schiebetürantrieben mit zwei oder mehr Dauermagnet-Reihen diese Dauermagnet-Reihen gegeneinan- der verschoben angeordnet werden. Eine solche dritte bevorzugte Ausfüh¬ rungsform einer erfindungsgemäßen Schiebetür mit einer Linear- Antriebseinheit ist in Figur 20a) gezeigt. Hier entspricht die Verschiebung bei einer Linear-Antriebseinheit mit zwei Magnetreihen 1e, 1f der halben Wellenlänge I der Rastkraftwelle R. Da die Wellenlänge der Rastkraftwelle R im Vergleich zu der Wellenlänge der elektromagnetischen Schubkraft S relativ kurz ist, ist die mit einer solchen relativ kleinen Verschiebung der Magnetreihen 1e, 1f gegeneinander verbundene Schwächung der Schub¬ kraft vernachlässigbar. Die Figur 20b) zeigt Verläufe R1 und R2 der Rast- kräfte der beiden gegeneinander versetzten Magnetreihen 1e, 1f, sowie deren elektromagnetische Schubkraftanteile S1 , S2. Der Verlauf der Rast¬ kraftwelle R1 und der elektromagnetischen Schubkraft S1 der Magnetrei¬ he 1f entspricht dem in Figur 19b) gezeigten Rastkraftverlauf R und Schubkraftverlauf S der Magnetreihe 1 , da hier eine identische Anordnung besteht. Die mit einem Versatz von I/2 in Antriebsrichtung gegenüber der Magnetreihe 1f versetzten Magnetreihe 1e weist einen entsprechend ver¬ setzten Rastkraftverlauf R2 und Schubkraftverlauf S2 auf. Durch die zu¬ einander starre Montage der beiden Magnetreihen 1e, 1f z. B. an dem Tragschlitten 4, der in Figur 11 nicht gezeigt ist, ergibt sich, dass die Ge- samtrastkräfte durch eine Addition der Rastkraftverläufe R1 , R2 der bei¬ den Magnetreihen 1e, 1f erhalten wird und die Gesamtschubkraft durch eine Addition der elektromagnetischen Schubkraftanteile S1 , S2 sowie der Rastkräfte R1 , R2 der beiden Magnetreihen 1e, 1f. Aufgrund des gewähl¬ ten Versatzes ergibt sich eine Auslöschung der entstehenden Rastkräfte, wenn deren Verlauf über den Verfahrweg gleichförmig ist, z. B. sinusför¬ mig, wodurch die Gesamtschubkraft von den Rastkräften unabhängig ist. Da die Rastkräfte meist nicht ideal gleichförmig verlaufen, verbleibt ein Restanteil, der jedoch gegenüber einer Anordnung ohne Versatz stark ver¬ ringert ist. Weist die Antriebsanordnung nur eine Magnetreihe 1 auf, so kann die gleiche Wirkung erzielt werden, indem die Magnetreihe 1 in mehrere Be¬ reiche unterteilt wird, die dann relativ zueinander um einen kleinen Betrag gegeneinander verschoben werden. Ein solches Unterteilen von mehreren Magnetreihen 1e, 1f und relatives Verschieben der Bereiche zueinander kann auch bei Antrieben mit mehreren Dauermagnetreihen sinnvoll sein und angewendet werden.
Die Figur 21 a) zeigt eine der in Figur 19 gezeigten Anordnung entspre- chende Anordnung einer Linear-Antriebseinheit, bei der gemäß einer zweiten Ausgestaltung der dritten erfindungsgemäßen bevorzugten Aus¬ führungsform jeweils Gruppen von zwei Einzelmagneten gegenüber der in Figur 19a) gezeigten Ausgangsposition versetzt sind. Auf diese Weise ist die Anordnung innerhalb eines Polrasters gleich, die einzelnen Polraster weisen jedoch zueinander einen leichten Versatz auf. Die Figur 21b) zeigt entsprechende Rastkraftanteile der aus jeweils zwei Einzelmagneten be¬ stehenden drei gezeigten Magnetgruppen, sowie deren jeweiligen Schub¬ kraftverlauf S. Es ist zu erkennen, dass bei dem hier gewählten leichten Versatz noch eine starke resultierende Rastkraft vorhanden sein würde, die jedoch, wie in Figur 21c) angedeutet, durch eine größere Anzahl von Magnetgruppen, die jeweils gegeneinander versetzt sind, ähnlich einer Rauschüberlagerung ausgelöscht werden. Der Gesamtversatz zwischen den Magnetgruppen sollte maximal der Wellenlänge I der Einzelrastkraft¬ verläufe entsprechen, wie sie ebenfalls in Figur 21c) gezeigt ist, damit kei- ne negative Beeinflussung der Gesamtschubkraft G erfolgt.
Die Magnetbereiche können auch aus jeweils nur einem Magneten beste¬ hen, so dass jeder Magnet um einen etwas anderen Betrag gegenüber dem in Figur 19a) gezeigten Grundraster verschoben ist, das durch die Grundanordnung von Magneten und Spulen bzw. Spulenkernen gebildet wird. Das Unterteilen von Magnetreihen und das relative Verschieben der Bereiche kann auch bei Antrieben mit mehreren Dauermagnetreihen sinn¬ voll sein und angewendet werden, wie bereits zuvor beschrieben.
Die relative Verschiebung der einzelnen Magnete um einen kleinen Betrag gegenüber dem Grundraster kann beispielsweise durch Abstandshalter, die zwischen die Magnete gebracht werden, und geringfügig größer oder kleiner sind als der Abstand, den die Magnete zueinander einhalten müssten, um den Grundraster-Positionen zu entsprechen. Wie in Figur 21c) dargestellt, wird das beste Ergebnis erreicht, wenn die maximale re¬ lative Verschiebung von Magneten in einem Läufer gegenüber dem Grundraster circa einer Wellenlänge I der Rastkraft entspricht. Ein ähnli¬ cher Effekt wird erreicht, wenn die Magnete ungenaue Abstände entspre¬ chend einer stochastischen Verteilung aufweisen.
Anstelle oder zusätzlich zu den zuvor beschriebenen bevorzugten Ausfüh¬ rungsformen der erfindungsgemäßen Schiebetür können zur Rastkraftre¬ duzierung auch die Einzelmagnete geschrägt oder besonders geformt werden, was prinzipiell der Methode der Überlagerung und der damit ver- bundenen vollständigen oder teilweisen Auslöschung versetzter Verläufe von Rastkraftwellen entspricht, da das Schrägen als ein Verschieben der Magnetschichten aufgefasst werden kann, wie es in Figur 22a) bis 22c) schematisch dargestellt ist, wobei Figur 22a) eine ungeschrägte Magnet¬ reihe zeigt, Figur 22b) Magnete mit zwei gegeneinander in Antriebsrich- tung verschobenen Magnetschichten zeigt und Figur 22c) einzelne Mag¬ nete mit einer Vielzahl von gegeneinander verschobenen Magnetschich¬ ten zeigt. Das Schrägen kann somit als ein Verschieben von unendlich vielen Magnetschichten aufgefasst werden. Entsprechend ausgestaltete rautenförmige Einzelmagnete sind in Figur 22d) gezeigt. Beidseitig sym- metrisch geschrägte Magnete, wie sie in Figur 22e) gezeigt sind, die prin- zipiell pfeilförmig sind, erzeugen keine Quertrippelkraft. Magnete, die prin¬ zipiell die Form eines gleichmäßigen Sechsecks haben, wobei jeweils die Ecken benachbarter Magnete aneinander stoßen, wie sie in Figur 22f) ge¬ zeigt sind, erzielen prinzipiell die gleiche Wirkung, wie die in Figur 22e) gezeigten Einzelmagnete, können jedoch vereinfacht gefertigt werden. Eine ähnliche Wirkung tritt auf, wenn die Einzelmagnete wie in Figur 22g) gezeigt in Antriebsrichtung abgerundete Kanten haben, also prinzipiell oval sind.
Natürlich kann die erfindungsgemäße Schiebetür mit dem erfindungsge¬ mäßen magnetischen Antriebssystem auch so ausgestaltet sein, dass die lediglich vorzugsweise magnetisch gelagerte Trageinrichtung von dem erfindungsgemäßen Antriebssystem getrennt vorgesehen ist.
Die zuvor in Bezug auf die Figuren und bei der allgemeinen Beschreibung der erfindungsgemäßen Lösung beschriebenen rastkraftreduzierenden Maßnahmen können beliebig miteinander kombiniert werden.
Bezugszeichenliste
1 , 1e, 1f Magnetreihe
1a-d Magnet
2 Tragelement
2a, 2b, 2d Tragschiene
3 Führungselement
4 Tragschlitten
5 Türflügel
6 Gehäuse
7, 7a-c Spule
12, 12a-d Spulenkern
18a, 18b Polschuhleiste
19 Polschuhe
21 Blechhalterung
22 Kontaktierungs- und Befestigungsstifte
23 Flussleitstücke
24, 24a-c Flussleit-Polschuhe
25 weichmagnetische Rückflussschiene
26 Bodenbereich
27 Seitenwände
28 Seitenwände
29 Achsen
30 Seite
R1 , R2 Rastkraftverläufe
S1. S2 Welle der elektromagnetischen Schubkraft
G Welle der Gesamtschubkraft
I Wellenlänge
S Kennlinie (Schubkräfte)
R Rastkraft

Claims

Patentansprüche
1. Schiebetür mit einem magnetischen Antriebssystem für mindestens einen Türflügel (5), mit einer Linear-Antriebseinheit, die mindestens eine in Antriebsrichtung angeordnete Magnetreihe (1 ; 1e, 1f), deren
Magnetisierung in ihrer Längsrichtung in bestimmten Abständen das Vorzeichen wechselt, und mindestens eine aus mehreren in der Längsrichtung der Magnetreihe (1 ; 1e, 1f) voneinander beabstande- ten Einzelspulen (7) bestehende Spulenanordnung aufweist, die bei entsprechender Ansteuerung der Einzelspulen (7) eine Wechselwir¬ kung mit der mindestens einen Magnetreihe (1 ; 1e, 1f) bewirkt, die Vorschubkräfte hervorruft, wobei eine Gesamtmagnetisierung der mindestens einen Magnetreihe (1 ; 1e, 1f) in Antriebsrichtung in Be¬ zug auf Spulenkerne (12) der Spulenanordnung keine abrupten Vor- Zeichenwechsel aufweist.
2. Schiebetür nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die min¬ destens eine Magnetreihe (1 ; 1e, 1f) mindestens eine Reihe von hartmagnetischen Elementen (1 ; 1e, 1f) umfasst.
3. Schiebetür mit einem magnetischen Trag- und/oder Antriebssystem für mindestens einen Türflügel (5), mit einer rastkraftreduzierten Li¬ near-Antriebseinheit, die mindestens eine in Antriebsrichtung ange¬ ordnete Reihe von weich- oder hartmagnetischen Elementen (1 ; 1e, 1f) und mindestens eine aus mehreren Einzelspulen (7a, 7b, 7c) be¬ stehende Spulenanordnung aufweist, die bei entsprechender An¬ steuerung der Einzelspulen (7a, 7b, 7c) eine Wechselwirkung mit der mindestens einen Reihe von weich- oder hartmagnetischen Elemen¬ ten (1 ; 1e, 1f) bewirkt, die Vorschubkräfte hervorruft, und/oder einer permanent erregten magnetischen Trageinrichtung, die mindestens eine rastkraftreduzierte Magnetreihe (1 ; 1e, 1f), mindestens ein in anziehender Kraftwirkung mit mindestens einer der mindestens einen Magnetreihe (1 ; 1e, 1f) stehendes weich- oder hartmagnetisches Tragelement (2a, 2b; 2d) und ein Führungselement (3) aufweist, das einen bestimmten spaltförmigen Abstand zwischen der mindestens einen Magnetreihe (1 ; 1e, 1f) und dem Tragelement (2a, 2b; 2d) ge¬ währleistet, wobei die mindestens eine Magnetreihe (1 ; 1e, 1f) aus der mindestens einen in Antriebsrichtung angeordneten Reihe von hartmagnetischen Elementen (1 ; 1e, 1f) gebildet sein kann.
4. Schiebetür nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weich- oder hartmagnetischen Elemente unterschiedliche Formen aufweisen.
5. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weich- oder hartmagnetischen Elemente eine Fase oder eine gewölbte Oberfläche und/oder eine Schräge aufweisen.
6. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weich- oder hartmagnetischen Elemente (1 , 1e, 1f) Mehrpolmagnete mit vier oder mehr magnetischen Polen sind.
7. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weich- oder hartmagnetischen Elemente (1 , 1e, 1f) eine ungleichförmige Magnetisierung mit einer Abschwä¬ chung zu den Kanten aufweisen.
8. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei in Antriebsrichtung angeord¬ nete Reihen von weich- oder hartmagnetischen Elementen (1 , 1e, 1f) vorhanden sind, die in Antriebsrichtung relativ zueinander verscho- ben sind.
9. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weich- oder hartmagnetischen Elemente (1 , 1e, 1f) in Antriebsrichtung ungleichförmig voneinander beabstan- det sind.
10. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelspulen (7a, 7b, 7c) ringförmige oder seitliche Polschuhe (19) aufweisen, die von den Einzelspulen (7a, 7b, 7c) jeweils erzeugte elektromagnetische Felder zu den in einer Reihe angeordneten weich- oder hartmagnetischen Elementen (1 ; 1e, 1f) leiten, wobei eine zu den in einer Reihe angeordneten weich- oder hartmagnetischen Elementen (1; 1e, 1f) gerichtete Fläche (30) der Polschuhe (19) gewölbt oder mit einer Fase versehen ist.
11. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 10, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Einzelspulen (7a, 7b, 7c) Spulenker¬ ne (12) aufweisen, wobei eine zu den in einer Reihe angeordneten weich- oder hartmagnetischen Elementen (1 ; 1e, 1f) gerichtete Flä- che der Spulenkerne (12) gewölbt oder mit einer Fase versehen ist.
12. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 11 , ge¬ kennzeichnet durch an zu den in einer Reihe angeordneten weich- o- der hartmagnetischen Elementen (1 ; 1e, 1f) gerichteten Flächen der Einzelspulen (7a, 7b, 7c) angebrachte und diese vergrößernde Flussleitstücke (23).
13. Schiebetür nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussleitstücke (23) geschrägt, gerundet, gebogen oder mit einer Fa¬ se versehen sind.
14. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 13, da¬ durch gekennzeichnet, dass auf eine Gesamtbreite von x- Einzelspulen (7) einer Anordnung mit n-elektrischen Phasen y-
Magnete mit p-magnetischen Polen gleichmäßig verteilt sind, wobei gilt:
n=x=3, und p=y=4, oder n=x=5, und p=y=4, oder n=x=5, und p=y=6, oder n=x=5, und p=y=8, oder n=x=6, und p=y=4, oder n=x=8, und p=y=10.
15. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 14, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Einzelspulen (7a, 7b, 7c) Spulenker¬ ne (12) mit einer runden Querschnittsfläche aufweisen, wobei ein Durchmesser der Spulenkerne (12) größer als eine Höhe der EIe- mente der mindestens einen in Antriebsrichtung angeordneten Reihe von weich- oder hartmagnetischen Elementen (1 ; 1e, 1f) ist.
16. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Einzelspulen (7a, 7b, 7c) Spulenkerne (12) mit einer rechteckigen oder quadratischen Querschnittsfläche auf¬ weisen.
17. Schiebetür nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenkerne (12) an den Kanten mit einer Rundung oder Fase ver¬ sehen sind.
18. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Einzelspulen (7a, 7b, 7c) Spulenkerne (12) mit einer Querschnittsfläche aufweisen, die aus einer rechteckigen, insbesondere quadratischen, Fläche und zwei Halbkreisen bzw. Rundungen zusammengesetzt ist.
19. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Einzelspulen (7a, 7b, 7c) Spulenkerne (12) mit einer ovalen oder ovalähnlichen Querschnittsfläche aufweisen.
20. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die mindestens eine Magnetreihe (1 , 1e, 1f) quer zur Tragrichtung und zur Antriebsrichtung magnetisiert ist.
21. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die mindestens eine Magnetreihe (1 , 1e, 1f) aus einzelnen Dauermagneten besteht.
22. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass eine Magnetisierung der mindestens einen Mag¬ netreihe (1 , 1e, 1f) in einer Längsrichtung der mindestens einen Magnetreihe (1 , 1e, 1f) in bestimmten Abständen das Vorzeichen wechselt.
23. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das Tragelement (2a, 2b, 2d) durch eine/die in bestimmten Abständen unterbrochene Reihe von weichmagnetischen Elementen ausgebildet ist.
24. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das Tragelement zwei Tragschienen (2a; 2b) aufweist, von denen die eine mit einem bestimmten Abstand zu einer ersten Seite einer der mindestens einen Magnetreihe (1) angeordnet ist und die andere mit dem gleichen bestimmten Abstand zu einer der ersten Seite der Magnetreihe (1) gegenüber liegenden zweiten Seite der Magnetreihe (1) oder einer weiteren Magnetreihe der mindestens einen Magnetreihe angeordnet ist.
25. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass jedes Tragelement eine U-förmige Tragschiene (2d) mit einem Bodenbereich (26) und zwei Seitenbereichen (28) aufweist, wobei der Bodenbereich (26) die beiden Seitenbereiche (28) verbindet und eine Magnetreihe (1) der mindestens einen Mag- netreihe wenigstens teilweise so innerhalb der U-förmigen Trag¬ schiene (2d) geführt wird, dass wenigstens Teile einer Innenfläche des einen Seitenbereiches mit dem bestimmten Abstand zu einer ersten Seite der Magnetreihe (1) angeordnet sind und wenigstens Teile einer Innenfläche des anderen Seitenbereiches mit dem glei- chen oder einem anderen bestimmten spaltförmigen Abstand zu ei¬ ner der ersten Seite der Magnetreihe gegenüberliegenden zweiten Seite der Magnetreihe oder einer weiteren Magnetreihe der mindes¬ tens einen Magnetreihe angeordnet sind.
26. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das Tragelement (2a, 2b, 2d) ortsfest und die mindestens eine Magnetreihe (1 , 1e, 1f) ortsveränderlich angeordnet sind.
27. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das Tragelement (2a, 2b; 2d) weichmagnetisch ist.
28. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das Führungselement (3) Rollen, Wälz- und/oder Gleitkörper umfasst.
29. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die mindestens eine Magnetreihe (1 , 1e, 1f) aus einem oder mehreren Hochleistungsmagneten, vorzugsweise Selte¬ nenerden-Hochleistungsmagneten, weiter vorzugsweise vom Typ NeFeB oder Sm2Co besteht.
30. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Spulenanordnung (7) ortsfest und die min¬ destens eine in bestimmten Abständen unterbrochene Reihe von weich- oder hartmagnetischen Elementen (1 , 1e, 1f) ortsveränderlich angeordnet sind.
31. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Schiebetür als Bogenschiebetür oder Hori- zontal-Schiebewand ausgebildet ist.
32. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Magnetisierungen der mindestens einen Magnetreihe (1 ; 1e, 1f) in Bezug auf die Spulenanordnung unregel¬ mäßig sind oder so eingestellt sind, dass sich ein kontinuierlicher o- der ein angenähert kontinuierlicher Übergang von einem Vorzeichen zu einem benachbarten umgekehrten Vorzeichen ergibt.
33. Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Magnetisierungen der mindestens einen Magnetreihe (1 ; 1e, 1f) unregelmäßig und die Einzelspulen (7) re¬ gelmäßig voneinander beabstandet sind.
34. Schiebetür nach Anspruch einem der vorstehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass Einzelmagnete der Magnetreihe (1 ; 1e, 1f) in Bezug auf die Antriebsrichtung eine geschrägte Form aufwei¬ sen oder schräg eingebaut sind.
35. Schiebetür nach Anspruch einem der vorstehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungen von parallel ange- ordneten Magnetreihen (1 ; 1e, 1f) und/oder von Gruppen von jeweils nebeneinander liegenden Einzelmagneten einer Magnetreihe und/ oder einzelner Magnete einer Magnetreihe in Bezug auf die Abstände der Einzelspulen (7) der Spulenanordnung gegeneinander versetzt sind.
36. Schiebetür nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungen von zwei parallel angeordneten Magnetreihen (1 ; 1e, 1f) in Bezug auf die Ein∑elspulen (7) der Spulenanordnung ge¬ geneinander um I/2 versetzt sind, wenn I eine Wellenlänge einer über den Verfahrweg einer einzelnen Magnetreihe auftretenden Rastkraft ist.
37. Schiebetür nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungen von zwei Gruppen von Einzelmagneten einer
Magnetreihe in Bezug auf die Einzelspulen (7) der Spulenanordnung gegeneinander um 1/2 versetzt sind, wenn I eine Wellenlänge einer über den Verfahrweg einer einzelnen Gruppe auftretenden Rastkraft ist.
38. Schiebetür nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass Einzelmagnete einer Magnetreihe, die in Längsrich¬ tung der Magnetreihe abwechselnd polarisiert sind, oder Gruppen von wenigstens zwei solchen Einzelmagneten einer Magnetreihe in Bezug auf die Einzelspulen (7) der Spulenanordnung gegeneinander leicht versetzt sind, wobei ein maximaler Versatz eines Einzelmag¬ neten oder einer Gruppe von Einzelmagneten I beträgt, wenn I die Wellenlänge der Rastkraft bei nicht gegeneinander versetzten Ein¬ zelmagneten oder Gruppen von Einzelmagneten ist.
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