[发明专利]用于无铁芯直线电机的次级部件和无铁芯直线电机

说明书

本发明涉及一种次级部件(10)，其限定出用于直线电机(100)的初级部件(20)的磁路，并且包括：间隔构件(11)，两个形成支腿、设计成固定在间隔构件(11)上的轭板(12)，以使轭板彼此相对置地垂直于磁路延伸，并且其中两个轭板(12)设计成，在其各自内侧处容纳多个永磁体(13)，在其各自外侧处具有加强结构部(121)，加强结构部通过板厚度的、在磁路的方向上周期性的变化形成。间隔构件(11)具有多个在应用中设计用于固定次级部件的安装位置(111)，其中加强结构部(121)的局部最小部(1212)沿着磁路的方向与安装位置(111)重叠。

技术领域

本发明涉及用于直线电机的次级部件的设计方案，特别涉及用于无铁芯直线电机的次级部件的设计方案，以及无铁芯直线电机的设计方案。

背景技术

从US 2006/0175907 A1、US 4749921和EP 2 884 638 A1中已知了用于无铁芯直线电机(其特别是无芯直线电机)的实例。另外，申请号为EP17178938.1的欧洲专利申请描述了无铁芯直线电机方面，特别描述了无铁芯直线电机的初级部件。

直线电机例如用于物体的高精度的和必要时快速的定位，例如用于机床的机器部件。在此，直线电机的初级部件能够通过合适的接口直接与待移动的机器部件或其他物体连接。也就是说，与传统的旋转电机不同，在此通常不需要连接在直线电机和待驱动物体之间的传动装置。

对于需要特别精确定位的应用，所谓的无铁芯直线电机是特别合适的，其中设置在初级部件处的至少一个线圈不配置芯、例如铁芯。由此能够避免干扰的制动力。然而需要相应更大的线圈电流，以便即使没有磁芯也能在直线电机的初级部件处产生足够大的力。线圈例如以预先制成的单线圈的形式提供。也就是说，用于形成线圈的、例如具有绝缘层的导线不直接缠绕在芯上，而是例如在无芯情况下缠绕并且然后安装形成电机。在此，能够在集成在电机内的铁芯上进行无芯的单线圈的放置。但是，也能提出将单线圈作为电机中所谓的“空心线圈”来运行，而没有相关的芯。

尤其当直线电机要用于高精度且必要时也快速地定位物体、例如机床的机器部件时，小的重量是有利的。如上所述，在此提出的要求是，例如在无铁芯情况下不仅提供初级部件。

此外，直线电机的次级部件应该例如在重量方面进行优化。例如，这尤其适用于次级部件与初级部件一起、即整个电机连接到另一个电机的初级部件上，例如用于实现XY(轴)驱动。

然而，次级部件必须同时满足有关稳定性的要求。

在这种情况下的问题是，配备有永磁体并且形成初级部件的磁路的轭板由于永磁体的磁场而承受持续的力，这能导致磁路的弯曲以及变形。

次级部件的过度弯曲或变形可能导致初级部件接触次级部件，并且在此损坏非常敏感的磁体。必须要避免这种接触和/或损坏。

一种可行性方案是增大气隙(在变形时更大的公差)，然而这会与性能损失相关联。因此，应加强次级部件。

这方面例如由文献US 7989993 B1和US 2007/0052303 A1公开，在轭板的外侧处设有加强结构部，其抵制所述弯曲的产生。

发明内容

本发明的目的是提出一种技术方案，根据其使这种加强结构部的布置和形成能够以有利的方式与次级部件的其他部件对齐。

由此出发，当前根据本发明提出了一种用于直线电机的次级部件。

根据第一方面，次级部件限定出用于直线电机的初级部件的磁路。次级部件包括：间隔构件，两个形成支腿的轭板，轭板设计成固定在间隔构件处，以使轭板彼此相对置地垂直于磁路延伸。两个轭板设计成，在其各自的内侧处容纳多个永磁体。在轭板各自的外侧处，两个轭板各自具有加强结构部，加强结构部通过板厚度的、在磁路的方向上周期性的变化形成。间隔构件具有多个安装位置，安装位置在应用中设计用于固定次级部件，其中加强结构部的局部最小部沿着磁路的方向与安装位置重叠。