專利名稱：電動(dòng)線性直接傳動(dòng)裝置及其線圈系統(tǒng)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)線性直接傳動(dòng)裝置及其含有多個(gè)同軸依次排列的勵(lì)磁線圈的線圈系統(tǒng)的一種制造方法。
電動(dòng)線性直接傳動(dòng)裝置一般稱為線性電動(dòng)機(jī)，這種傳動(dòng)裝置通常配有一個(gè)可按節(jié)拍加一個(gè)勵(lì)磁電壓的線圈系統(tǒng)和一個(gè)可相對(duì)于該線圈系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的、含有多個(gè)同軸依次排列的永久磁鐵的磁系統(tǒng)。該磁系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)于該線圈系統(tǒng)可在其縱向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)部分的組成部分。通過(guò)該線圈系統(tǒng)的激勵(lì)可引起該磁系統(tǒng)及其整個(gè)從動(dòng)部分產(chǎn)生線性運(yùn)動(dòng)。
具有多個(gè)同軸依次排列的勵(lì)磁線圈的這個(gè)線圈系統(tǒng)迄今為止一般都裝在一個(gè)通常用塑料制成的線圈架上，線圈架具有用隔板軸向相互隔開(kāi)的繞線槽，勵(lì)磁線圈繞在這些繞線槽中。然后將該線圈系統(tǒng)與該線圈架一起安裝在一個(gè)可對(duì)該磁系統(tǒng)進(jìn)行磁導(dǎo)的磁導(dǎo)裝置上。
為了獲得盡可能高的功率密度和能量密度，在該線圈系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)只產(chǎn)生很小的空氣隙。因而對(duì)制造該線圈系統(tǒng)的制造過(guò)程的要求是相當(dāng)高的，并由此而對(duì)制造費(fèi)用產(chǎn)生不利的影響。
本發(fā)明的目的在于提出一種電動(dòng)的線性直接傳動(dòng)裝置及其線圈系統(tǒng)，并用較少的費(fèi)用就可達(dá)到較高的功率密度。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，所用的電動(dòng)線性直接傳動(dòng)裝置包括一個(gè)含有多個(gè)同軸依次排列的勵(lì)磁線圈的線圈系統(tǒng)，該線圈系統(tǒng)可加一個(gè)有節(jié)拍的勵(lì)磁電壓；一個(gè)布置在該線圈系統(tǒng)內(nèi)腔中或外圓周上的、含有多個(gè)軸向依次排列的永久磁鐵的磁系統(tǒng)，該磁系統(tǒng)作為一個(gè)可相對(duì)于該線圈系統(tǒng)在其縱向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)部分的組成部分構(gòu)成；一個(gè)在該磁系統(tǒng)對(duì)面設(shè)置在該線圈系統(tǒng)內(nèi)部或外部的磁導(dǎo)裝置，其中該線圈系統(tǒng)的軸向相鄰的勵(lì)磁線圈相互緊貼而無(wú)間隙。
這樣就取消了在先有技術(shù)中在該線圈系統(tǒng)相鄰勵(lì)磁線圈之間的線圈架的隔板，而且相鄰的勵(lì)磁線圈相互緊密貼合。所以，先有技術(shù)中被隔板占據(jù)的容積可用勵(lì)磁線圈的銅材填充，從而達(dá)到一個(gè)較高的銅填充度和明顯高的能量密度。這種填充密度高的線圈結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)高的調(diào)整力。
這種電動(dòng)線性直接傳動(dòng)裝置的各種有利的改進(jìn)方案可從各項(xiàng)從屬權(quán)利要求中得知。
本發(fā)明的線性直接傳動(dòng)裝置可取消該線圈系統(tǒng)的線圈架。特別是，該線圈系統(tǒng)也可直接地或必要時(shí)中間連接只是一層薄的絕緣層的情況下緊貼在磁導(dǎo)裝置上，所以在該處也不會(huì)產(chǎn)生明顯的間隙。
在本發(fā)明解決方案的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)不同的方案。例如可把磁導(dǎo)裝置做成管形，并把該線圈系統(tǒng)布置在該磁導(dǎo)裝置內(nèi)。這樣該線圈系統(tǒng)就被該磁導(dǎo)裝置從外部同軸包圍。此外，該磁導(dǎo)裝置可做成棒形并放置在由該線圈系統(tǒng)界定的內(nèi)腔中，所以它被該線圈系統(tǒng)同軸包圍。
該線圈系統(tǒng)最好由至少兩個(gè)例如由兩個(gè)或三個(gè)分別連續(xù)接線的部分線圈系統(tǒng)組成，這些部分線圈系統(tǒng)分別含有多個(gè)同軸相隔一定距離布置的勵(lì)磁線圈，這些部分線圈系統(tǒng)的勵(lì)磁線圈交替地依次排列。在一個(gè)相關(guān)的部分線圈系統(tǒng)的軸向相鄰的勵(lì)磁線圈之間，該部分線圈系統(tǒng)的繞組線最好延伸一段跨接該軸向間隙的跨接段。這個(gè)跨接段延伸到相應(yīng)的部分線圈系統(tǒng)的外圓周的高度并通過(guò)在該外圓周范圍內(nèi)的至少另一個(gè)部分線圈系統(tǒng)的至少一個(gè)布置在該間隙內(nèi)的勵(lì)磁線圈。
依此方式，避免了一個(gè)相關(guān)的部分線圈系統(tǒng)的繞組線的跨接段在另一個(gè)部分線圈系統(tǒng)的相鄰勵(lì)磁線圈的線圈底部延伸，從而保證了制造全部勵(lì)磁線圈的最佳線圈形狀。所以，另一個(gè)部分線圈系統(tǒng)的整個(gè)相鄰的勵(lì)磁線圈的繞組線的走向是無(wú)關(guān)緊要的，而且不影響相鄰的勵(lì)磁線圈的繞線或填充度。
單個(gè)的部分線圈系統(tǒng)最好分別構(gòu)成一個(gè)具有同軸勵(lì)磁線圈的、形狀穩(wěn)定的自承式結(jié)構(gòu)。這些單個(gè)的線圈系統(tǒng)可做成梳形并垂直于它們的縱軸相互插入。形狀穩(wěn)定性可通過(guò)使用一種所謂的漆包線作為繞組線來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中用銅制成的繞組線被一層通過(guò)熱作用熔化的層包覆，所以相鄰的線段相互燒結(jié)。
此外，上述目的是通過(guò)一種電動(dòng)線性直接傳動(dòng)裝置的一個(gè)含有多個(gè)同軸依次排列的勵(lì)磁線圈的線圈系統(tǒng)的制造方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中至少兩個(gè)連續(xù)接線的部分線圈系統(tǒng)單獨(dú)進(jìn)行制作，這兩個(gè)線圈系統(tǒng)分別含有相隔一定距離布置的多個(gè)同軸勵(lì)磁線圈，在這些勵(lì)磁線圈之間，連續(xù)的繞組線的一個(gè)跨接段延伸到外圓周的高度，這樣就構(gòu)成了一個(gè)梳形的結(jié)構(gòu)，而且這些梳形結(jié)構(gòu)的部分線圈系統(tǒng)垂直于它們的縱向相互插入，所以整個(gè)勵(lì)磁線圈相互同軸布置，而且繞組線的跨接段通過(guò)在外圓周上的至少另一個(gè)部分線圈系統(tǒng)插入被跨接的間隙內(nèi)的至少一個(gè)勵(lì)磁線圈。
所以這些部分線圈系統(tǒng)可單獨(dú)制作，而且組裝很簡(jiǎn)單，即把它們的梳形結(jié)構(gòu)從縱側(cè)交錯(cuò)插接即可，其中在這個(gè)或另一個(gè)或一些部分線圈系統(tǒng)的相鄰勵(lì)磁線圈之間的間隙中嵌入各一個(gè)部分線圈系統(tǒng)的勵(lì)磁線圈。
如果單個(gè)部分線圈系統(tǒng)在繞制后進(jìn)行燒結(jié)，從而構(gòu)成形狀穩(wěn)定的自承式結(jié)構(gòu)時(shí)，這種處理是特別簡(jiǎn)單的。
部分線圈系統(tǒng)最好在一個(gè)繞線工具上進(jìn)行繞制，該工具具有軸向相隔一定距離的、環(huán)形槽狀的繞線槽，制作勵(lì)磁線圈用的繞組線卷繞在其中。
在用繞線工具時(shí)，這些繞線槽最好設(shè)置在工具外圓周上，該外圓周由多個(gè)圓周扇形段組成，這些扇形段以一定距離分布在縱向延伸的工具芯的外圓周上。并在事先拉出工具芯后，這些環(huán)形繞線槽可徑向向里移入部分線圈系統(tǒng)的內(nèi)腔中，以便進(jìn)行自承的部分線圈系統(tǒng)的“脫?！薄?br> 下面結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。附圖表示

圖1至6一種電動(dòng)線性直接傳動(dòng)裝置的一個(gè)線圈系統(tǒng)的制作方法的不同階段；圖7裝有圖1至6制成的線圈系統(tǒng)的電動(dòng)線性直接傳動(dòng)裝置的示意圖；圖8在圖7所示線性直接傳動(dòng)裝置中由線圈系統(tǒng)和磁導(dǎo)裝置組成的單元的部分剖開(kāi)的圖示；圖9裝有本發(fā)明線圈系統(tǒng)的電動(dòng)線性直接傳動(dòng)裝置的另一種結(jié)構(gòu)型式。
圖7和9分別表示一個(gè)電動(dòng)線性直接傳動(dòng)裝置1的示意透視圖。
在兩種結(jié)構(gòu)形式中都有一個(gè)線圈系統(tǒng)2，該線圈系統(tǒng)具有多個(gè)同軸依次排列的勵(lì)磁線圈3。
在兩種結(jié)構(gòu)型式中，該線圈系統(tǒng)2由多個(gè)部分線圈系統(tǒng)4a、4b組成，這種部分線圈系統(tǒng)單獨(dú)示于圖5和6中。每個(gè)部分線圈系統(tǒng)4a、4b都具有多個(gè)同軸和軸向依次排列的勵(lì)磁線圈3，這些勵(lì)磁線圈附加地用參考號(hào)3a或3b表示，以示區(qū)別。
在圖2實(shí)施例中，共有兩個(gè)部分線圈系統(tǒng)4a、4b。圖9所示的線性直接傳動(dòng)裝置配有三個(gè)這樣的部分線圈系統(tǒng)，其中第三個(gè)部分線圈系統(tǒng)的勵(lì)磁線圈3附加地用參考號(hào)3c表示。
在一個(gè)相應(yīng)的線圈系統(tǒng)2中，部分線圈系統(tǒng)4a、4b最好這樣布置，使勵(lì)磁線圈3a、3b或3a、3b、3c交替地依次排列。
用未詳細(xì)示出的激勵(lì)裝置可對(duì)線圈系統(tǒng)2施加一個(gè)節(jié)拍勵(lì)磁電壓，其中，部分線圈系統(tǒng)按一定的時(shí)間間隔周期性地進(jìn)行電激勵(lì)。這樣就在線圈系統(tǒng)2的縱軸5的方向內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)移動(dòng)磁場(chǎng)。
此外，每個(gè)線性直接傳動(dòng)裝置1都配有一個(gè)永磁性的磁系統(tǒng)6，該磁系統(tǒng)在圖7中只用虛線示出。磁系統(tǒng)6具有多個(gè)軸向依次排列的永久磁鐵7，它們?cè)谒緦?shí)施例中做成環(huán)形，這些永久磁鐵7最好存在一個(gè)徑向的極化作用，且相鄰的永久磁鐵7是反向極化的。
在圖7的實(shí)施例中，磁系統(tǒng)6布置在線圈系統(tǒng)2的外圓周上，并同軸地包圍該線圈系統(tǒng)。而在圖9的實(shí)施例中，磁系統(tǒng)6則位于線圈系統(tǒng)2的內(nèi)腔中并被該線圈系統(tǒng)包圍。
磁系統(tǒng)6作為一個(gè)相對(duì)于線圈系統(tǒng)2在其縱向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)部分8的組成部分構(gòu)成。從動(dòng)部分8的可能的線性運(yùn)動(dòng)在圖7和9中用一個(gè)雙箭頭12來(lái)表示。
在圖7的實(shí)施例中，磁系統(tǒng)6同軸地裝在一個(gè)管形磁性載體13的內(nèi)表面上，該磁性載體配有未詳細(xì)示出的用來(lái)固定被移動(dòng)物體的裝置。在圖9的實(shí)施例中，磁性載體13做成棒形并在一端上從空心圓筒形線圈系統(tǒng)2中伸出。該磁性載體在其伸出的端部設(shè)置有用來(lái)固定被移動(dòng)物體的固定裝置14。
在兩種線性直接傳動(dòng)裝置中，線圈系統(tǒng)2起定子作用，而磁系統(tǒng)6則起著相對(duì)于它進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子作用。線圈系統(tǒng)2的就地固定可用一個(gè)磁導(dǎo)裝置15來(lái)實(shí)現(xiàn)，該磁導(dǎo)裝置有利于磁場(chǎng)的磁導(dǎo)。磁導(dǎo)裝置15放在磁系統(tǒng)6對(duì)面的線圈系統(tǒng)2的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，并在圖7的實(shí)施例時(shí)位于線圈系統(tǒng)2的內(nèi)腔中，而在圖9的實(shí)施例時(shí)，則位于線圈系統(tǒng)2的外圓周上。
磁導(dǎo)裝置15由一種鐵磁體組成，在圖7實(shí)施例中，該鐵磁體呈棒形并被線圈系統(tǒng)2同軸包圍。在圖9實(shí)施例中，磁導(dǎo)裝置15呈管形并從外部同軸包圍線圈系統(tǒng)2。
線圈系統(tǒng)2和磁導(dǎo)裝置15在縱向內(nèi)不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在圖9實(shí)施例中，磁導(dǎo)裝置15用一根套管16罩住，該套管實(shí)際上構(gòu)成線性直接傳動(dòng)裝置1的外殼，在圖7實(shí)施例中，磁導(dǎo)裝置15在背面以未詳細(xì)示出的方式固定在一個(gè)支承結(jié)構(gòu)上。
如果按一定的節(jié)拍對(duì)線圈系統(tǒng)2施加一個(gè)勵(lì)磁電壓，則電磁場(chǎng)與磁系統(tǒng)6的永磁性磁場(chǎng)共同作用并引起磁系統(tǒng)6或其配置的從動(dòng)部分8相對(duì)于固定的線圈系統(tǒng)2和磁導(dǎo)裝置15進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)。這種線性運(yùn)動(dòng)可用來(lái)例如推動(dòng)一個(gè)物體。這方面的使用可能性例如在自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的有關(guān)生產(chǎn)和裝配作業(yè)中。
這種線性直接傳動(dòng)裝置可作用高的調(diào)整力。其原因主要是線圈系統(tǒng)2的高能量密度所致。高的能量密度歸因于極小的空氣隙，尤其是歸因于這樣的事實(shí)，即線圈系統(tǒng)2的軸向相隔一定距離的勵(lì)磁線圈3是沒(méi)有間隙地相互緊貼在一起的，這些接觸區(qū)在圖中用參考號(hào)17來(lái)表示。
常規(guī)的線性電動(dòng)機(jī)具有一個(gè)線圈系統(tǒng)，其勵(lì)磁線圈卷繞在一個(gè)單獨(dú)的、通常用塑料制成的和形狀穩(wěn)定的線圈架上，而圖示的線性直接傳動(dòng)裝置則不需要這樣的線圈架。從而取消了在這種線圈架時(shí)通常在相鄰的勵(lì)磁線圈3之間的隔板，其結(jié)果是，這些勵(lì)磁線圈可以相互接觸，而不存在或至少只存在很小的空氣隙。
此外，由于取消了單獨(dú)的線圈架，圖示的實(shí)施例就可實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁線圈3緊貼在對(duì)應(yīng)的磁導(dǎo)裝置15上。所以在勵(lì)磁線圈3和磁導(dǎo)裝置15之間的、在圖中用參考號(hào)18標(biāo)出的過(guò)渡區(qū)內(nèi)也不存在間隙。當(dāng)然，如果認(rèn)為必要，也可在其間嵌入一層很薄的絕緣層，但該絕緣層可做成薄膜狀或薄片狀，因?yàn)樗鼰o(wú)需承載功能，所以也不需要自身的剛度。
相鄰勵(lì)磁線圈3之間的無(wú)間隙接觸區(qū)17以及勵(lì)磁線圈3和磁導(dǎo)裝置15之間的無(wú)間隙的過(guò)渡區(qū)18可從圖8的部分剖視圖中特別清楚地看出。該圖表示一個(gè)放在一個(gè)棒形磁導(dǎo)裝置15上的線圈系統(tǒng)2的單獨(dú)圖示，該線圈系統(tǒng)例如用在圖7所示的線性直接傳動(dòng)裝置。
這類線性直接傳動(dòng)裝置的有利結(jié)構(gòu)的其他的詳細(xì)情況也可從圖1至6中看出，這些圖表示線圈系統(tǒng)2的一種特別有利的制造方法及其與一個(gè)磁導(dǎo)裝置15的配套。該制造方法涉及一個(gè)兩相線圈系統(tǒng)即具有兩個(gè)部分線圈系統(tǒng)4a、4b的一個(gè)線圈系統(tǒng)2的制造方法，這個(gè)線圈系統(tǒng)例如用于圖7所示的線性直接傳動(dòng)裝置。
這個(gè)制造方法的一個(gè)重要方面在于，組成該線圈系統(tǒng)2的部分線圈系統(tǒng)4a、4b是單獨(dú)制成后才組裝在一起的。圖5表示兩個(gè)單獨(dú)制成的、仍處于分離狀態(tài)的部分線圈系統(tǒng)4a、4b，而圖6則表示組裝成的線圈系統(tǒng)2。
部分線圈系統(tǒng)4a、4b的特征是，它們的勵(lì)磁線圈3、3a或3、3b以一定的軸向距離相互排列，所以在一個(gè)相應(yīng)的部分線圈系統(tǒng)4a、4b的軸向相鄰的勵(lì)磁線圈3、3a或3、3b之間存在一個(gè)軸向的間隙22a、22b。在一個(gè)相應(yīng)的部分線圈系統(tǒng)4a、4b內(nèi)，勵(lì)磁線圈3a、3b仍然是相互電接線的，即它們作為一根連續(xù)的繞組線23a、23b的組成部分構(gòu)成。在一個(gè)相應(yīng)的部分線圈系統(tǒng)4a、4b內(nèi)，相鄰的、相隔一定距離的勵(lì)磁線圈3a、3b之間的過(guò)渡是通過(guò)相應(yīng)繞組線23a、23b的跨接段24來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這些跨接段24的特征是，它們?cè)谙鄳?yīng)部分線圈系統(tǒng)4a、4b的外圓周的徑向高度內(nèi)延伸，即大致以等于由繞組線23a、23b繞成的勵(lì)磁線圈3a、3b的外圓周到部分線圈系統(tǒng)4a、4b的中心的相同距離延伸。
為了制造一個(gè)相應(yīng)的部分線圈系統(tǒng)4a、4b，最好用一個(gè)在圖1至4示出的繞線工具25。這個(gè)繞線工具25在準(zhǔn)備好用繞組線進(jìn)行繞制的圖1所示狀態(tài)中具有一個(gè)長(zhǎng)棒形并在外圓周的范圍內(nèi)配有軸向相隔一定距離的環(huán)形槽狀的繞線槽26，在對(duì)應(yīng)的部分線圈系統(tǒng)內(nèi)，這些繞線槽的間距相當(dāng)于勵(lì)磁線圈3的要求的間距。為了繞制勵(lì)磁線圈3，繞組線圍繞該繞線工具25纏繞并同時(shí)卷入繞線槽26中，這些繞線槽26相繼被填滿，這樣就形成了勵(lì)磁線圈3。圖2表示一個(gè)在繞線工具25上繞制成的部分線圈系統(tǒng)4a的狀態(tài)，其中勵(lì)磁線圈3填滿了繞線槽26，繞組線的跨接段24沿兩個(gè)相鄰的繞線槽26之間繞線工具25的留下的隔板27外面延伸。
由于只在一個(gè)相應(yīng)勵(lì)磁線圈3的線圈始端進(jìn)行繞組線朝相應(yīng)繞線槽26的底部徑向向里卷繞和跨接段24徑向向外設(shè)置，所以勵(lì)磁線圈3可進(jìn)行最佳地卷繞，從而保證了一個(gè)高的銅填充度。為了繞制好的部分線圈系統(tǒng)4a—同樣適用于以相同方式繞制成的部分線圈系統(tǒng)4b—順利地從繞線工具25取下，該繞線工具由幾部分組成。在一種特別有利的示例性結(jié)構(gòu)型式中，繞線工具25具有一個(gè)長(zhǎng)的工具芯28和一個(gè)在準(zhǔn)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)內(nèi)設(shè)置在工具芯28外圓周上的工具套32。
工具套32界定繞線槽26并由多段組成。在實(shí)施例中由多個(gè)—在這里由三個(gè)—外套扇形體33組成。這些扇形體33裝配在工具芯28的外圓周上并在工具芯28的圓周方向內(nèi)相隔一定的距離。在它們之間存在的縫隙狀的、徑向延伸的間隙用參考號(hào)34表示。
為了外套扇形體33按要求的距離定位在工具芯28上，該工具芯在外圓周上最好配置與外套扇形體33的數(shù)目一致的縱肋35的數(shù)目或別的間隔裝置，其中外套扇形體33可嵌入工具芯28圓周上的相鄰縱肋35之間存在的間隙36中并實(shí)現(xiàn)形狀連接。
縱肋35的徑向延伸小于工具外套32的徑向壁厚，所以，這些縱肋以到工具外套32外圓周的徑向距離終止在繞線槽26內(nèi)。特別是，終止在外套扇形體33的外圓周上的弧形槽38的槽底37的相同高度上，這些外套扇形體33在裝配到工具芯28的狀態(tài)內(nèi)配齊到繞線槽26。
所以，為了制作部分線圈系統(tǒng)4a，應(yīng)首先將繞線工具25按圖1組裝成運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備狀態(tài)，然后將連續(xù)的繞組線23a圍繞工具外套32卷繞。從而產(chǎn)生圖2所示的結(jié)構(gòu)。在這個(gè)階段，部分線圈系統(tǒng)4a繞線已經(jīng)完成。
接著進(jìn)行“燒結(jié)過(guò)程”，此時(shí)，整個(gè)裝置進(jìn)行加熱，所以，繞組線23a的包皮熔化，繞組線相鄰的區(qū)段牢固粘接或燒結(jié)，繞組線本身也被加固。為此，繞組線最好用帶有通過(guò)熱作用可熔化的外皮的銅線。這種銅線一般叫做漆包線。
通過(guò)這種燒結(jié)，還裝在工具外套32上的部分線圈系統(tǒng)4a、4b獲得了具有一個(gè)自承式結(jié)構(gòu)的高的形狀穩(wěn)定性。
下一步把制成的部分線圈系統(tǒng)4a從繞線工具25取下。為此，首先按圖3將工具芯28沿箭頭43軸向從工具外套32拉出，然后把此時(shí)已不再保持其原來(lái)位置內(nèi)的外套扇形體33單個(gè)地并相互徑向向里移動(dòng)，于是這些外套扇形體的弧形槽38便與制成的勵(lì)磁線圈3脫開(kāi)。脫開(kāi)后即可把外套扇形體33沿箭頭44軸向從部分線圈系統(tǒng)4a的內(nèi)腔拉出(圖3)。
其結(jié)果是圖4所示的工具芯28、外套扇形體33和脫離了繞線工具25的部分線圈系統(tǒng)4a形式的分解零件。
制成的部分線圈系統(tǒng)4a也形成一個(gè)自承式的單元而沒(méi)有附加的線圈架。相鄰勵(lì)磁線圈3的相對(duì)位置通過(guò)在燒結(jié)過(guò)程引起的繞組線的跨接段24的加固獲得了穩(wěn)定。
在兩個(gè)部分線圈系統(tǒng)4a、4b按這種方式制成后，這兩個(gè)部分線圈系統(tǒng)4a、4b按圖5所示的方式縱側(cè)相互靠攏擺放，這樣，每個(gè)勵(lì)磁線圈3a或3b都位于另一個(gè)部分線圈系統(tǒng)的一個(gè)間隙22b或22a的相同軸向高度。然后，根據(jù)這種配置將梳狀結(jié)構(gòu)的部分線圈系統(tǒng)按圖6所示方式通過(guò)垂直于其縱向進(jìn)行的交錯(cuò)插入而實(shí)現(xiàn)了相互的齒形嚙合。在一個(gè)相應(yīng)的部分線圈系統(tǒng)4a、4b內(nèi)，跨接段24實(shí)際上表示梳子背，而勵(lì)磁線圈3則表示一個(gè)梳狀結(jié)構(gòu)的梳子齒，在交替嚙合的狀態(tài)內(nèi)，整個(gè)部分線圈系統(tǒng)4a、4b的勵(lì)磁線圈3a、3b是相互同軸的，且每一個(gè)部分線圈系統(tǒng)4a、4b的跨接段24在外圓周上都通過(guò)另一個(gè)部分線圈系統(tǒng)的嵌入對(duì)應(yīng)間隙22a、22b中的勵(lì)磁線圈。
如果要制造的線圈系統(tǒng)多于兩個(gè)部分線圈系統(tǒng)，可按相似的方法進(jìn)行處理。此時(shí)在一個(gè)相應(yīng)的部分線圈系統(tǒng)內(nèi)，相鄰勵(lì)磁線圈之間的間隙選擇這樣大，使其他的部分線圈系統(tǒng)的各自的至少一個(gè)勵(lì)磁線圈通過(guò)其間。
在這種狀態(tài)內(nèi)，可將棒形的磁導(dǎo)裝置15插入已制成的線圈系統(tǒng)2中。另一種辦法是，結(jié)合圖9所示的一個(gè)線性直接傳動(dòng)裝置可將制成的線圈系統(tǒng)2插入一個(gè)管狀的磁導(dǎo)裝置中。
上述制造方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)還在于，在繞線時(shí)有許多自由度，因?yàn)槔缣畛涓叨然蚶@過(guò)的繞線槽26的數(shù)目都可根據(jù)需要進(jìn)行選擇。所以用同一個(gè)繞線工具25可實(shí)現(xiàn)不同外直徑和不同長(zhǎng)度的部分線圈系統(tǒng)。在部分線圈系統(tǒng)通過(guò)繞組線燒結(jié)獲得所需的形狀穩(wěn)定性后，工具芯可輕易地脫模。
所以用唯一的一個(gè)繞線工具即可實(shí)現(xiàn)不同的線圈系統(tǒng)。其結(jié)果是線圈系統(tǒng)的工裝費(fèi)用和制造費(fèi)用都可減少。
權(quán)利要求
1.電動(dòng)線性直接傳動(dòng)裝置，包括一個(gè)含有多個(gè)同軸依次排列的勵(lì)磁線圈(3)的線圈系統(tǒng)(2)，該線圈系統(tǒng)可加一個(gè)有節(jié)拍的勵(lì)磁電壓；一個(gè)布置在線圈系統(tǒng)(2)的內(nèi)腔中或外圓周上的、含有多個(gè)軸向依次排列的永久磁鐵(7)的磁系統(tǒng)(6)，該磁系統(tǒng)實(shí)施為一個(gè)可相對(duì)于線圈系統(tǒng)(2)在其縱向(5)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)部分(8)的組成部分；一個(gè)在磁系統(tǒng)(6)對(duì)面設(shè)置在線圈系統(tǒng)(2)內(nèi)部或外部的磁導(dǎo)裝置(15)，其中，線圈系統(tǒng)(2)的軸向相鄰的勵(lì)磁線圈(3)相互緊貼而無(wú)間隙。
2.按權(quán)利要求1的線性直接傳動(dòng)裝置，其特征為，勵(lì)磁線圈(3)可直接地或必要時(shí)中間連接只是一層薄的絕緣層的情況下緊貼在磁導(dǎo)裝置(15)上。
3.按權(quán)利要求1或2的線性直接傳動(dòng)裝置，其特征為，磁導(dǎo)裝置(15)呈管形并從外部同軸地包圍線圈系統(tǒng)(2)。
4.按權(quán)利要求1或2的線性直接傳動(dòng)裝置，其特征為，磁導(dǎo)裝置(15)呈棒形并被線圈系統(tǒng)(2)同軸包圍。
5.按權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的線性直接傳動(dòng)裝置，其特征為，永久磁鐵(7)呈環(huán)形。
6.按權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的線性直接傳動(dòng)裝置，其特征為，線圈系統(tǒng)(2)由至少兩個(gè)分別連續(xù)接線的部分線圈系統(tǒng)(4a、4b)組成，這些部分線圈系統(tǒng)分別含有多個(gè)同軸相隔一定距離布置的勵(lì)磁線圈(3a、3b)，而且部分線圈系統(tǒng)(4a、4b)的勵(lì)磁線圈(3a、3b)交替地依次排列。
7.按權(quán)利要求6的線性直接傳動(dòng)裝置，其特征為，在一個(gè)相關(guān)的部分線圈系統(tǒng)(4a、4b)的軸向相鄰的勵(lì)磁線圈(3a、3b)之間，繞組線(23a、23b)的一個(gè)跨接段(24)在相應(yīng)部分線圈系統(tǒng)(4a、4b)的外圓周高度上跨接軸向間隙(22a、22b)，該跨接段在外圓周上通過(guò)至少另一個(gè)部分線圈系統(tǒng)(4a、4b)的、布置在間隙(22a、22b)內(nèi)的至少一個(gè)勵(lì)磁線圈。
8.按權(quán)利要求6或7的線性直接傳動(dòng)裝置，其特征為，部分線圈系統(tǒng)(4a、4b)分別做成梳形結(jié)構(gòu)并垂直于它們的縱軸相互嚙合。
9.按權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)的線性直接傳動(dòng)裝置，其特征為，部分線圈系統(tǒng)(4a、4b)本身單獨(dú)地看，分別構(gòu)成一個(gè)具有相互同軸排列的勵(lì)磁線圈(3a、3b)的自承式的、形狀穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。
10.一種電動(dòng)線性直接傳動(dòng)裝置(1)的一個(gè)含有多個(gè)同軸依次排列的勵(lì)磁線圈(3、3a、3b)的線圈系統(tǒng)(2)的制造方法，其中至少兩個(gè)連續(xù)接線的部分線圈系統(tǒng)(4a、4b)相互單獨(dú)進(jìn)行制造，這些部分線圈系統(tǒng)分別含有多個(gè)同軸相隔一定距離排列的勵(lì)磁線圈(3a、3b)，在這些勵(lì)磁線圈之間，在外圓周的高度上，有一段連續(xù)的繞組線(23a、23b)的跨接段(24)，這樣就形成了一個(gè)梳形的結(jié)構(gòu)，而且這些梳形結(jié)構(gòu)的部分線圈系統(tǒng)(4a、4b)垂直于其縱向交替插接，所以整個(gè)勵(lì)磁線圈(3a、3b)相互同軸排列，而且繞組線(23a、23b)的跨接段(24)在外圓周上通過(guò)至少另一個(gè)部分線圈系統(tǒng)(4a、4b)的插入已跨接的間隙(22a、22b)中的至少一個(gè)勵(lì)磁線圈(3a、3b)。
11.按權(quán)利要求10的方法，其特征為，線圈系統(tǒng)(2)在部分線圈系統(tǒng)(4a、4b)側(cè)向交錯(cuò)插接后插到一個(gè)棒形的磁導(dǎo)裝置(15)上或插入一個(gè)管形的磁導(dǎo)裝置(15)中。
12.按權(quán)利要求10或11的方法，其特征為，單個(gè)的部分線圈系統(tǒng)(4a、4b)在繞制后進(jìn)行燒結(jié)，從而形成一個(gè)自承式的、形狀穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。
13.按權(quán)利要求10至12任一項(xiàng)的方法，其特征為，部分線圈系統(tǒng)(4a、4b)的繞制在一個(gè)繞線工具(25)上進(jìn)行，該繞線工具具有軸向相隔一定距離的環(huán)形槽狀的繞線槽(26)，以便繞制勵(lì)磁線圈(3a、3b)。
14.按權(quán)利要求13的方法，其特征為，所用的繞線工具(25)具有一個(gè)長(zhǎng)的工具芯(28)和一個(gè)位于工具芯(28)外圓周上的、界定繞線槽(26)的工具外套(32)，其中工具外套(32)由多個(gè)相隔一定距離布置在工具芯(28)的圓周方向內(nèi)的外套扇形體(33)組成，在取掉工具芯(28)后，這些外套扇形體徑向向里移動(dòng)，以便取下繞制好的部分線圈系統(tǒng)(4a、4b)，
15.按權(quán)利要求14的方法，其特征為，所用的工具芯(28)具有分布在其圓周上的縱肋(35)，外套扇形體(33)嵌入相鄰縱肋(35)之間存在的間隙(36)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)的線性直接傳動(dòng)裝置(1)，該線性直接傳動(dòng)裝置具有一個(gè)同軸依次排列的多個(gè)勵(lì)磁線圈(3)的線圈系統(tǒng)(2)。在線圈系統(tǒng)(2)的內(nèi)腔中或在其外圓周上，設(shè)置了一個(gè)磁系統(tǒng)(6)，該磁系統(tǒng)作為一個(gè)可相對(duì)于線圈系統(tǒng)(2)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)部分(8)的組成部分構(gòu)成。在磁系統(tǒng)(6)的對(duì)面一側(cè)上，在線圈系統(tǒng)(2)的內(nèi)部或外部設(shè)置了一個(gè)磁導(dǎo)裝置(15)。為了獲得高的能量密度，軸向相鄰的勵(lì)磁線圈(3)緊密貼合。此外，本發(fā)明涉及線圈系統(tǒng)(2)的一種制造方法。
文檔編號(hào)H02K41/03GK1476660SQ02803141
公開(kāi)日2004年2月18日 申請(qǐng)日期2002年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月7日
發(fā)明者M·芬克貝納, R·哈特拉姆夫, M 芬克貝納, 乩 販 申請(qǐng)人:費(fèi)斯托合資公司