165726. lajstromszámú szabadalom • Lineáris léptetőmotor

3 165726 4 A kitűzött célt olyan lineáris léptetőmotorral érjük el, amelynek axiális furattal, ezt körülvevő pólusfelületekkel rendelkező pólusokkal és ezen pólusokon elrendezett tekercsekkel ellátott, lágymágneses anyagból levő állórésze, valamint a furatban eltolható módon megvezetett, ugyancsak lágymágneses anyagból levő, rúd alakú mozgórésze van, mikoris a találmány értelmében az állórész axiális furata menettel van ellátva, és a rúd alakú mozgórészen az előbbivel azonos profilú és menetemelkedésű, de ellentétes irányú menet van kialakítva. Az állórész pólusainak száma előnyösen hat vagy hatnál nagyobb páros szám. A mozgórészen célszerűen legalább egy axiális irányú horony van kialakítva, amely az állórész valamely két szomszédos pólusát elválasztó közzel egyvonalban helyezkedik el, és amelynek fenekéhez az állórészen forgatható módon ágyazott egy vagy több kerék futófelülete van illesztve. A kerék előnyösen gördülőcsapágy. A találmány szerinti lineáris léptetőmotor előnye, hogy a másodlagos pólusok egyszerű menetvágási művelettel gyorsan, olcsón és mégis pontosan alakíthatók ki. A léptetőmotor felépítése egyszerű, meghibásodásra kevéssé hajlamos, pontosan és megbízhatóan működik, tehetetlensége viszonylag kicsi, egyszerű átkapcsolással mindkét irányban léptethető. A gerjesztés fenntartása mellett a mindenkori egyensúlyi helyzetből csak viszonylag nagy erővel mozdítható ki a mozgórész, a gerjesztés megszüntetése után viszont szabadon mozgatható és a két véghelyzet között bármely helyzetbe beállítható. A találmányt az alábbiakban a csatolt rajzokon bemutatott kiviteli példák kapcsán ismertetjük. Az 1. ábra lineáris léptetőmotor vázlatos hosszmetszete, a 2. ábra az 1. ábra szerinti léptetőmotor a II. nyíl irányából nézve, a 3. ábra az 1. ábra III. részletének (a légrést határoló felületeknek) síkba kiterített, erősen nagyított vázlata, a 4. ábra a 3. ábra IV—IV metszete 1:2 arányban kicsinyítve, az 5. ábra a 3. ábra V—V metszete 1:2 arányban kicsinyítve, a 6. ábra a 3. ábra VI—VI metszete, ugyancsak 1:2 arányban kicsinyítve, a 7. ábra a lineáris léptetőmotor mozgórészének egy lehetséges megvezetése. A példakénti lineáris léptetőmotornak lágymágneses anyagból levő hengeres 1 állórésze van, amelyen (nem ábrázolt) tekercsekkel ellátott 11, 12, 13, 14, 15 és 16 pólusok vannak kialakítva. A 11... 16 pólusok felülete % szélességű és közöttük ugyancsak % szélességű közök vannak. A 11...16 pólusok pólusfelületei az 1 állórész geometriai tengelyével koncentrikus hengerfelület részei. A hengerfelületet az 1 állórész axiális irányú átfutásával alakítjuk ki. A pólusfelületek által határolt 3 furat az 1 állórész geometriai tengelyével koncentrikus 10 menettel van ellátva. A 10 menet profilja és a menetemelkedése tetszőleges, példánkban a menetprofil célszerűen szimmetrikus trapéz, mikoris ezen trapéz párhuzamos oldalainak hosszaránya 1:2 (4—6 ábrák). Az 1 állórész 3 furatában hengeres, rúd alakú 5 2 mozgórósz van koncentrikusan elrendezve, amely ugyancsak lágymágneses anyagból van, és a fentivel azonos profilú és menetemelkedésű, de ellenkező irányú 20 menettel van ellátva (az adott esetben a 10 menet balmenet, a 20 menet pedig 10 jobbmenet). A 10 és 20 menet gerince között b légrés van. A 2 mozgórész célszerűen hosszabb, mint az 1 állórész és axiális arányban eltolható módon van megvezetve (a megvezetés egy előnyös kiviteli 15 alakja a 7. ábrán látható, ennek ismertetésére még visszatérünk). A 11... 16 pólusok tekercseit egyenárammal gerjesztjük. Az egymással szemben fekvő pólusok tekercsei páronként (11—14, 12—15 és 13—16) 20 sorba vannak kapcsolva. A gép működését a 3—6. ábrák alapján ismertetjük. A 3. ábra a ö légrést határoló 10 és 20 menetnek egy részének síkba kiterített vázlata. A 20 menet menetemelkedés ac, a 10 meneté —a, a 10 25 ós 20 menetek gerince a lépésnyi vastagságú, a menetek között 2a lépésnyi távolság van. A 10 menetek a t szélességű 11... 16 pólusok közötti % szélességű közök miatt nem folytonosak, hanem 110...160; 111...161; 112...162 stb. póluselemek-30 bői állnak (a 3. ábra méretarányait az áttekinthetőség kedvéért erősen letorzítottuk, az a lépés a lépés a gyakorlatban általában legalább egy nagyságrenddel kisebb a % szélességnél). A 20 menet 200, 201, 202 stb. gerincei folyamatosak (ez, mint 35 később látni fogjuk, nem szükségszerű). A 3. ábrán vázolt egyensúlyi helyzetben a 11 és 14 pólusok tekercsei vannak gerjesztve. A 11 és 14 pólusok fluxusa a 110, 111, 112 stb. és 140, 141, 142 stb. póluselemeken, a 200, 201, 202 stb. 40 gerinceken, illetve a 2 mozgórészen és az 1 állórész koszorúján át záródik. Mint látható, a 110, 111, 112, és 140, 141, 142 póluselemek (3. és 4. ábra) felülete gyakorlatilag teljesen fedésben van a 200, 201, 202 gerincek felületével, tehát a fluxus-45 sal viszonylag kis mágneses ellenállás áll szemben. A gerjesztés tartama alatt az említett póluselemek és gerincek kölcsönhatása a 2 mozgórészt viszonylag nagy erővel a 3. ábra szerinti helyzetben tartja az 1 állórészhez képest. A 120, 130, 150, 160 stb. 50 póluselemek ebben a helyzetben gyakorlatilag nincsenek fedésben a 200, 201, 202 stb. gerincekkel, hanem a, illetve 2a távolságra el vannak tolva ezektől (5. ós 6. ábra). A 3. ábra szerinti helyzetből a 2 mozgórészt a 55 +z vagy a —z tengely irányában léptethetjük tovább. A +z tengely irányába való léptetést úgy végezzük, hogy a 11 és 14 pólusok gerjesztését megszüntetjük, és helyettük a 12 és 15 pólusokat gerjesztjük. Ekkor a fluxus a 120, 121, 122 60 stb., és 150, 151, 152 stb. póluselemeken át lép be a 2 mozgórészbe. Mivel az előzőleg gerjesztett 110, 111, 112 stb. és 140, 141, 142 stb. póluselemek, valamint a 200, 201, 202 stb. gerincek közötti vonzóerő megszűnt, most a gerjesztett 120, 121, 65 122 stb. és 150, 151, 152 stb. póluselemek maguk-2