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Dokumentenidentifikation DE60304937T2 26.10.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001372251
Titel Linearmotor
Anmelder Fanuc Ltd., Yamanashi, JP
Erfinder Yamamoto, Tomonaga, Fujiyoshida-shi, Yamanashi, 403-0005, JP;
Maeda, 7-104 Fanuc Manshonharimomi, Takuya, Minamitsuru-gun, Yamanashi, 401-0511, JP
Vertreter Haseltine Lake Partners GbR, 80333 München
DE-Aktenzeichen 60304937
Vertragsstaaten DE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.05.2003
EP-Aktenzeichen 032532814
EP-Offenlegungsdatum 17.12.2003
EP date of grant 03.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.10.2006
IPC-Hauptklasse H02K 41/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H02K 41/03(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H02K 29/03(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearmotor und insbesondere einen Linearmotor, in dem ein Spaltabschnitt durch Magnetpole oder Zähne mit charakteristischen Formen gebildet wird.

In einem Linearmotor liegen sich Magnetpole auf einem Stator (oder auf einem beweglichen Element) und Zähne auf einem beweglichen Element (oder einem Stator) unter Bildung eines Spalts gegenüber. Die Rastkraft des Linearmotors wird je nach den Formen der Magnetpole und der Zähne eingestellt, die den Polen gegenüberliegen. Zur Verringerung der Rastkraft sind deshalb verschiedene Magnetpole oder Zähne mit speziellen Formen vorgeschlagen worden.

11 zeigt ein Beispiel aus dem Stand der Technik für einen Stator oder ein bewegliches Element (Läufer), dessen Magnetpole aus Permanentmagneten gebildet werden. Der Stator oder Läufer ist derart konstruiert, dass eine Mehrzahl Permanentmagnete 1 parallel zueinander auf einer Platte 10 angeordnet sind, die aus einem magnetischen Material hergestellt ist, beispielsweise Eisen. Wird jeder Permanentmagnet 1 in einer Richtung parallel zur Richtung der relativen Bewegung des Läufers in Bezug auf den Stator geschnitten, wie bei dem in 11 gezeigten Beispiel, ist die spaltseitige äußere Form seines Querschnitts eine Gerade 31. Somit ist die spaltseitige Oberfläche (die Fläche gegenüber der Platte 10) jedes Magneten 1 flach.

Die 12 bis 14 zeigen andere Beispiele aus dem Stand der Technik für den Stator oder das bewegliche Element, dessen Magnetpole von Permanentmagneten gebildet werden. Wird jeder der Permanentmagnete 1, die nebeneinander auf einer Platte 10 angeordnet sind, in einer Richtung parallel zur Richtung der relativen Bewegung des Läufers in Bezug auf den Stator geschnitten, ist bei dem in 12 gezeigten Beispiel die spaltseitige äußere Form seines Querschnitts ein Kreisbogen 32. Ebenso ist bei dem in 13 gezeigten Beispiel die spaltseitige äußere Form des Querschnitts von jedem Permanentmagneten 1 eine Parabel 33. Bei dem in 14 gezeigten Beispiel ist die spaltseitige äußere Form des Querschnitts von jedem Permanentmagneten 1 eine Hyperbel 34. Diese Polformen sind in JP(A)03207256 offenbart.

Wie oben anhand der 11 bis 14 beschrieben, hat man viele Versuche unternommen, die Formen der Magnetpole zu variieren, damit die Rastkraft gesenkt wird. Polformveränderungen zu anderen Zwecken findet man in EP-A-1164684 und DE-C-19829052.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Linearmotors mit kleinerer Rastkraft.

Erfindungsgemäß wird ein Linearmotor bereitgestellt mit zwei Bauteilen, die sich relativ zueinander linear bewegen sollen mit einem Spalt zwischen den zwei Bauteilen, wobei auf mindestens einem der zwei Bauteile von jedem Magnetpol und/oder Zahn, die einen Spaltabschnitt bilden, die spaltseitige Oberfläche eine gekrümmte Form umfasst, die insgesamt durch eine Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion dargestellt wird, wodurch die Rastkraft des Linearmotors aufgrund der gekrümmten Gestaltsfunktion der spaltseitigen Oberfläche kleiner wird.

Die Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion kann angegeben werden mit R = A – B/cos(C&thgr;) wobei R der Abstand von einem bestimmten Punkt auf der Mittellinie von jedem Magnetpol oder jedem diesem gegenüberliegenden Zahn ist, &thgr; der Winkel zur Mittellinie ist und A, B und C Konstanten sind. Ersatzweise kann zudem die Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion in einem XY-Koordinatensystem, in dem die Mittelachse von jedem Magnetpol oder jedem diesem gegenüberliegenden Zahn die X-Achse ist und eine Achse senkrecht zur X-Achse die Y-Achse ist und der Schnittpunkt der X- und der Y-Achse der Ursprung ist, angegeben werden durch X = A – B/cos(CY) wobei A, B und C Konstanten sind.

Mit der obigen Bauweise kann die Rastkraft eines erfindungsgemäßen Motors kleiner als bei einem herkömmlichen Motor gemacht werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigt:

1 eine Ansicht von einem Stator oder Läufer nach einer Ausführungsform, die kein Teil der Erfindung ist und bei der die Magnetpole von Permanentmagneten gebildet werden;

2 eine Ansicht von einem Stator oder Läufer nach einer anderen Ausführungsform, die kein Teil der Erfindung ist und bei der die Magnetpole von Permanentmagneten gebildet werden;

3 eine Ansicht von einem Stator oder Läufer nach einer weiteren Ausführungsform, die kein Teil der Erfindung ist und bei der die Magnetpole von Permanentmagneten gebildet werden;

4 eine Ansicht von einem Stator oder Läufer auf der nicht-erregten Seite nach noch einer anderen Ausführungsform, die kein Teil der Erfindung ist, wobei der Linearmotor ein Reluktanzmotor ist;

5 eine Ansicht von einem Stator oder Läufer nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Magnetpole von Permanentmagneten gebildet werden;

6 eine Ansicht von einem Stator oder Läufer nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Magnetpole von Permanentmagneten gebildet werden;

7 eine Ansicht von einem Stator oder Läufer nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Magnetpole von Permanentmagneten gebildet werden;

8 eine Ansicht von einem Stator oder Läufer auf der nicht-erregten Seite nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung, wobei der Linearmotor ein Reluktanzmotor ist;

9 eine Modellbauweise für Linearmotoren zum Vergleich der Rastkräfte, die in einem erfindungsgemäßen Linearmotor und einem herkömmlichen Linearmotor erzeugt werden;

10 ein Diagramm der äußeren Formen von Magnetpolen zum Vergleich;

11 eine Ansicht von einem Stator oder Läufer von einem herkömmlichen Linearmotor, bei dem der Querschnitt jedes Magnetpols eine gerade äußere Form hat;

12 eine Ansicht von einem Stator oder Läufer von einem herkömmlichen Linearmotor, bei dem der Querschnitt jedes Magnetpols eine kreisförmige äußere Form hat;

13 eine Ansicht von einem Stator oder Läufer von einem herkömmlichen Linearmotor, bei dem der Querschnitt jedes Magnetpols eine parabolische äußere Form hat; und

14 eine Ansicht von einem Stator oder Läufer von einem herkömmlichen Linearmotor, bei dem der Querschnitt jedes Magnetpols eine hyperbolische äußere Form hat.

Die 1 bis 4 zeigen Ausführungsformen, die nicht erfindungsgemäß sind und nur der Vollständigkeit halber aufgenommen wurden.

1 zeigt einen Stator oder einen Läufer (ein bewegliches Element) nach einer ersten Ausführungsform, bei dem die Feldpole von Permanentmagneten gebildet werden.

Der Stator oder Läufer ist derart konstruiert, dass eine Mehrzahl Permanentmagnete 1, die die Magnetpole bilden, parallel zueinander auf einer Platte 10 angeordnet sind, die aus einem magnetischen Material besteht, beispielsweise Eisen. Eine äußere Form 20 des Querschnitts von jedem Permanentmagneten 1 auf der Spaltseite (der Seite gegenüber der Platte 10) lässt sich dieser Ausführungsform zufolge durch eine hyperbolische Funktion darstellen.

Werden also die Permanentmagneten 1 in der Richtung ihrer Anordnung geschnitten, d.h. in der Richtung parallel zur relativen Bewegung des Läufers in Bezug auf den Stator (horizontale Richtung in 1), lässt sich die spaltseitige äußere Form 20 des Querschnitts von jedem Permanentmagneten 1 durch eine hyperbolische Funktion darstellen.

Eine in 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutete Mittellinie soll die X-Achse sein. Diese Linie geht durch die Mitte des Querschnitts von jedem Permanentmagneten 1 und verläuft in vertikaler Richtung (der Richtung, in der die Magnetpole den Zähnen auf der anderen Seite des Spalts gegenüberliegen). Danach kann die hyperbolische Funktion angegeben werden durch wobei R der Abstand von einem bestimmten Punkt auf der X-Achse ist, &thgr; der Winkel zur X-Achse ist, A, B und C Konstanten sind und e die Basis des natürlichen Logarithmus oder eine Konstante ist.

Ist eine Achse, die sich im rechten Winkel horizontal zur X-Achse (in Richtung der relativen Bewegung des Läufers in Bezug auf den Stator) erstreckt, die Y-Achse, zeigt 1 die jeweiligen Querschnitte der Permanentmagnete 1 in der XY-Ebene. In diesem XY-Koordinatensystem ist die obige hyperbolische Funktion gegeben durch X = A – B·(eCY + e–CY)(2) wobei A, B und C Konstanten sind und e die Basis des natürlichen Logarithmus oder eine Konstante ist.

Aus Gleichung (2) ist ersichtlich, dass X sein Maximum hat, ist Y null. Anders gesagt, wird X = A – 2B erhalten, ist Y = 0 gegeben. Somit ist der Vertex jedes in 1gezeigten Permanentmagneten auf der X-Achse, und der Ursprung (0,0) des XY-Koordinatensystems ist auf einer Position auf der X-Achse, die um (A – 2B) kleiner als der Vertex ist.

Die Rastkraft kann verringert werden, indem die Form 20, die von der durch Gleichung (1) oder (2) wiedergegebenen hyperbolischen Funktion dargestellt wird, über die gesamte Oberfläche jedes Permanentmagneten 1 hergestellt wird, die zum Spalt hin gerichtet ist. Ersatzweise kann die Rastkraft verringert werden, indem die gleiche Form nur über den Bereich in der Nähe des Vertex von jedem Permanentmagneten 1 (mittlerer Bereich, der die X-Achse abdeckt) hergestellt wird.

2 veranschaulicht einen Stator oder Läufer nach einer anderen Ausführungsform, die nicht erfindungsgemäß ist, wobei die Feldpole von Permanentmagneten gebildet werden. Bei dieser Ausführungsform ist ein Kern 2 an die Oberseite jedes Permanentmagneten 1 gebunden, wie in 2 dargestellt. Der gemeinsame Querschnitt des Magneten 1 und des Kerns 2 hat die gleiche Form wie der Querschnitt von jedem in 1 dargestellten Permanentmagneten 1. Daher lässt sich die spaltseitige äußere Form 20 des Querschnitts des Kerns 2 durch die obige hyperbolische Funktion darstellen. Diese Ausführungsform hat die gleiche Bauweise wie die in 1 gezeigte erste Ausführungsform, mit Ausnahme der Form des Querschnitts von jedem Permanentmagneten 1.

3 veranschaulicht einen Stator oder Läufer nach einer weiteren Ausführungsform, die nicht erfindungsgemäß ist, wobei die Feldpole von Permanentmagneten gebildet werden. Bei dieser Ausführungsform bedeckt ein Kern 2 jeden Permanentmagneten 1, wie in 3 dargestellt. Der Querschnitt des bedeckten Magneten 1 hat die gleiche Form wie derjenige von jedem in 1 dargestellten Permanentmagneten 1. Daher lässt sich die spaltseitige äußere Form 20 des Querschnitts des Kerns 2 durch die obige hyperbolische Funktion darstellen. Diese Ausführungsform hat die gleiche Bauweise wie die in 1 gezeigte erste Ausführungsform, mit Ausnahme der Form des Querschnitts von jedem Permanentmagneten 1.

4 veranschaulicht noch eine weitere Ausführungsform, die nicht erfindungsgemäß ist, wobei ein Linearmotor von einem Reluktanzmotor gebildet wird, und zeigt die Bauweise von Zähnen von einem Stator oder Läufer auf der Nicht-Spulen-Seite (sekundären Seite), an der keine Spannung zugeführt wird. Bei dem Stator oder Läufer, der den Linearmotor bildet, wird im Folgenden die Seite, an der Spannung zugeführt wird, als Primärseite bezeichnet und die Seite, an der keine Spannung zugeführt wird, als Sekundärseite.

Bei dem Reluktanzmotor sind die Zähne 3 auf der Sekundärseite als Kerne ausgebildet. Bei dem Linearmotor der 4 wird die spaltseitige äußere Form 20 des Querschnitts von jedem Zahn 3, der von einem Kern gebildet wird, durch die obige hyperbolische Funktion beschrieben. Somit ist der Querschnitt von jedem in 4 gezeigten Zahn 3 gleich demjenigen von jedem in 1 gezeigten Permanentmagneten 1 (erste Ausführungsform).

Bei der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform kann die Rastkraft verringert werden, indem die Form 20, die von der durch Gleichung (1) oder (2) wiedergegebenen hyperbolischen Funktion dargestellt wird, über die gesamte Oberfläche von jedem Magnetpol (Permanentmagneten 1) oder Zahn 3 hergestellt wird, die zum Spalt hin gerichtet sind.

Die 5 bis 8 veranschaulichen Statoren oder Läufer nach einer ersten bis vierten Ausführungsform der Erfindung, bei denen jeweils die Magnetpole von Permanentmagneten gebildet werden. Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der 1 bis 4 kann die äußere Form des Querschnitts von jedem Magnetpol oder Zahn, die zum Spalt des Motors hin gerichtet ist, mit der durch Gleichung (1) oder (2) wiedergegebenen hyperbolischen Funktion dargestellt werden. Bei der ersten bis vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform hat der Querschnitt dagegen eine äußere Form, die nicht durch eine hyperbolische Funktion, sondern durch eine Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion wiedergegeben wird.

Bei der in 5 dargestellten ersten Ausführungsform der Erfindung kann eine äußere Form 21 des Querschnitts von jedem Permanentmagneten 1, der einen Magnetpol bildet, durch eine Kehrwertfunktion des Cosinus wiedergegeben werden. Diese Ausführungsform hat die gleiche Bauweise wie die in 1 gezeigte Ausführungsform, mit Ausnahme der Form des Querschnitts von jedem Permanentmagneten 1.

Wie in 1, soll eine Mittellinie, die durch die Mitte des Querschnitts von jedem Permanentmagneten 1 geht und in vertikaler Richtung (der Richtung, in der die Magnetpole den Zähnen auf der anderen Seite des Spalts gegenüberliegen) verläuft, die X-Achse sein. Zudem soll eine Linie, die sich im rechten Winkel horizontal zur X-Achse (in Richtung der relativen Bewegung des Läufers in Bezug auf den Stator) erstreckt, die Y-Achse sein. Dann zeigt 5 die jeweiligen Querschnitte der Permanentmagnete 1 auf der XY-Ebene. Die spaltseitige äußere Form des Querschnitts von jedem Permanentmagneten 1 kann angegeben werden durch eine Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion der folgenden Gleichung: R = A – B/cos(C&thgr;)(3) wobei R der Abstand von einem bestimmten Punkt auf der X-Achse ist, &thgr; der Winkel zur X-Achse ist und A, B und C Konstanten sind.

Unter Verwendung des XY-Koordinatensystems kann zudem die spaltseitige äußere Form des Querschnitts von jedem Permanentmagneten 1 durch eine Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion der folgenden Gleichung dargestellt werden: X = A – B/cos(CY)(4) wobei A, B und C Konstanten sind. In Gleichung (4) hat X sein Maximum, ist Y null. Anders gesagt, wird X = A – 2B erhalten, ist Y = 0 gegeben. Somit ist der Vertex von jedem in 5 gezeigten Permanentmagneten 1 auf der X-Achse, und der Ursprung (0,0) des XY-Koordinatensystems ist auf einer Position auf der X-Achse, die um (A – B) kleiner als der Vertex ist.

Die in 6 gezeigte zweite Ausführungsform der Erfindung hat die gleiche Bauweise wie die in 5 gezeigte erste erfindungsgemäße Ausführungsform, ausgenommen dass ein Kern 2 an die Oberseite jedes Permanentmagneten 1 gebunden ist. Der gemeinsame Querschnitt des Magneten 1 und des Kerns 2 hat die gleiche Form wie der Querschnitt von jedem in 5 dargestellten Permanentmagneten 1. Daher lässt sich die spaltseitige äußere Form des Querschnitts des Kerns 2 durch die mit Gleichung (3) oder (4) gegebene Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion darstellen.

Die in 7 gezeigte dritte Ausführungsform der Erfindung hat die gleiche Bauweise wie die in 5 gezeigte erste erfindungsgemäße Ausführungsform, ausgenommen dass ein Kern 2 jeden Permanentmagneten 1 bedeckt. Der Querschnitt des bedeckten Magneten 1 hat die gleiche Form wie derjenige von jedem in 5 dargestellten Permanentmagneten 1. Daher lässt sich die spaltseitige äußere Form 21 des Querschnitts des Kerns 2 durch die mit Gleichung (3) oder (4) gegebene Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion darstellen.

Bei der in 8 dargestellten vierten Ausführungsform der Erfindung hat wie bei der in 4 gezeigten nicht-erfindungsgemäßen Ausführungsform ein Linearmotor des Reluktanztyps einen Stator oder Läufer auf seiner Sekundärseite. Diese Ausführungsform hat die gleiche Bauweise wie die Ausführungsform der 4, mit Ausnahme der Form des Querschnitts von jedem Zahn 4. Eine spaltseitige äußere Form 21 des Querschnitts von jedem in 8 gezeigten Zahn 4 kann durch die mit Gleichung (3) oder (4) gegebene Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion dargestellt werden.

Bei diesen in den 5 bis 8 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsformen wird die Rastkraft verringert, indem die Form 21, die von der durch Gleichung (3) oder (4) gegebenen Kehrwertfunktion des Cosinus dargestellt wird, über die gesamte Oberfläche jedes Magnetpols (Permanentmagneten 1) oder Zahns 4 hergestellt wird, die zum Spalt hin gerichtet ist.

Jeder in 1 gezeigte Permanentmagnet 1 oder jeder in 4 dargestellte Zahn 3 sind derart gearbeitet, dass ihr Querschnitt die durch die hyperbolische Funktion wiedergegebene spaltseitige äußere Form 20 aufweist. Ersatzweise ist jeder in 5 gezeigte Permanentmagnet 1 oder jeder in 8 dargestellte Zahn 4 derart gearbeitet, dass sein Querschnitt die durch die Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion wiedergegebene spaltseitige äußere Form 21 aufweist. Dadurch wird eine Mehrzahl Punkte, die auf der Form 20 oder 21 festgelegt werden, mithilfe einer Gerade oder Kurve verbunden. Hat der Querschnitt jedes Kerns 2 die durch die hyperbolische Funktion dargestellte spaltseitige äußere Form 20 oder die durch die Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion wiedergegebene spaltseitige äußere Form 21, wie bei der in 2, 3, 6 oder 7 dargestellten Ausführungsform, wird die Form 20 oder 21 durch aufeinanderfolgendes Laminieren dünner Stahlbleche aneinander hergestellt.

Zur Untersuchung der vorteilhaften Wirkung der Erfindung wurde ein Test durchgeführt, wobei verglichen wurden: ein Beispiel aus dem Stand der Technik, bei dem die äußere Form von jedem Magnetpol oder Zahn eine Gerade, ein Kreisbogen, eine Parabel oder eine Hyperbel ist, die in 1 gezeigte erste, nicht-erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der die äußere Form von jedem Magnetpol oder Zahn durch eine hyperbolische Funktion dargestellt werden kann, und die in 5 gezeigte erste erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der die äußere Form von jedem Magnetpol oder Zahn durch eine Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion dargestellt werden kann.

9 zeigt eine allgemeine Bauweise für die getesteten Linearmotoren. In 9 befindet sich ein Läufer 60 auf der Primärseite (Seite der Spannungszufuhr), und ein Stator 50 befindet sich auf der Sekundärseite. Der Stator 50 besteht aus einer Mehrzahl Permanentmagnete 1, die nebeneinander auf der Platte 10 angeordnet sind. Der Läufer 60 ist mit Kernzähnen 40 versehen, die mit einer Spule umwickelt sind. Die um den Zahn 40 gewundene Spule ist in 9 nicht dargestellt.

Die Tiefe jedes Permanentmagneten (Magnetpols) 1 (in Richtung senkrecht zur Zeichenrichtung in den 1, 5, 11, 12 und 13) ist fest. Der Spalt zwischen dem Stator 50 und dem Läufer 60 (Spalt zwischen dem Vertex von jedem Permanentmagneten 1 und dem distalen Ende jedes entsprechenden Zahns 40 in 9) ist ebenfalls fest. Zudem sind die maximale Höhe jedes Permanentmagneten 1 (Abstand von der Oberfläche der Platte 10 bis zum Vertex jedes Magneten 1) sowie sein Volumen fest. Aber der Spalt ist nur für jeden Permanentmagneten 1 fest, bei dem der Querschnitt eine gerade spaltseitige äußere Form hat, wie in 11 gezeigt.

10 zeigt die spaltseitigen äußeren Formen der jeweiligen Querschnitte dieser Magnetpole (Permanentmagnete) zum Vergleich. In 10 sind Formen, die durch eine Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion, eine hyperbolische Funktion, einen Kreisbogen, eine Parabel (gestrichelte Linie) und eine Hyperbel wiedergegeben werden, in der genannten Reihenfolge von außen nach innen dargestellt. Die durch den Kreisbogen und die Parabel (gestrichelte Linie) dargestellten Formen stimmen im Wesentlichen überein.

Die folgende Tabelle zeigt das Ergebnis einer Messung der Rastkraft. Die Rastkraft ist in Newton (N), einer Krafteinheit, angegeben, und das Verhältnis basiert auf der durch die Hyperbelfunktion gegebenen Form.

Die Rastkraft hat also ihr Minimum, haben die Magnetpole eine äußere Form, die durch die Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion wiedergegeben wird. Die zweitniedrigste Rastkraft erhält man unter Verwendung einer äußeren Form, die durch eine hyperbolische Funktion dargestellt wird.

Wie oben erwähnt, hat erfindungsgemäß der Querschnitts von jedem Magnetpol oder Zahn, geschnitten in einer Richtung parallel zur Richtung der relativen Bewegung des Läufers in Bezug auf den Stator, über seine gesamte Fläche eine spaltseitige äußere Form, die durch die Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion wiedergegeben wird.

Den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen zufolge hat jeder Magnetpol oder Zahn auf der Sekundärseite eine äußere Form, die durch die Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion wiedergegeben wird. Die gleiche Wirkung kann jedoch auch erhalten werden, wird die Form, die durch die Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion wiedergegeben wird, für die äußere Form von jedem Zahn oder Magnetpol auf der Primärseite verwendet. In diesem Fall kann jeder Magnetpol oder Zahn auf der Sekundärseite mit der in 11 dargestellten geraden Form hergestellt werden. Ersatzweise können bei einer Ausführungsform der Erfindung jeder Magnetpol oder Zahn auf der primären und der sekundären Seite mit einer äußeren Form hergestellt werden, die durch die Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion wiedergegeben wird.


Anspruch[de]
Linearmotor mit zwei Bauteilen, die sich relativ zueinander linear bewegen sollen mit einem Spalt zwischen den zwei Bauteilen, wobei auf mindestens einem der zwei Bauteile von jedem Element aus Magnetpolen und/oder Zähnen, die einen Spaltabschnitt bilden, die spaltseitige Oberfläche eine gekrümmte Form aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte gekrümmte Form durch eine trigonometrische Kehrwertfunktion des Cosinus wiedergegeben wird, wodurch die Rastkraft des Linearmotors aufgrund der gekrümmten Gestaltsfunktion der spaltseitigen Oberfläche kleiner wird. Linearmotor nach Anspruch 1, wobei die Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion gegeben ist durch R = A – B/cos(C&thgr;) wobei R der Abstand von einem bestimmten Punkt auf der Mittellinie von jedem Magnetpol oder jedem diesem gegenüberliegenden Zahn ist, &thgr; der Winkel zur Mittellinie ist und A, B und C Konstanten sind. Linearmotor nach Anspruch 1, wobei die Kehrwertfunktion des Cosinus in einer trigonometrischen Funktion in einem XY-Koordinatensystem, in dem die Mittelachse von jedem Magnetpol oder jedem diesem gegenüberliegenden Zahn die X-Achse ist, eine Achse senkrecht zur X-Achse die Y-Achse ist und der Schnittpunkt der X- und der Y-Achse der Ursprung ist, gegeben ist durch X = A – B/cos(CY) wobei A, B und C Konstanten sind. Linearmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetpole gebildet werden durch Binden von Kernen an die oberen Abschnitte von Permanentmagneten oder durch Bedecken von Permanentmagneten mit Kernen, wobei jeder Kern hergestellt wird durch Laminieren einer Mehrzahl Stahlbleche aneinander.






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