成形机,特别是锻锤的制作方法

文档序号:15742003发布日期:2018-10-23 22:27阅读:180来源:国知局
成形机,特别是锻锤的制作方法

例如从DE 20 2008 018 169 U1中已知一种具有线性驱动器的锻锤。在已知的锻锤中,锤头被构造成线性马达的线性动子并具有安装在其上的磁体或次要部件,其连同锤头一起可纵向移动地容纳在被构造为静止的主要部件中。为了执行锻造运动,通过线性马达的相应的运行使构造成线性动子的锤头上下运动,从而可以在向下运动的底点处执行锻造操作。

就成形机而言,已知的锻锤在线性驱动器,特别是线性马达的结构和设计方面留下了明确的改进空间。

在这方面,本发明的任务可以在于,在线性驱动器方面进一步改进具有电磁线性驱动器的已知的成形机,特别是锻锤。特别地,应提出具有替代性的和/或改进的电磁线性驱动器的成形机或锻锤。

根据本发明,该任务特别通过具有专利权利要求1的特征的成形机来实现。特别地,本发明的其它解决方案、实施形式和变型从从属权利要求以及以下对示例性的实施形式和实施例的描述中获悉。

在根据专利权利要求1的实施形式中,设置有例如锻锤形式的成形机,该成形机被构造用于成形工件,例如金属工件或半成品。

成形机包括被设计成例如用于驱动模具(例如驱动诸如锤头形式的成型工具)的、例如被固定在机架上的电磁线性马达。

特别地,线性马达应被理解成线性驱动器,其包括定子和可纵向移动地安装在定子中的线性动子,其中基于定子与线性动子之间的电磁相互作用实现对线性动子的驱动。这种类型的线性马达例如可以构造成螺线管-线性马达(Solenoid-Linearmotor)。

线性马达包括多个或大量沿线性动子的运动轴线依次布置的且定义线性动子的动子腔的线圈单元。这些线圈单元优选具有相同的结构,并且可以作为一个整体形成线性马达的定子。

每个线圈单元可以包括一个或更多个线圈,特别是圆柱形线圈、线圈绕组或子线圈(Teilspule)。优选地,与圆柱形线圈的直径相比,圆柱形线圈具有的轴向长度小。例如,在线圈直径为480mm时,圆柱形线圈的轴向长度可以在20mm至40mm的范围内。优选地,每个线圈单元的线圈绕组特别是以相对于动子腔对称的布置的方式环绕动子腔。

线圈单元可被布置成使得这些线圈单元的极面或各个相关联的线圈的极面横向于、特别是垂直于线性动子的运动轴线或动子腔的纵向轴线取向。

特别地,由线圈单元围成的体积应理解成动子腔,线性动子可在动子腔中相对于线圈单元无碰撞地运动,并且线性动子可通过电磁场控制在动子腔中执行线性运动。

特别地,动子腔可以被构造成圆柱体体积形式,其至少部分地在圆柱体轴线的方向上被线圈单元的线圈绕组包围或环绕。在实施形式中,线圈单元,特别是线圈绕组可以相对于动子腔旋转对称地构造。

优选地,该线圈单元/这些线圈单元被构造,使得线圈绕组的中心点、线圈绕组表面的表面形心或线圈单元和/或线圈的极面的表面形心位于线性动子的运动轴线上。例如,线圈绕组可以布置成使得线圈绕组的线圈轴线或极面的法向轴线与线性动子的运动轴线共线地延伸,即基本上彼此共线。但也有可能的是,线圈轴线或法向轴线相对于线性动子的运动轴线倾斜。

特别地,线性动子的运动轴线应理解成延伸穿过动子腔的轴线,该轴线与线性马达正常运行时产生的线性动子的体积重心、表面形心或质量重心的运动轨迹共线。特别地,运动轴线可被理解成是这样的轴线,即线性动子,更确切地说是线性动子的体积重心、表面形心或质量重心在马达正常运行状态下的线性马达的动子腔中的运动过程中可以沿该轴线运动。

线性马达的线圈单元可以看作是具有动子腔的主要部件,在动子腔内部,线性动子可以作为次要部件以平行于运动轴线的线性运动进行运动。

线圈单元在运动轴线的方向上具有预定的线圈极距。线圈极距优选对所有线圈单元而言都相等。

特别地,线圈单元的线圈极距应理解成线圈单元的在线圈单元的轴向方向上,特别是在线圈单元的极面的法线方向上测得的极面的极间距或间距。

若线圈单元具有一个或更多个线圈和如有必要布置在线圈上或与其耦合的磁场传导元件或芯,那么线圈极距特别地被理解成由线圈/多个线圈和芯构成的系统的在线圈单元的轴向方向上,特别是在线圈表面的法线方向上测得的极间距。线圈极距可以是一致的,或者是与线圈单元的在运动轴线的方向上测得的轴向长度大小基本相同。

如上所述,线圈单元可以具有一个或更多个线圈或线圈绕组以及如有必要与该线圈或这些线圈或这些线圈绕组相连的磁场传导元件或芯或芯元件或芯节段。

例如,芯可以在轴向方向上,即在线圈轴线的方向上,紧邻线圈或线圈绕组布置,使得磁场线的出口面面向动子腔。

例如,在线圈绕组的一侧或两侧布置的芯可以存在于平行于线圈轴线的方向上,这些芯相对于运动轴线径向地取向和安装。

优选地,芯相对于运动轴线和/或相对于相应的线圈单元的横向中心平面对称地布置,其中芯可以特别地以如下方式来构造和布置,使得这些芯以最佳的方式将由线圈/这些线圈产生的磁场引导或导向到动子腔中。

在实施形式中,芯或芯元件可以以剪切带绕铁芯(Schnittbandkern)或剪切带绕铁芯元件的形式或根据剪切带绕铁芯或剪切带绕铁芯元件的方式来构造。

根据专利权利要求1的实施形式的线性动子沿其纵向轴线通过交替布置的方式在一方面具有横向于纵向轴线被磁化的第一永磁体且在另一方面具有平行于纵向轴线被磁化的第二永磁体,该第一永磁体具有预定的第一磁间距(T1),该第二永磁体具有预定的第二磁间距(T2)。这些永磁体可以特别是环形磁体。优选地,这些永磁体在纵向轴线的方向上依次邻接地布置,如有必要是在插入例如构造用于补偿制造公差的间隔元件的情况下进行。

特别地,纵向轴线应被理解成线性动子的轴线,该轴线在线性马达运行时与运动轴线共线或者与其重合。

特别地,横向于纵向轴线被磁化的第一永磁体应理解成,相应的第一永磁体被构造且被布置成使得其磁化方向(特别是从南极到北极)相对于线性动子的纵向轴线横向延伸。特别地,磁化方向可以垂直于纵向轴线延伸。在旋转对称的线性动子中,磁化方向例如可以相对于线性动子的纵向轴线径向取向。

相应地,在纵向轴线的方向上被磁化的第二永磁体特别地被理解成,相应的第二永磁体被构造且被布置成使得其磁化方向(特别是从南极到北极)在线性动子的纵向轴线的方向上延伸。特别地,磁化方向可以平行或基本平行于线性动子的纵向轴线,即在轴向方向上或基本上在轴向方向上延伸。

特别地,适用于第一永磁体的术语第一磁间距被理解成第一永磁体的在纵向轴线的方向上测定的宽度,如有必要包含第一永磁体和第二永磁体之间的间隔元件的相称的宽度(anteilige Breite)。第一磁间距例如可以对应于第一永磁体的轴向长度和在第一永磁体与紧邻的第二永磁体之间存在的间隙的可能的部分的轴向长度的总和。

特别地,适用于第二永磁体的术语第二磁间距被理解成第二永磁体的在纵向轴线的方向上测定的宽度,如有必要包含第一永磁体和第二永磁体之间的间隔元件的相称的宽度。第二磁间距例如可以对应于第二永磁体的轴向长度和在第一永磁体与紧邻的第二永磁体之间存在的间隙的可能的部分的轴向长度的总和。

特别地,第二永磁体的第二磁间距可以等于第二永磁体的磁极距,其中永磁体的磁极距特别地被理解成在永磁体的极面的法线方向上测得的、在线性动子的磁性系统中相应的永磁体的极面的特别是有效的极间距或间距。

在使用第二永磁体的磁极距的情况下,第一永磁体的第一磁间距可以对应于在纵向轴线的方向上测量的间距,两个直接相邻的第二永磁体的面向第一永磁体的极面具有该间距。换句话说,位于两个第二永磁体之间的第一永磁体的第一磁间距可以对应于第二永磁体的彼此面对的极面的间距。

优选地,除了通常的公差外,第一磁间距在所有第一永磁体上均相等,并且除了通常的公差外,第二磁间距在所有第二永磁体上均相等。

在有利的实施形式中,线性动子可以作为这样的、但至少由永磁体定义的磁体部分相对于线性动子的纵向轴线对称地形成和构造。例如,线性动子或磁体部分可以具有圆柱体类型或活塞类型的结构。

在根据专利权利要求1的实施形式中提出,线圈极距(S)与第一磁间距(T1)的比例,即除法商数(Quotient)约为3:1。换句话说,线圈极距(S)可以是第一磁间距(T1)的大约三倍。

此外,在根据专利权利要求1的实施形式中提出,第一磁间距(T1)与第二磁间距(T2)的比例,即除法商数约为2:1。换句话说,第一磁间距可以是第二磁间距(T2)的大约两倍。

特别地,根据与本发明相关的前面的磁体布置或磁极布置所描述的线圈极距、第一磁间距和第二磁间距的比例对于成形机,特别是锻锤,特别是考虑到成形机或锻锤的成形能和动力方面已证明是特别有利的。

在实施形式中可以这样设置,即每个线圈单元具有至少一个线圈绕组,即一个或更多个线圈绕组或子线圈,其中每个线圈绕组可以具有两个或更多个在线圈轴线的法线方向上彼此间隔开的、特别是串联和/或并联连接的线圈绕组。

相对于线性动子的运动方向横向测量或相对于线性动子的纵向方向横向测量的线圈窗口高度可以在90mm和120mm之间,或者大约为105mm。特别地,线圈窗口高度被理解成线圈绕组的相对于线性动子的运动方向横向测量或相对于线性动子的轴向方向横向测量的高度。相应的高度在例如圆形的线圈绕组中被确定为相应的线圈绕组的最大半径与相应的线圈绕组的最小半径之间的差。一般来说,线圈窗口高度可以理解为线圈的绕组的相对于线圈轴线横向的高度。

在实施形式中可以这样设置,即线圈极距与相关联的线圈窗口高度之间的比例在3:2和2:1之间。

在实施形式中,例如在工作能力大约或等于25KJ的线性锤中,永磁体的相对于线性动子的纵向轴线横向(例如垂直于线性动子的纵向轴线)测量的外径在90mm和110mm之间。在变型中,外径可以是大约100mm。直径可以根据各自设置的工作能力而变化,因此,具有例如大于25kJ的工作能力的线性锤可以具有较大的直径,并且具有较小的工作能力的线性锤可以具有较小的直径,或者在相应的尺寸中构造得较小。

在实施形式中线圈主体或这些线圈主体和线性动子可以被构造,使得在线性动子的外圆周和线圈主体的内圆周之间,特别是在线圈载体或线圈主体的芯的内圆周之间形成的间距在1.5mm和3mm之间,例如为2mm。通过这样的实施形式例如可以实现优选的能量密度。

换句话说,在线性动子(例如在线性动子或永磁体的外圆周或外壳)和线圈单元(特别是线圈载体或芯的内径或内半径)之间的在动子腔中形成的空气间隙,横向于(特别是垂直于)线性动子的纵向方向测定具有的宽度为1.5mm至3mm,特别是约2mm。空气间隙例如可以根据线性动子和/或线圈主体的直径来选择。

在实施形式中可以这样设置,即永磁体在其外圆周上具有涂层。该涂层例如可以在组装线性动子之后涂覆,使得线性动子的由永磁体构成的磁体部分的至少外壳或外圆周被该涂层覆盖。特别地,可以使用树脂组合物作为涂层材料。

在实施形式中可以这样设置,即至少一个线圈单元中的至少一个包括在线性动子的运动轴线或纵向轴线的方向上优选以对称布置的方式,和/或优选布置在线圈单元的线圈绕组或线圈卷绕主体的两侧的芯、芯元件或芯节段。芯、芯元件或芯节段可以相对于线性动子的运动轴线或纵向方向例如径向地以星形或轮辐状,尤其是旋转对称地取向。

芯、芯元件或芯节段可以例如具有矩形的横截面,特别是正方形的横截面,并且例如被构造成正方体形的。

芯、芯元件或芯节段可以通过纵向边或横向边紧靠相应的线圈绕组。

线圈单元的芯、芯元件或芯节段可以相互耦合和安装,使得这些芯、芯元件或芯节段具有U形横截面,并且这些芯、芯元件或芯节段的磁场出口面面向动子腔。

在实施形式中,芯可以被构造成剪切带绕铁芯或剪切带绕铁芯节段。如已经提到的那样,芯可以相对于线性动子的运动轴线或纵向轴线旋转对称地布置。例如,直接相邻的芯或芯元件相互之间可以彼此偏移45度的角度进行布置。

特别地,通过所提出的线圈主体的实施形式,可以构造适合于锻锤的定子,借助该定子可以实现对锻造过程和成形过程特别有利的运动过程和速度曲线。

在实施形式中,例如对具有大约为25kJ或在25kJ范围内的工作能力的线性锤来说,芯可以在相对于运动轴线的切向平面中具有矩形的横截面、特别是正方形的横截面,优选具有在50mm和70mm之间的范围内的边长,特别是60mm的边长。例如在工作能力约为25kJ的线性锤中,芯的相对于运动轴线测量的外径可以介于570mm和610mm之间或者约为600mm。例如在工作能力约为25kJ的线性锤中,芯的内径可以介于90mm和110mm之间或者约为104mm。工作能力更大或更小的线性锤可以相应地具有更大或更小或相应适配的尺寸或大小,特别是涉及上面提到的参数如横截面、边长、外径和/或内径。这特别意味着,所提及的尺寸和参数可以根据结构尺寸、特别是工作能力进行调整。

此外,在实施形式中,线性马达还可以具有被构造成用于冷却线圈单元的线圈绕组的冷却系统。冷却系统例如可以基于流体来构造,其中液态的或气态的流体或其组合可以用作冷却流体。

在实施形式中,线圈绕组中的至少一个可以与冷却系统的冷却通道,特别是冷却系统的冷却剂通道耦合。

在实施形式中,冷却剂通道特别可以涉及卷绕的,特别是螺旋状卷绕的冷却剂管线,该冷却剂管线可以平行于线圈绕组取向并且与线圈绕组热耦合。在实施形式中,线圈绕组和冷却剂管线绕组可以例如安装到共同的绕组载体上。

在具有冷却系统和相应的冷却通道的实施形式中,线圈单元的至少一个冷却通道或冷却剂管线绕组可以相对于运动轴线在线圈子绕组(Spulenteilwicklungen)之间轴向和/或径向放置。例如,冷却通道可以位于径向的和/或轴向的线圈(部分)绕组之间的中心,其中每个冷却通道可以与线圈绕组或线圈子绕组导热接触。

在实施形式中,每个线圈绕组的线圈绕组长度,特别是卷绕的线圈线的长度可以在1000m和1500m之间的范围内或者约为1300m。至少一个线圈绕组,优选全部的线圈绕组的线圈线的线直径在本发明的实施形式中可以在1.6mm和2.0mm之间的范围内或者约为1.8mm。所提到的长度和直径可以根据相关联的锻锤的类型和尺寸而不同,并且可以根据各自需要的锻造性能或工作性能进行调整。

在实施形式中,线性马达的线圈单元的数量可以恰好为三个,或者是三的整数倍,例如刚好六个。特别地,这样的布置可以用于实现锻锤,例如短行程锻锤。

此外,在实施形式中还可以设置至少部分地包围线性马达的壳体。壳体例如可以被构造成使得定子、线性动子、用于冷却线圈单元和/或对线圈单元进行通风的冷却系统和/或通风系统的部件被容纳在壳体中。

此外,在实施形式中还可以这样设置,即线圈单元中的每个与至少一个保持环,特别是间隔环力学耦合,该间隔环优选基于紧固凸起又固定在壳体的壁或机壳上。基于这种保持环或间隔环可以实现对线圈单元的相对简单的固定和紧固。

此外,在实施形式中还设置了通风系统,该通风系统被构造成使得线圈单元,特别是线圈单元的线圈绕组可以经由壳体外壁中的开口施加冷却空气流。在实施形式中,通风系统可以具有一个,即至少一个有源通风机,例如低压通风机。该至少一个通风机可以被构造成使得能够向壳体中的至少线圈单元和/或线圈绕组施加冷却的空气流。

此外,在实施形式中,壳体还可以具有压力补偿元件,这些压力补偿元件安装在壳体的外壁中或外壁上,或者可以集成在该壳体中,使得在锻锤运行时在壳体中产生的压力波动可以相对于相应的环境压力进行补偿。压力波动例如可以通过线性动子在运行时至少部分地从壳体中移出且又再次移回而产生。特别地,线性马达的稳定运行可以通过相应的压力补偿元件得以实现。

根据基于本发明构造的成形机可以例如在其它实施形式中,或者作为单独要求保护的成形机被构造,使得该成形机包括具有线性动子的电动线性马达,该线性动子沿其纵向轴线具有第一永磁体,该第一永磁体具有预定的第一磁间距和优选相对于纵向轴线横向延伸的磁化,并且此外在与第一永磁体交替布置的方式中此外还具有第二永磁体,该第二永磁体具有预定的第二磁间距和优选平行于纵向轴线延伸的磁化。更确切地说,线性动子可以具有交替布置的第一永磁体和第二永磁体。线性动子可以被构造成使得第一永磁体和第二永磁体形成为环形磁体并被固定(特别是被夹紧)在穿通环形磁体的活塞杆上。

环形磁体例如可以在插入间隔元件的情况下串在活塞杆上。间隔元件例如可以是堆叠片,特别是可剥离的堆叠片。

环形磁体以及如有必要间隔元件例如可以在活塞杆的纵向方向上通过紧固螺母夹紧在活塞杆上。

至少在线性动子的轴向端部处,线性动子可以具有滑动轴承部分。滑动轴承部分可以具有一个或更多个在线性动子的纵向方向上彼此连接的例如滑动环或引导环形式的滑动体。

成形机可以具有对应于滑动轴承部分形成的直线轴承或直线轴承结构,在操作期间,线性动子被引导通过该直线轴承/直线轴承结构。该直线轴承可以例如以引导插口(Führungsbuchse)的形式构造在成形机的机架上或机架中和/或构造在壳体部分上或壳体部分中。

用于紧固成形工具或成形模具的紧固部分被构造在线性动子的轴向端部处,例如邻接在滑动轴承部分上,其中成形工具例如可以安装在锻锤上,该锻锤安装或固定在线性动子的轴向端部处,即安装或固定在活塞杆的轴向端部处。线性动子在其背离紧固部分的轴向端部处,例如在轴向的终端位置处可以具有止动螺母。

在实施形式中,线性动子可以例如具有这样的结构,在该结构中在轴向方向上依次布置轴向终端的紧固部分、滑动轴承部分、由第一永磁体和第二永磁体构成的磁体部分和轴向终端的止动螺母和/或紧固螺母。

磁体部分的永磁体和滑动轴承部分的滑动轴承部件可以串在活塞杆上,并用轴向终端的紧固螺母在轴向方向上被彼此夹紧在活塞杆上。

在实施形式中,第二永磁体可被布置成使得在线性动子的纵向轴线的方向上依次设置的第二永磁体在纵向轴线的方向上彼此相反地被磁化。

在实施形式中,第一永磁体可以被布置成使得在线性动子的纵向轴线的方向上依次设置的第一永磁体相对于纵向方向径向地彼此相反地被磁化。

在实施形式中,线性动子可以具有例如圆柱形的整体形状。在实施形式中,线性动子的永磁体可以例如由钕-铁-硼(NdFeB)材料制成。

下面参考附图对本发明的实施例进行更详细的描述。图中显示:

图1示出了成形机的截面图;

图2示出了成形机的线性马达的第一透视图;

图3示出了线性马达的第二透视图;

图4示出了线性马达的线性动子的透视图;

图5示出了线性马达的定子的透视图;

图6示出了线圈单元的透视图;和

图7示出了线性马达的永磁体布置和线圈布置的示意性截面图。

图1示出了示例性构造成锻锤的成形机1的透视图。锻锤1具有锻锤机架2,该锻锤机架具有用于支撑横梁4的两个侧支架3。

图1所示的锻锤1可以具有下部嵌入件5,该下部嵌入件5可借助嵌入楔6固定在锻锤机架2中,并且锻锤1可以具有用于下部锤用锻模8的凹槽7,该凹槽7具有例如至少一个紧固楔。

此外,锻锤1还包括被紧固并被支撑在上横梁4上的线性马达9,该线性马达例如可以涉及管状的螺线管线性马达9,特别是螺线管-永久励磁的同步-线性马达。

被构造成电动线性驱动器的线性马达9具有定子10和在该定子中在纵向方向上被引导的线性动子11。

线性动子11与锤头12耦合,该锤头又在两个、构造在支架3上的锤头导向件13中被引导,从而使得锤头12可以通过电动线性马达9上下移动。

锤头12在其背离线性动子11的一侧上具有另外的凹槽14,该凹槽例如具有至少一个紧固楔,该紧固楔带有固定在其上的上部锤用锻模15。

线性马达9被容纳在壳体16中,该壳体也在图2和图3中以透视图示出。壳体16具有模块化结构,并且在图2和图3所示的实施例中具有壳体框架17和侧壁20,该壳体框架17具有横梁4,该侧壁20从横梁4延伸且相对于横梁4由支承角铁19力学支撑。侧壁20在背离横梁4的一侧上与盖板21相连。

壳体框架17构成支承和承载结构,其用于安装并固定在其上的圆柱形机壳22。如图2和图3所示,机壳22可以具有多个圆柱形机壳节段,例如如图2和图3所示具有两个机壳节段。根据线性马达9的尺寸以及轴向构造长度,机壳节段的数量可以变化,并且例如可以仅存在唯一的机壳节段。如图2和图3所示,机壳节段可以通过法兰连接相互连接。

机壳22布置在横梁4和盖板21之间并与壳体框架17力学相连。在盖板21的背离机壳22的一侧上,壳体16具有圆柱状轴套23,该圆柱状轴套通过另外的支承角铁24支撑在盖板上。

圆柱状轴套23被构造成用于线性动子9的直线轴承,使得线性动子9可以线性地安装在其中以用于在圆柱状轴套23的纵向方向上执行线性运动,这特别地从图1的截面图中看出。

圆柱状轴套23布置成与线性马达9的运动轴线、运行轴线或引导轴线L的延伸部对齐并布置在线性马达9的运动轴线、运行轴线或引导轴线L的延伸部中,并且被构造成使得线性动子11在其纵向方向或轴向方向上被引导并且横向于其纵向方向被支撑。

在线性马达9的(特别是壳体16的)背离盖板21的一侧上存在支撑轴承27(见图1)。该支撑轴承27被布置成与纵向轴线L对齐并且被布置成与圆柱状轴套23对齐,并且被构造和设置成使得线性动子11在其中在纵向方向L上被引导并且横向于纵向方向L被支撑。

通过壳体16的力学上相对稳定且封闭的结构可以实现对线性马达9的电子部件进行保护防止受到力学上的影响。

通过壳体16的模块化结构可以实现的是,容纳在壳体16中的部件,例如在可能需要进行维护工作时可以相对容易地接近。

线性马达9与锻锤1的下部机架上的横梁4,即与支架3连接。具体而言,横梁4与支架3的被构造成T形的支架头拧紧。在横梁4和支架头之间可以存在定位元件和/或阻尼器或减震器元件。阻尼器或减振器元件可以被设计用于至少抑制机械冲击和/或振动从下部机架传递到壳体16并因此传递到与壳体16相连的线性马达9。

如图2和图3所示,机壳22可以具有例如进气口喷嘴(Lufteinlassstutzen)25和带消声器26的排气口元件。进气口喷嘴25和消音器26能够实现壳体16中的压力平衡,以便如有必要能够平衡在线性动子11进行往复运动时在壳体16中产生的压力波动。

在锻锤1运行中,通过相应地驱动线性动子11穿过线性马达9的定子10,锤头12进行往复运动,在如图所示构造的垂直成形机中进行上下运动,从而使得锻造操作可以在锤头12的远离线性马达的折返点处实施在工件(未示出)上。

图4详细示出了线性马达9的线性动子11。线性动子11具有活塞杆28,在该活塞杆28上串有第一环形永磁体29和第二环形永磁体30,即构造成环状的永磁体29、30。第一环形永磁体和第二环形永磁体29、30以交替顺序布置并且构成线性动子11的磁体部分31。

轴承部分32在轴向方向上连接到线性动子11的磁体部分31,该轴承部分具有多个环形轴承部件33(例如滑动环)。轴承部分32被构造成使得可将其例如引导到圆柱状轴套23中,其中例如滑动环可以与圆柱状轴套23的内滑动轴承表面接触。

在相邻的永磁体29、30之间存在环形板(在图4中未明确示出),这些环形板例如可以构造成可剥离的环形板,从而使永磁体29、30的相互间距可以根据相应的要求进行调整,其中环形磁体几何形状29、30的与制造有关的波动也可以通过环形板进行补偿。

借助在活塞杆28的两侧轴向设置的止动螺母34和紧固螺母35,永磁体29、30,如有必要环形板和环形轴承部件33在轴向方向上夹紧在活塞杆28上。

线性动子11如图4所示被构造成圆柱形形状,并且具有平行于纵向轴线L测量的长度,该长度大于定子10的平行于纵向轴线测量的长度,定子的长度在图5中更详细地示出。

根据图5的定子10作为螺线管定子10整体上被构造为圆柱形形状,并具有多个在纵向方向L上依次布置的线圈单元36。

线圈单元36中的每个可以与至少一个间隔环37耦合,通过该间隔环能够将各个线圈单元36定位在机壳22中或机壳上。

优选地,间隔环37被布置并且构造成使得在线圈单元36的两侧分别存在间隔环37,并且因此线圈单元36中的每个可平行于纵向方向L被固定。

间隔环37具有相对于纵向方向L径向延伸的且相对于纵向轴线L在圆周方向分布布置的紧固凸起38。该紧固凸起38作为止动元件起作用,以用于抵靠在内壁上,例如抵靠在机壳22的对应的紧固接口上。

在本实施例中,紧固凸起38在径向远端的端部上各自具有孔,该孔被构造成使得间隔环37可借助穿通机壳22的紧固元件,诸如螺钉(见图2、图3)被固定在机壳22中,特别是被固定在机壳的内壁上。

在拧紧的状态下,紧固凸起38的远端的端部压靠机壳22的内壁,而螺钉39穿通机壳22被支承在机壳22的外壁上。

图4的线性动子示例性地总共具有六个线圈单元36,其中为了清楚起见在图4中仅部分地示出了位于左前侧的线圈单元36,并且也和右后侧的线圈单元36一样,也仅与一个间隔环36耦合。

在图5的实施例中,并根据本文所描述的发明的实施形式,并且如进一步从示出了各线圈单元36的图6中可以看出,每个线圈单元36具有线圈主体39并在本文情况下在线圈主体39的两侧具有星形布置和取向的剪切带绕铁芯40,这些剪切带绕铁芯彼此拧紧并以这种方式与线圈主体39相连。

剪切带绕铁芯40在相对于纵向轴线L的径向外端部处经由间隔件41彼此拧紧,这些间隔件平行于纵向轴线L桥接线圈主体39,从而产生单侧开口的U形芯结构,U形芯结构的磁场出口面通向线圈单元36的中心通孔。在安装状态下(参见图5),磁场出口面通向动子腔。

在附图的实施例中,每个线圈单元36具有总共16个剪切带绕铁芯40,其中在线圈主体39的每一侧上分别布置了8个剪切带绕铁芯40。剪切带绕铁芯40相对于纵向轴线L旋转对称地布置,其中剪切带绕铁芯40相对于纵向轴线L以45°的角度彼此偏移布置。

本实施形式的线圈主体39具有多个,更确切地说是具有两个子线圈42,其被构造成圆柱形线圈。每个圆柱形线圈具有至少一个安装在卷绕主体43上的由线圈线构成的线圈绕组。

在纵向轴线L方向上相对于圆柱形线圈分别相对布置的剪切带绕铁芯40在一侧通过间隔件41并在另一侧通过卷绕主体43相互连接,并形成至少部分地包围或越过线圈绕组的芯结构。

在根据图5和图6所示的实施例中,线圈单元36的圆柱形线圈42或子线圈42平行于纵向轴线L彼此间隔开。

在子线圈42之间的间隙中构造例如冷却管线绕组形式(参见图7)的冷却管线44。在图5中,仅示出了相关联的入口侧和出口侧的冷却管线端部45,这些冷却管线端部在纵向轴线的侧向,即相对于纵向轴线横向地从线圈单元36中引出来,并且可以与相应的(未示出的)冷却系统相连。

动子腔通过沿纵向轴线L依次并相对于线圈单元36的中心通孔对齐布置的线圈单元36,特别是通过线圈单元36的通孔被定义,线性动子11可以在该动子腔中运动。

为了在定子10中移动线性动子11,向线圈单元36施加电流,使得产生电磁场,该电磁场作用在第一永磁体和第二永磁体29、30上,并且因此产生线性动子的往复运动、减速和/或加速。

图7示出了线性马达9的永磁体布置和线圈布置的示意性横截面图。示出了线性动子11的截面,具体是线性动子11的磁体部分31的截面,以及定子10的截面,具体而言是定子10的线圈单元36的截面。

如图7所示,第一环形永磁体29和第二环形永磁体30串在活塞杆28上,其中在相邻的环形永磁体29、30之间分别存在堆叠片46,以用于进行公差补偿和/或用于调整环形永磁体29、30的相互间距。

在图7中所示的实施例中,第一环形永磁体29相对于纵向轴线L径向地被磁化,这特别意味着,磁场方向在第一环形永磁体29的内部径向地取向。

第二环形永磁体30在纵向轴线L的方向上被磁化,这特别意味着,磁场方向在第二环形永磁体30的内部平行于纵向方向,即相对于活塞杆轴向地取向。

在图7中所示的实施例中,第一环形永磁体29交替地径向向外和径向向内,即在活塞杆28的方向上被磁化。第二环形永磁体30在纵轴轴线L的方向上彼此相反地交替被磁化。

布置在活塞杆28上的第一环形永磁体29具有(在每种情况下基本相等的)第一磁间距T1,其对应于第一环形永磁体29的平行于纵向轴线L所测量的宽度和相邻的堆叠片46的平行于纵向轴线L所测量的宽度的总和。

布置在活塞杆28上的第二环形永磁体30具有(在每种情况下基本相等的)第二磁间距T2,其对应于第二环形永磁体30的平行于纵向轴线L所测量的宽度和相邻的堆叠片46的平行于纵向轴线L所测量的宽度的总和。

特别地,第二永磁体30的第二磁间距T2可以对应于磁极距,即对应于在第二永磁体30的纵向轴线L的方向上测量的,特别是有效的极间距。在使用第二永磁体30的磁极距的情况下得出,第一永磁体29的第一磁间距T1可以对应于在纵向轴线的方向上测量的间距,两个直接相邻的第二永磁体30的面向第一永磁体29的极面具有该间距。

如已提及的那样,线圈单元36具有两个子线圈42和布置在子线圈42之间的冷却管线44,这些子线圈布置在卷绕主体43上。如已提及的那样,在由两个子线圈42构成的线圈主体39的两侧布置了剪切带绕铁芯40。

图7所示的线圈单元36具有在纵向轴线L的方向上测量的线圈极距S,其对应于线圈单元36的磁极或极面的在纵向方向L上测量的距离,特别是有效的距离。

在图7中示出的实施形式的磁体布置和线圈布置被构造成使得线圈极距S为第一磁间距T1的(约)3倍,并且第一磁间距T1为第二磁间距T2的(约)两倍。

换而言之,线圈极距S与第一磁间距T1的比例为3:1,并且第一磁间距T1与第二磁间距T2的比例为2:1。

这种磁体布置和线圈布置特别地被证明对在成形机,特别是诸如锻锤的击打式成形机中的应用特别有利。

线圈单元36的内径,即线圈单元36的中心通孔的直径被选择为使得在通孔的内侧面与线性动子11的外径之间形成预定的气隙D。气隙例如可以具有大约2mm的尺寸,其中线性动子11的外径在磁体部分31中例如为100mm,并且卷绕主体的内径可以对应地具有104mm。

线圈极距S例如可以为180mm,其中具有冷却管线44的冷却通道可以具有在纵向轴线L的方向上测量的约20mm的宽度。子线圈42在纵向轴线L的方向上分别具有约20mm的宽度,并且剪切带绕铁芯40可以具有约60mm的宽度。

子线圈42例如可以具有、约164mm的内径,其中可以使用约100mm或更大的线圈窗口高度,使得子线圈42的外径可以约为364mm且更大。

线性动子11在面向锤头12的端部上可以具有活塞杆延伸部,锤头12例如通过楔形连接等可以安装在该活塞杆延伸部上。活塞杆延伸部可以如图1所示在线性动子11处于缩回位置时在支撑轴承27和锤头12之间延伸。活塞杆延伸部可以具有设置在远端的紧固结构和解耦结构。

紧固结构可以以楔子或锥形变窄部的形式构成,并且借助在锤头12的相应的凹进部或通孔或盲孔中的保持插口(Haltebuchse)形状配合地,特别是摩擦配合地与锤头12相连。

在锻锤1运行期间,在锤头12往复运动或上下运动以加工工件且在锻锤12的折返点处进行工件成形的锻造过程中,圆柱状轴套23、支撑轴承27和解耦结构共同作用,使得线性动子11和锤头12相对于锤头12的相对于线性动子11的相对运动被解耦,并且线性动子11在定子10中被正确地引导。

线性动子11的磁体部分32可以具有保护涂层,该保护涂层例如可以由环氧树脂构成,或者可以包含环氧树脂。特别地,通过相应的涂层可以保护磁体部分32的永磁体29、30免受外部影响。

成形机1可以具有控制器(未示出),利用该控制器可以至少控制线圈单元36,使得线性动子11能够在定子10中进行往复运动,例如上下运动,并且可以通过锤头12执行相应的锻造运动。

定子10或壳体16的借助其将线性马达9固定在锻锤机架2上的接口被构造,使得如在本文中描述的被构造的线性马达即使在已存在锻锤和其它成形机的情况下可以进行组装和改装。

为了避免或者至少在很大程度上阻止线性马达9,特别是线性动子11的环形永磁体29、30可能发生的损坏,可以在壳体16的横梁4的下侧设置如图2和图3示出的止动缓冲块47。

参考标记列表

1 锻锤

2 锻锤机架

3 支架

4 横梁

5 嵌入件

6 嵌入楔

7 凹槽

8 下部锤用锻模

9 线性马达

10 定子

11 线性动子

12 锤头

13 锤头导向件

14 另外的凹槽

15 上部锤用锻模

16 壳体

17 壳体框架

19 支承角铁

20 侧壁

21 盖板

22 机壳

23 圆柱形轴套

24 另外的支承角铁

25 进气口喷嘴

26 消音器

27 支撑轴承

28 活塞杆

29 第一环形永磁体

30 第二环形永磁体

31 磁体部分

32 轴承部分

33 环形轴承部件

34 止动螺母

35 紧固螺母

36 线圈单元

37 间隔环

38 紧固凸起

39 线圈主体

40 剪切带绕铁芯

41 间隔件

42 子线圈

43 卷绕主体

44 冷却管线

45 冷却管线端部

46 堆叠片

47 止动缓冲块

L 纵向轴线

T1 第一磁间距

T2 第二磁间距

S 线圈宽度

D 气隙

H 线圈窗口高度

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