WO2004058448A2 - Drive unit - Google Patents

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WO2004058448A2
WO2004058448A2 PCT/EP2003/014503 EP0314503W WO2004058448A2 WO 2004058448 A2 WO2004058448 A2 WO 2004058448A2 EP 0314503 W EP0314503 W EP 0314503W WO 2004058448 A2 WO2004058448 A2 WO 2004058448A2
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WO
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drive unit
unit according
actuator
longitudinal direction
part structure
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PCT/EP2003/014503
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French (fr)
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WO2004058448A3 (en
Inventor
Udo TÜLLMANN
Dietmar Hafla
Original Assignee
Index-Werke Gmbh & Co. Kg Hahn & Tessky
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Publication date
Application filed by Index-Werke Gmbh & Co. Kg Hahn & Tessky filed Critical Index-Werke Gmbh & Co. Kg Hahn & Tessky
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Publication of WO2004058448A3 publication Critical patent/WO2004058448A3/en

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/28Electric drives
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00Machines with more than one rotor or stator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/16Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/18Machines moving with multiple degrees of freedom

Definitions

  • the invention relates to a drive unit for industrial production, in particular for machine tools, comprising a bearing housing, an actuator extending in the direction of a longitudinal axis, which in two in a longitudinal direction parallel to the longitudinal axis at a distance from each other and held on the bearing housing in the longitudinal direction relative to Bearing housing is slidable and rotatably mounted about the longitudinal axis relative to the bearing housing.
  • Such drive units are known from the prior art. They serve, in particular, as so-called quills to position tools or workpieces for machining, these quills carrying a workpiece carrier or a tool carrier with at least one tool or several tools for machining a workpiece.
  • Such quills are usually moved linearly by conventional drives, such as spindle drives or hydraulic drives, and driven by rotary drives.
  • the object of the invention is to make a drive unit for industrial production, in particular for machine tools, structurally as advantageous as possible.
  • a drive unit for industrial production in particular for machine tools, of the type described in the introduction in that secondary part elements for a rotary linear drive of the actuator about the longitudinal axis and for a translational linear drive in the longitudinal direction are arranged, which form an at least rotationally usable secondary part structure and an at least translationally effective secondary part structure that around the actuator primary part elements for the rotary linear drive of the actuator about the longitudinal axis as well as for the translational linear drive of the actuator in the longitudinal direction, which form an at least rotationally effective primary part structure and an at least translationally effective primary part structure.
  • An expedient solution provides in particular that secondary part elements for a rotary linear drive of the actuator about the longitudinal axis and for a translational linear drive in the longitudinal direction are arranged on the actuator, which at least partly form a secondary part structure that is effective for rotary drive and at least partly a translational one
  • the drive-effective secondary part structure is such that primary part elements for the rotary linear drive of the actuator about the longitudinal axis and for the translational linear drive of the actuator in the longitudinal direction are arranged around the actuator, which at least partly form a rotary-acting primary part structure and at least partly a translatory primary part structure form.
  • the advantage of the solution according to the invention can be seen in the fact that by arranging secondary part elements directly on the actuator, which on the one hand enable a rotary linear drive and on the other hand a translatory linear drive, a particularly simple, in particular compact drive structure is created, which on the other hand is due to the direct arrangement the actuator also ensures high positional stability, positional accuracy and rigidity. No further details were given with regard to the secondary part elements used.
  • An advantageous exemplary embodiment provides that the secondary part elements comprise magnets. These could be energized magnets.
  • the magnets are permanent magnets, since a power supply to the actuator can then be omitted.
  • the secondary part elements comprise currentless, that is to say windings which are not externally supplied with current, in which currents are induced by fields of the primary part and thus also magnetization is achieved.
  • both rotationally and translationally active secondary part structures can be combined in a simple manner so that there is also the possibility of carrying out either only rotational movements or also only only translatory movements or a combination of all of these.
  • Such secondary part structures can be implemented particularly easily if they are arranged mirror-symmetrically to one another.
  • Such a mirror plane preferably runs perpendicular to the longitudinal direction.
  • an advantageous exemplary embodiment provides that an embodiment of an at least rotationally active secondary part structure has secondary part elements with strip-shaped magnetic poles with at least one component in the longitudinal direction. Magnetic poles of this type in the longitudinal direction are particularly suitable for a rotary linear drive.
  • a magnetic pole is understood to mean magnetic poles that are magnetized either by the magnets encompassed by the secondary part elements or by currentless windings, that is to say, windings that are not externally supplied with current.
  • Strip-shaped magnetic poles formed in this way can be aligned in a wide variety of ways.
  • the secondary part elements then act both rotationally and translationally.
  • strip-shaped magnetic poles are aligned such that they extend approximately parallel to the longitudinal direction.
  • the stripe-shaped magnetic poles essentially only have a rotary effect.
  • an embodiment of an at least linear translationally effective secondary part structure has secondary part elements with strip-shaped magnetic poles with at least one component running perpendicular to the longitudinal direction.
  • Such magnetic poles are particularly suitable for a translatory linear drive in the longitudinal direction.
  • the magnetic poles of the secondary part structure, which is at least linearly translatory, can also be aligned in a wide variety of ways.
  • strip-shaped magnetic poles extend obliquely to the longitudinal direction and thus act both linearly translationally and rotationally.
  • stripe-shaped magnetic poles extend approximately parallel to the azimuthal direction of the actuator and are therefore essentially only linearly translationally effective.
  • the secondary sub-elements comprise magnetic poles which are circumferential in an azimuthal direction of the actuator.
  • strip-shaped magnetic poles which run obliquely to the longitudinal direction
  • strip-shaped magnetic poles of one secondary part structure and the strip-shaped magnetic poles of the other secondary part structure form an angle of less than 180 ° with their longitudinal directions.
  • Angles in the range between approximately 30 ° and approximately 150 ° are preferably provided here.
  • a mirror plane is preferably provided, to which the longitudinal directions of the strip-shaped magnetic poles of one secondary part structure and the longitudinal directions of the strip-shaped magnetic poles of the other Secondary structure is mirror-symmetrical.
  • another exemplary embodiment of a secondary structure according to the invention provides that it has magnetic poles of secondary elements arranged in a two-dimensional surface pattern, of which several are arranged in succession both in the longitudinal direction and in the azimuth direction and can be used both rotationally and translationally effectively.
  • the magnetic poles have an extension in the longitudinal direction as well as in the azimuthal direction which is of the same order of magnitude, that is to say is not significantly larger in one of the directions than in the other direction.
  • the magnetic poles of the secondary part elements extend in the longitudinal direction and in the azimuthal direction only over a fraction of less than one tenth of the extent of the secondary part structure in the respective direction.
  • the primary part structure which can be used at least in a translatory manner, can also be used in a rotationally effective manner.
  • At least two primary substructures are provided and if the at least two primary substructures are designed and can be used in such a way that when both are activated, either their rotary action or their translational action can be canceled out, while a translational or rotary action can be added ,
  • Such primary part structures can be combined particularly advantageously if they are arranged mirror-symmetrically to one another.
  • a mirror plane preferably runs perpendicular to the longitudinal direction.
  • the primary part structure, which can be used at least in a rotational manner can only be used in a rotationally effective manner.
  • the primary part structure, which can be used at least in a translatory manner can only be used in a translationally effective manner.
  • an embodiment of an at least rotationally active primary part structure has primary part elements with strip-shaped poles running with at least one component in the longitudinal direction and magnetizable by a coil.
  • the strip-shaped poles can be aligned differently.
  • the strip-shaped poles extend obliquely to the longitudinal direction.
  • the poles are both translational and rotational.
  • strip-shaped poles extend approximately parallel to the longitudinal direction and are therefore only rotationally effective.
  • an embodiment of an at least translationally active primary part structure has primary part elements with strip-shaped poles which run at least one component perpendicular to the longitudinal direction and are magnetizable by a coil.
  • strip-shaped poles extend approximately parallel to the azimuthal direction and are therefore essentially only linearly translationally effective.
  • the primary part elements have poles running in the azimuthal direction, which in particular run in a ring around the actuator.
  • the poles running transversely to the longitudinal direction can either lie in surfaces that run obliquely to the longitudinal direction, which can be flat or curved, or preferably lie in planes that run perpendicular to the longitudinal direction.
  • strip-shaped poles When strip-shaped poles are provided, there is also the possibility, particularly in the case of an oblique course thereof, of arranging the strip-shaped poles of one primary part structure and the strip-shaped poles of the other primary part structure in such a way that their longitudinal directions form an angle which is less than 180 °.
  • This angle is preferably greater than approximately 30 ° and less than approximately 150 °.
  • this angle is greater than approximately 60 ° and smaller than approximately 120 °.
  • the effects of such primary part structures can be used particularly ideally if a mirror plane is provided, to which the longitudinal directions of the strip-shaped poles of one primary part structure and the longitudinal directions of the strip-shaped poles of the other primary part structure are mirror-symmetrical.
  • the primary part structure has primary part elements arranged in a two-dimensional surface pattern, each of which comprises poles that can be magnetized by a coil, of which several are arranged in succession both in the longitudinal direction and in the azimuthal direction and can be used both rotationally and translationally.
  • a primary part structure designed in this way creates the possibility both of being able to be used as rotationally effective and of being translationally effective.
  • Such a primary part structure can be constructed particularly advantageously if the poles have an extension in the longitudinal direction as well as in the azimuthal direction which is of the same order of magnitude, that is to say that the extension in one direction is not a multiple of the extension in the other Direction is, i.e. the poles are not strip-shaped.
  • a favorable design of such poles provides that the extension of the poles in the longitudinal direction and in the azimuthal direction is approximately the same. It is particularly expedient here if the primary part elements in the longitudinal direction and the azimuthal direction extend only over a fraction of less than one tenth of the extent of the primary part structures in the respective directions.
  • either the secondary part structure or the primary part structure is to be designed with a greater extension in the longitudinal direction, so that the area with which both overlap with one another is always of the same size.
  • the secondary part structure has an extension in the longitudinal direction that is at least larger than the extension of the primary part structure interacting with it by a maximum feed path of the actuator. This ensures in a simple and in particular cost-effective manner that the force that can be generated for displacement in the longitudinal direction can always be the same.
  • the primary part structures in the case of a separation of the primary part structures into a primary part structure which can be used in a rotationally effective manner and an at least linearly translationally effective use, it is preferably provided that their mutually facing ends are arranged at a distance from one another which corresponds at least to the maximum feed path of the actuator in the longitudinal direction.
  • This solution is particularly advantageous if the at least rotationally effective primary part structure and the at least linearly translationally effective primary part structure are assigned an at least rotationally effective or at least linearly translationally applicable secondary part structure.
  • the secondary part structure which can be used at least in a rotational manner and the secondary part structure which can be used in an at least linearly translatory manner essentially adjoin one another in the longitudinal direction.
  • the secondary part structure is designed in such a way that it can be used both rotationally and linearly translationally, it is preferably provided that the primary part structure that can be used at least in a rotational manner and the primary part structure that can be used at least in a linearly translatory manner are arranged immediately adjacent to one another.
  • a distance between a side of a primary part structure facing a bearing and the respective bearing corresponds at least to the maximum feed path of the actuator in the longitudinal direction.
  • the actuator has rotationally symmetrical lateral surfaces with respect to the longitudinal axis.
  • the lateral surfaces are in particular also lateral surfaces in the region of the secondary part structures.
  • the actuator has bearing surfaces that are rotationally symmetrical to the longitudinal axis and that are guided in bearing receptacles of the bearings.
  • the outer surface in the area of the secondary part structure can have a different radius than in the area of the bearing surface. It is particularly favorable if the lateral surface in the area of the secondary part structure has a radius identical to at least one bearing surface.
  • the lateral surfaces have the same radius as the bearing surfaces.
  • bearing surfaces are advantageously arranged such that they follow the secondary part structure in the longitudinal direction.
  • the bearing surfaces at least partially overlap the secondary part structure, so that it is not necessary to provide a distance between the primary part structure and the bearings, since the secondary part structure when the Actuator in the longitudinal direction is also movable into the bearing.
  • the drive unit has a control for positioning the actuator in the longitudinal direction and the azimuthal direction.
  • This control is preferably designed so that it includes a position detection device.
  • the position detection device can work in a wide variety of ways.
  • the position detection device comprises a position detection unit and a position detection structure that can be scanned by the position detection unit.
  • Such a position detection unit and a position detection structure can be arranged in a wide variety of ways. For example, it would be conceivable to arrange the position detection unit on the actuator and to determine its position with respect to the position detection structure from the actuator.
  • a particularly favorable solution provides that the position detection structure is connected to the actuator and the position detection unit is arranged on the bearing housing. No details have so far been given with regard to the formation of the situation detection structure.
  • An advantageous exemplary embodiment provides that the position detection structure extends in the azimuthal direction, in particular in order to detect the angular positions of the actuator. This is possible particularly advantageously if the position detection structure is designed as a structure which is closed in the azimuthal direction.
  • the position detection structure extends in the longitudinal direction.
  • the position detection structure can be implemented particularly expediently if it is arranged on a surface running around the longitudinal axis of the actuator.
  • the position detection structure is arranged on a surface that extends cylindrically to the longitudinal axis of the actuator, since both linear displacements and rotational displacements are then possible in a simple manner by detecting the position detection structure in the cylindrical surface.
  • the cylinder surface for the position detection structure could be arranged on a separate part.
  • the position detection structure is arranged on a cylinder surface of the actuator.
  • the position detection structure is arranged on a surface of the actuator which runs transversely to the longitudinal axis.
  • the position detection structure is arranged on an outside of the actuator. This has the advantage that the position detection structure for detecting the position is easily accessible.
  • the position detection structure is arranged on a lateral surface of the actuator.
  • the position detection structure can be arranged next to the secondary part structure.
  • Another advantageous embodiment which in particular enables a compact design of the drive unit, provides that the position detection structure extends at least partially over the secondary part structure.
  • a particularly favorable solution provides for the position detection structure to be arranged approximately in a central region of the secondary part structure.
  • the position detection structure extends both over the at least rotationally effective use as well as over the at least linearly translationally effective secondary part structure.
  • the position detection structure comprises structural bodies arranged in a regular pattern.
  • the structural bodies are preferably all identical.
  • the structural bodies are expediently arranged with interspaces between them in the position detection structure.
  • the position detection structure has a stochastic surface pattern, in which case the position detection unit is preferably a camera.
  • the scanning of the position detection structure it is preferably provided that it can be scanned by at least one sensor of the position detection unit, with which a rotation angle of the actuator about the longitudinal axis can be detected.
  • the position detection structure can be scanned by at least one sensor of the position detection unit, with which a linear translational movement in the longitudinal direction can be detected.
  • An advantageous solution provides that the primary part structure, which can be used at least in terms of rotation, can be controlled by the control with respect to the rotational position of the actuator relative to the bearing housing by means of a position control.
  • the provision of such a position control has the advantage that a very exact positioning of the actuator in the rotational position is possible.
  • an advantageous embodiment of the solution according to the invention provides that the primary part structure, which can be used at least in a linearly translatory manner, can be controlled by the control with regard to the linear position of the actuator in the longitudinal direction relative to the bearing housing by means of a position control.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a possible embodiment of a lathe with drive units according to the invention.
  • Fig. 2 shows a first embodiment of an inventive
  • Fig. 3 is a section along line 3-3 in Fig. 2;
  • FIG. 4 shows a schematic illustration similar to FIG. 2 of a second exemplary embodiment of a drive unit according to the invention
  • FIG. 5 shows a schematic illustration similar to FIG. 2 of a third exemplary embodiment of a drive unit according to the invention
  • FIG. 6 shows a schematic view similar to FIG. 2 of a fourth exemplary embodiment of a drive unit according to the invention.
  • Fig. 7 is an illustration of a course of magnetizable poles and their
  • FIG. 8 shows a schematic illustration similar to FIG. 2 of a fifth exemplary embodiment of a drive unit according to the invention.
  • Fig. 9 is a schematic representation similar to Fig. 2 of a sixth
  • Embodiment of a drive unit according to the invention shows a schematic illustration similar to FIG. 2 of a seventh exemplary embodiment of a drive unit according to the invention
  • FIG. 12 shows a schematic illustration of a first exemplary embodiment of a position detection device
  • FIG. 13 shows a schematic illustration of a second exemplary embodiment of a position detection device according to the invention.
  • FIG. 14 shows a schematic illustration of a first form of structural elements of a position detection structure
  • FIG. 15 shows a schematic illustration of a second form of structural elements of a position detection device according to the invention.
  • FIG. 16 shows a schematic illustration of a third form of structural elements of a position detection device according to the invention.
  • Fig. 20 shows a third possibility of arranging an inventive
  • FIG. 21 shows a third exemplary embodiment of a position detection device according to the invention.
  • FIG. 1 An embodiment of a machine tool according to the invention shown in FIG. 1, in this case a lathe, comprises a machine frame 10, on which a drive unit 12 for a spindle 14 is held, which has a chuck 18 for receiving a workpiece 16, the spindle 14 passing through the drive unit 12 is rotatable about a spindle axis 20 and is drivable and supported in the direction of the spindle axis 20, that is to say a Z direction, by the drive unit 12.
  • the machine tool comprises a drive unit 22 for moving a tool carrier 24, which comprises, for example, two turret heads 26 and 28, which are seated on a common turret carrier 30, and can be rotated relative to the turret carrier 30 about a switching axis 32, the switching axis 32, for example, parallel to the Z Direction.
  • a tool carrier 24 comprises, for example, two turret heads 26 and 28, which are seated on a common turret carrier 30, and can be rotated relative to the turret carrier 30 about a switching axis 32, the switching axis 32, for example, parallel to the Z Direction.
  • the entire turret carrier 30 can be rotated by the drive unit 22 about an axis 32, for example a B axis, and can be displaced in the direction of the axis 32, that is to say for example an X direction.
  • the X direction is transverse, preferably perpendicular to the spindle axis 20, so that by moving the tool carrier 24 tools 36 of the turret heads 26, 28 in the X direction to the spindle axis 20 are displaceable and positionable to machine the workpiece 16, the Movement of the workpiece 16 in the Z direction can be done by moving the spindle 14.
  • Both the movements of the tool carrier 24 and the movements of the spindle 14 are controlled by a controller 40 which cooperates with the drive units 12 and 22 to position both the spindle 14 and the tool carrier 24 relative to one another such that each of the tools 36 is used in a manner suitable for machining the workpiece 16.
  • the drive unit 12 for the spindle 14 and the drive unit 22 for the tool carrier 24 can in principle be constructed in the same way, with each of these drive units 12, 22 comprising an actuator 50 in a first exemplary embodiment shown in FIGS. 2 and 3 relative to a bearing housing 52 is both rotatable about a longitudinal axis 54 and slidably supported in the direction of the longitudinal axis 54.
  • the actuator 50 forms part of the spindle 14, which carries the chuck 18, and in the case of the tool carrier 24 forms part of the tool carrier 24, which carries the bearing head 30.
  • the actuator 50 is supported on the bearing housing 52 by two bearings 56 and 58 which are arranged at a distance from one another and which are designed, for example, as hydrostatic or aerostatic bearings. Furthermore, the actuator 50 is preferably designed as a cylindrical body with circumferential surfaces 60 to the longitudinal axis 54, which has bearing surfaces 62 for forming the bearing 56, which are rotatable about the longitudinal axis 54 as well as displaceable in the direction of the latter in a bearing receptacle 64 arranged fixedly on the bearing housing 52 , In addition, to form the bearing 58, the actuator 50 has bearing surfaces 66 which are rotatable about the longitudinal axis 54 relative to a bearing receptacle 68 arranged on the bearing housing 52 and are displaceable in the direction thereof.
  • first secondary part structure 70R which has first secondary part elements 72R, which each form magnetic poles 74R.
  • the magnetic poles 74R are arranged such that in an azimuthal direction 76 to the longitudinal axis 54 successive magnetic poles 74R have alternating polarities 74RN, 74RS and which are elongated, for example, in a longitudinal direction 78 running parallel to the longitudinal axis 54.
  • the actuator 50 is provided with a second secondary part structure 70L, which has second secondary part elements 72L, which in turn form magnetic poles 74L.
  • the magnetic poles 74L are arranged such that successive magnetic poles 74L in the direction 78 have alternating polarities 74LN, 74LS and are formed, for example, in the azimuthal direction 76 around the longitudinal axis 54.
  • the secondary part structures 70R and 70L can be formed by secondary part elements 72R and 72L, which either comprise permanent magnets or short-circuit windings that are not actively supplied with current.
  • the first secondary part structure 70R is assigned a first primary part structure 80R, which has first primary part elements 82R, which has magnetizable poles 84R successively arranged in the azimuthal direction 76, wherein successive poles 84R have alternating polarities 84RN, 84RS in the azimuthal direction 76.
  • the magnetic poles 84R are preferably elongated in the longitudinal direction 78.
  • Each of the poles 84R is also assigned a coil 86R for magnetizing the respective pole 84R.
  • a primary part structure 80L which has individual primary part elements 82L which form magnetizable poles 84L, wherein successive poles 84L in the longitudinal direction 78 have alternating polarities 84LN, 84LS and preferably in the azimuthal direction 76 around the second secondary part structure 70L stretch around.
  • the primary part elements 82L also include coils 86L for magnetizing the poles 84L.
  • the first primary part structure 80R thus forms, together with the first secondary part structure 70R, a rotary direct drive 90R for generating a rotary movement of the actuator 50 about the longitudinal axis 54
  • the second primary part structure 80L forms, together with the second secondary part structure 70L, a second direct linear drive effective in the longitudinal direction 78 for the movement of the actuator 50 relative to the bearing housing 52.
  • the rotary direct drive 90R is designed such that the torque that can be generated by it is independent of the position of the actuator 50 with respect to the direction 78 and, on the other hand, is preferred the linear direct drive 90L is designed in such a way that its force acting on the actuator 50 in the longitudinal direction 78 is independent of the rotational position of the actuator 50 relative to the bearing housing 52.
  • the force effect generated by each of the two direct drives 90R and 90L is independent of the movement generated by the other direct drive 90L or 90R.
  • the first secondary part structure 70R has an extension AR in the longitudinal direction 78 that is greater than an extension ER of the first primary part structure 80R in the longitudinal direction 78 by at least a maximum feed path V of the actuator 50 relative to the length housing 52.
  • an extension AL of the second secondary part structure 70L in the longitudinal direction 78 by the maximum feed path V is also greater than an extension EL of the second primary part structure 80L in the direction 78.
  • the secondary part structures 70R and 70L are to be arranged in such a way that there is no collision when the actuator 50 moves with the maximum feed path V. occurs with the bearings 56, 58 or these supporting wall areas 57, 59 of the bearing housing 52, so that when the actuator 50 is positioned centrally between a maximally retracted position and a maximally advanced position, the distance 71 from the ends 71 facing the respective bearings 56, 58 the bearings 56 or 58 or these bearing wall areas 57, 59 corresponds to at least half the feed path.
  • the primary part structures 80R, 80L with their ends 81 facing the bearings 56, 58 must be arranged such that they are at least a distance from the bearings 56 or 58 corresponding to the maximum feed path V. or the wall areas 57, 59 of the bearing housing 52 which support them.
  • the actuator 50 is mounted in a bearing housing 52 'by two bearings 56 and 58, which, however, are arranged such that between the bearing 56 and the bearing 58 both the first secondary part structure 70R and the second secondary part structure 70L and the first primary part structure 80R as well as the second primary part structure 80L are seated and thus the actuator 50 is mounted on both sides of the direct drives 90R and 90L. Consequently, a very stable guidance for the actuator 50 is possible, which has a positive effect on the stable positioning of the tool carrier 24 or the spindle 14.
  • the direct drives 90L and 90R are configured in the same way as in the first exemplary embodiment.
  • the same reference numerals are used as in the first exemplary embodiment, and with regard to the description thereof, reference is made in full to the explanations for the first exemplary embodiment.
  • the primary part structures 80R and 80L are arranged in the second exemplary embodiment in such a way that their mutually facing ends 79 are at a distance from one another which corresponds at least to the maximum feed path.
  • the primary part structures 80R and 80L are arranged such that their ends 81 facing the bearings 56, 58 or the wall regions 57, 59 supporting the bearings are at a distance which corresponds at least to the maximum feed path.
  • the actuator 50 carries a secondary part structure 70 ', which is no longer divided into a first and second secondary part structure as in the previous exemplary embodiments, but is constructed in such a way that it Azimuthal direction 76 around the longitudinal axis 54 and in the longitudinal direction 78 is effective.
  • the secondary part structure 70 ' is constructed, for example, in such a way that it has magnetic poles 74'N and 74'S which alternate both in the azimuthal direction 76 and in the longitudinal direction 78, in which case the regions forming the magnetic poles 74'N enclose the areas forming the magnetic poles 74'S, so that the areas forming the magnetic poles 74'N form a kind of coherent grid, between which the areas forming the magnetic poles 74'S are arranged in the form of isolated islands.
  • a rotational and a linear translatory drive of the actuator 50 is possible in that both a first primary part structure 80R and a second primary part structure 80L are provided, both of which are arranged in succession in the longitudinal direction 78 in the same way as in the preceding two exemplary embodiments and are constructed in the same way as described in connection with the first exemplary embodiment, but in this case directly adjoin one another in the longitudinal direction 78.
  • the first primary part structure 80R with the alternating poles 74'N and 74'S in succession in the azimuthal direction 76, enables the actuator 50 to be driven in rotation, while the second primary part structure 80L enables the actuator 50 to be linearly displaced in the longitudinal direction 78 on account of the alternating ones in the longitudinal direction 78 Magnetic poles 74'N and 74'S enables
  • the uniform and continuous secondary part structure 70 'thus makes it possible to arrange the primary parts 80R and 80L immediately adjacent to one another and thus to avoid a distance between the primary part structures 80R and 80L which corresponds at least to the feed path V in the direction of the longitudinal axis 54, so that the third exemplary embodiment of the invention Drive unit is still shorter by the feed path V of the actuator 50 in the direction 78 than the first and second exemplary embodiments, but opens up the possibility of using the primary part structures 80R and 80L provided in the first and second exemplary embodiments.
  • a secondary part structure 70 ′′ is provided which has magnetic poles 74 ′′ N and 74 ′′ S arranged next to one another in the manner of a checkerboard, each of the magnetic poles 74 ′′ being formed by a secondary part element 72 ′′.
  • the actuator 50 is thus provided with successively arranged magnetic poles 74 ′′ both in the azimuthal direction 76 and in the direction 78 parallel to the longitudinal axis 54, which overall form the secondary part structure 70 ′′.
  • the secondary part structure 70 does not necessarily have to have rectangular magnetic poles 74", but can also be designed with differently shaped magnetic poles, each symmetrical to intersection points M of a network structure which is uniform both in the azimuthal direction 76 and in the direction 78, so that the intersection points M have the same distance dimensions from one another both in the azimuthal direction 76 and in the longitudinal direction 78.
  • Two primary part structures 801 and 8011 are provided for driving such a secondary part structure 70 ′′ both with respect to a rotation about the longitudinal axis 54 and a displacement in the longitudinal direction 78.
  • Each of these primary part structures 801 and 8011 comprises magnetizable poles 841 and 8411, respectively, which run on a circular cylindrical surface coaxial with the longitudinal axis 54 such that, as shown in FIG. 7, the magnetizable poles 841 of the primary part structure 801 are parallel to one another and obliquely in the development to the longitudinal direction 78 and obliquely to the azimuth direction 76, for example along a connecting line between the center points M of the network structure in a direction 881 which forms an acute angle with the longitudinal direction 78 and the azimuth direction 76 in the development.
  • the poles 841 are further arranged in a direction 891 successively with alternating polarity.
  • the poles 84 thus act on the magnetic poles 74 ′′ opposite them in such a way that one pole 841 of the primary part structure 801 interacts with a number of successive magnetic poles 7411 of the secondary part structure 70 ′′ in the direction 881, as a result of which a force F in the direction acts on the actuator 50 891 acts, which can be broken down into a force FL, which is parallel to the longitudinal direction 78 and a force FA, which acts parallel to the azimuthal direction 76.
  • the secondary part structure 8011 is mirror-symmetrical to a mirror plane S running perpendicular to the longitudinal axis 78 like the secondary part structure 801, but with the difference that the directions 8811 and 8911 run transversely to the directions 881 and 891 and thus the resulting force FII acts transversely to the force FI and thus the forces FL I and FL II as well as FA I and FA II are directed parallel to one another and can therefore act in opposite or in the same direction.
  • the described solution according to FIGS. 6 and 7 allows the actuator 50 to be operated in such a way that it can be rotated or displaced linearly in one direction. It is even more advantageous to provide a total of four primary substructures corresponding to the primary substructures 801 and 8011, so that a total of forces FPI, -FPI, FPII, -FPII can be generated, with which a stationary actuator, which is also controlled by the direct drive, can be implemented in a favorable manner can be held fixed in this position by the direct drive.
  • a fifth exemplary embodiment shown in FIG.
  • the secondary part structure 70 is designed in the same way as in the fourth exemplary embodiment, but in addition the primary part structure 80" is also designed accordingly, that is to say that primary part elements 82 "arranged next to one another in a checkerboard pattern are developed. are provided, which each form individual magnetizable poles 84 ", which then form successive rows with alternating magnetization 84" N and 84 "S both in the direction 78 and in the direction 76.
  • the individual primary part elements 82 ′′ can thus be controlled individually in a suitable manner in order to move the actuator 50 in the direction 76, that is to say in the form of a rotation about the longitudinal axis 54 and / or a linear movement in the direction 78, that is to say parallel to the longitudinal axis 54 move.
  • the illustrated solution according to FIG. 8 functions even better if the pole pitch of the primary part structure 80 "in the azimuthal direction 76 and the longitudinal direction 78 is smaller than the pole pitch of the secondary part structure 70".
  • the bearing surfaces 62 'of the bearing 56 provided on the actuator 50 and the bearing surfaces 66' of the bearing 58 have a diameter which corresponds to that of the outer surface 60 "of the secondary part structure 70", so that there is also the possibility of using to drive the area of the actuator having the secondary part structure 70 "into the bearing receptacles 64 in order to realize the maximum possible feed path V of the actuator 50.
  • This also eliminates the need for a distance between the ends 81 of the primary part structure 80 facing the bearings 56, 58," see above that the bearing receptacles 64, 68 can directly adjoin the primary part structure 80 ".
  • two secondary part structures 70 I and 70 II are provided, which are constructed from secondary part elements 72 I and 72 II, the secondary part elements 72 I and 72 II being strip-shaped poles 74 I and 74 II have, which, as shown in particular in Figure 11, extend in the development in longitudinal directions 77 I and 77 II, which extend obliquely both to the longitudinal direction 78 and obliquely to the azimuthal direction 76.
  • the longitudinal directions 77 I and 77 II of the secondary part structures 70 I and 70 II are preferably arranged such that the longitudinal directions 77 I and 77 II are mirror-symmetrical to the mirror plane S and form an angle W1 with one another which is between 0 and 180 °, preferably in a range between about 30 ° and about 150 °, more preferably in a range between about 60 ° and about 120 °.
  • Both the poles 741 and the poles 7411 are arranged in succession in the secondary part in such a way that successive poles 741 or 7411 each have a different magnetization or can be magnetized differently, so that a pole 74IN or 74IIN is followed by a pole 74IS or 74IIS.
  • secondary part structures 701 and 7011 from adjacent poles 741 and 7411 with alternating magnetization or alternating magnetizability is known from the construction of linear motors.
  • secondary part structures 701 and 7011 to primary part structures 801 and 8011, which are also composed of primary part elements 821 and 8211 with strip-shaped poles 841, 8411, which are parallel to longitudinal directions 881 and 8811 extend, wherein the longitudinal directions 881 and 8811 are mirror-symmetrical to the mirror plane S and extend at an angle W2 to each other, which is also between 0 and 180 °, preferably of the same order of magnitude as the angle W1, but can differ from the angle W1 by to reduce the torque ripple.
  • the longitudinal directions 881 and 8811 run obliquely to the longitudinal direction 78 and obliquely to the azimuthal direction 76.
  • Each of the longitudinal directions 881 and 8811 is preferably inclined by approximately the same angle with respect to the longitudinal direction 78, but in a different direction.
  • Each of the primary substructures 801 and 8011 now interacts with the corresponding secondary substructure 701 or 7011 in such a way that, through the sole interaction of the respective primary substructure 801 or 8011 with the corresponding secondary substructure 701 or 7011, both a rotationally driving effect and a translationally displacing effect arises.
  • the force effects between the primary part structure 801 and the secondary part structure 701 as well as the primary part structure 8011 and the secondary part structure 7011 can be combined with one another by means of opposing control, so that either rotationally acting forces or translationally acting forces can be at least partially compensated for or completely eliminated , so that the actuator 50 can thus be moved both rotationally and linearly translationally, as already described in connection with the fourth exemplary embodiment according to FIGS. 6 and 7.
  • poles 841, 8411 of the primary part structures 801 and 8011 attract and fix corresponding poles 741 and 7411.
  • a first position detection unit 110 is provided, which preferably detects, coaxially to the longitudinal axis 54, a position of a central region 112 of an end face 114 of the actuator 50, which is for example the end face that corresponds to Chuck 18 or the turret carrier 30 is arranged opposite.
  • the first position detection unit 110 is designed such that it interferometrically detects the distance to the area 112.
  • At least one second position detection unit 120 is provided, which detects a position detection structure 122 on the front side 114 of the actuator 50.
  • the second position detection unit 120 is preferably designed such that it is able to detect the position detection structure 122 in different positions of the actuator 50 in the longitudinal direction 78 and independently of these positions of the actuator 50, so that by scanning the position detection structure 122, for example of structural elements 124 with different reflectivity by optical means the second position detection unit 120, the rotational position of the actuator 50 can be detected continuously and independently of the displacement of the actuator 50 in the longitudinal direction 78.
  • both a movement in the azimuthal direction 76 and a movement in the longitudinal direction 78 can be detected in that one in the azimuthal direction 76 and the longitudinal direction 78 and coaxial to the longitudinal axis 54 of the cylindrical surface 130, the position detection structure 122 'is provided with structural elements 132, which differ in their detectability from intermediate regions 134 lying between the structural elements 132 and delimited by a transition region 136, in the simplest case an edge with respect to the regions 134 surrounding them are.
  • the structural elements 132 can be distinguished in a variety of ways from the regions 134 surrounding them. In the simplest case, the structural elements 132 are elevations or depressions with respect to the areas 134 surrounding them, which can be detected optically or inductively or capacitively, for example.
  • a position detection structure 122 'formed by the structural elements 132 and the areas 134 surrounding them is scanned, for example by the position detection unit 120' by simultaneously scanning three touch points TP1, TP2, TP3, wherein the tactile points TP1 to TP3 are to be created in such a pattern relative to one another that when the tactile point TP1 lies on one of the structural elements 132, the tactile points TP2 and TP3 into the structural elements 132 surrounding areas 134 are such that the tactile point TP2 is shifted in the longitudinal direction 78 with respect to the tactile point TP2 and the tactile point TP3 in the azimuthal direction 76 is shifted with respect to the tactile point TP1, as shown in FIG. 13.
  • the tactile point TP3 moves between the structural elements 132 without the position detection unit 120 'making changes, in particular to transition areas 136, detects, while the touch points TP1 and TP2 each pass from the area 134 surrounding a structural element 132 to the structural elements 132 and in turn continuously pass from this to an area 134 surrounding the structural element 132 and thus the transition areas 136 and consequently continuously at the touch points TP1 and TP2 Changes corresponding to the distance between the structural elements 132 and the movement of the actuator 50 in the direction 78 can be determined.
  • a position detection unit 120' of the position detection device 100 ' can be changed by the changes at the touch points TP1 to TP3 recognize that actuator 50 is moving in direction 78.
  • Structural elements 132 of this type can be designed in the most varied of ways. As shown in FIG. 14, it is possible to design the structural elements 132 as cubes or cuboids, which stand out from the regions 134 surrounding them, the structural elements designed as cubes or cuboids having a surface 138 whose edge lengths are A and B and the areas extending between the structural elements have a distance a in the direction of the edge length A and a distance b in the direction of the edge length B, the distance a preferably being equal to the edge length A and the distance b being equal to the edge length B.
  • the structural elements 132 ' are designed as pyramid bodies, which for example can also adjoin one another with their base areas, so that the regions 134 surrounding the pyramid bodies 132' ultimately only have a linear extension.
  • the structural elements 132 "are depressions which, starting from a surface area 134" surrounding them, extend into the material forming the surface 130.
  • the position detection structure 122 or 122 ' can be arranged on the actuator 50 in a wide variety of ways. For example, as shown in FIG. 18, it is conceivable to provide the position detection structure 122 'in a central region of the actuator 50, for example in a region in which the position detection structure 122' both partly the first secondary part structure 70A and partly the second secondary part structure 70L overlaps, the position detection unit 120 'being arranged such that it is arranged on the stator housing 52' between the first primary part structure 80R and the second primary part structure 80L and is therefore able to position the position detection structure 122 'in a manner between the primary part structures 80R and 80L area to be detected for detection.
  • the position detection structure 122 Since the position detection structure 122 'has only deviations of less than 1 mm from the surface 130, the position detection structure can be arranged such that it overlaps the secondary part structures 70R and 70L without negatively affecting their effectiveness. It is thus also possible to arrange the position detection structure 122 'in such a way that parts of it - depending on the position of the actuator 50 - are either surrounded by the primary part structure 80R or the primary part structure 80L, without the interaction between the respective primary part structure 80R, 80L and the corresponding secondary part structure 70R or 70L or to negatively influence an air gap between the respective primary part structure 80R, 80L and the corresponding secondary part structure 70R or 70L.
  • FIG. 19 which corresponds to the fifth exemplary embodiment according to FIG.
  • the position detection structure 122 ' is arranged in a region of the secondary part structure 70 "which is completely enclosed by the primary part structure 80" and which The primary part structure 80 "only has a recess in order to be able to arrange the position detection unit 120 'in such a way that it is able to detect the position detection structure 122' in all positions of the actuator 50, in particular in all positions of the actuator 50 in the longitudinal direction 78 ,
  • the fact that the actuator 50 has an appreciably large diameter is used to the effect that the actuator 50 is provided with a recess 150 which extends from the end face 114 and surrounds an interior 148, whose cylindrical wall surface 152, which is coaxial with the central axis 54, forms the cylinder surface 130 on which the position detection structure 122 'is arranged.
  • the position detection unit 120 ' is arranged on an arm 154 which extends into the recess 150 and thus positions the position detection unit 100' in such a way that it is independent of the displacement of the actuator 50 in the longitudinal direction 78 and also independent of the rotation of the actuator 50 in the azimuthal direction 76 is still able to detect the structural elements 132 of the position detection structure 122 'and the areas 134 surrounding them and thus to detect both the position of the actuator 50 in the longitudinal direction 78 and the corresponding rotational position of the actuator 50.

Abstract

The invention relates to a drive unit designed for industrial manufacturing, in particular for machine-tools. Said unit comprises a bearing housing and an actuator that extends in the direction of a longitudinal axis, said actuator being mounted on two bearings that lie at a distance from one another in a longitudinal direction parallel to the longitudinal axis and are fixed to the bearing housing and being mounted so that it can be displaced in relation to the bearing housing and can rotate about the longitudinal axis in relation to said housing. The aim of the invention is to configure said drive unit in the most advantageous manner. To achieve this, secondary sub-elements are arranged on the actuator to induce a rotative linear drive of said actuator around the longitudinal axis and a translatory linear drive in the longitudinal direction, said sub-elements forming at least one secondary sub-structure that acts in a rotative manner and at least one secondary sub-structure that acts in a translatory manner. In addition, primary sub-elements are arranged around the actuator to induce a rotative linear drive of said actuator around the longitudinal axis and a translatory linear drive in the longitudinal direction, said primary sub-elements forming at least one primary sub-structure that acts in a rotative manner and at least one primary sub-structure that acts in a translatory manner.

Description

Antriebseinheit drive unit
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für die industrielle Fertigung, insbesondere für Werkzeugmaschinen, umfassend ein Lagergehäuse, einen sich in Richtung einer Längsachse erstreckenden Aktor, welcher in zwei in einer zur Längsachse parallelen Längsrichtung im Abstand voneinander angeordneten und am Lagergehäuse gehaltenen Lagern in der Längsrichtung relativ zum Lagergehäuse verschiebbar und um die Längsachse relativ zum Lagergehäuse drehbar gelagert ist.The invention relates to a drive unit for industrial production, in particular for machine tools, comprising a bearing housing, an actuator extending in the direction of a longitudinal axis, which in two in a longitudinal direction parallel to the longitudinal axis at a distance from each other and held on the bearing housing in the longitudinal direction relative to Bearing housing is slidable and rotatably mounted about the longitudinal axis relative to the bearing housing.
Derartige Antriebseinheiten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie dienen insbesondere als sogenannte Pinolen dazu, Werkzeuge oder Werkstücke zur Bearbeitung zu positionieren, wobei diese Pinolen einen Werkstückträger oder einen Werkzeugträger mit mindestens einem Werkzeug oder mehreren Werkzeugen zum Bearbeiten eines Werkstücks tragen.Such drive units are known from the prior art. They serve, in particular, as so-called quills to position tools or workpieces for machining, these quills carrying a workpiece carrier or a tool carrier with at least one tool or several tools for machining a workpiece.
Derartige Pinolen werden in der Regel linear durch konventionelle Antriebe, wie zum Beispiel Spindelantriebe oder hydraulische Antriebe, verschoben und durch Drehantriebe angetrieben.Such quills are usually moved linearly by conventional drives, such as spindle drives or hydraulic drives, and driven by rotary drives.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit für die industrielle Fertigung, insbesondere für Werkzeugmaschinen, konstruktiv möglichst vorteilhaft zu gestalten.The object of the invention is to make a drive unit for industrial production, in particular for machine tools, structurally as advantageous as possible.
Diese Aufgabe wird bei einer Antriebseinheit für die industrielle Fertigung, insbesondere für Werkzeugmaschinen, der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem Aktor Sekundärteilelemente für einen rotatorischen Linearantrieb des Aktors um die Längsachse sowie für einen translatorischen Linearantrieb in der Längsrichtung angeordnet sind, welche eine zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur und eine zumindest translatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur bilden, daß um den Aktor herum Primärteilelemente für den rotatorischen Linearantrieb des Aktors um die Längsachse sowie für den translatorischen Linearantrieb des Aktors in der Längsrichtung angeordnet sind, welche eine zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur und ein zumindest translatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur bilden.This object is achieved according to the invention in a drive unit for industrial production, in particular for machine tools, of the type described in the introduction in that secondary part elements for a rotary linear drive of the actuator about the longitudinal axis and for a translational linear drive in the longitudinal direction are arranged, which form an at least rotationally usable secondary part structure and an at least translationally effective secondary part structure that around the actuator primary part elements for the rotary linear drive of the actuator about the longitudinal axis as well as for the translational linear drive of the actuator in the longitudinal direction, which form an at least rotationally effective primary part structure and an at least translationally effective primary part structure.
Eine zweckmäßige Lösung sieht dabei insbesondere vor, daß auf dem Aktor Sekundärteilelemente für einen rotatorischen Linearantrieb des Aktors um die Längsachse sowie für einen translatorischen Linearantrieb in der Längsrichtung angeordnet sind, welche zumindest zum Teil eine zum rotatorischen Antrieb wirksame Sekundärteilstruktur bilden und zumindest zum Teil eine translatorischen Antrieb wirksame Sekundärteilstruktur bilden, daß um den Aktor herum Primärteilelemente für den rotatorischen Linearantrieb des Aktors um die Längsachse sowie für den translatorischen Linearantrieb des Aktors in der Längsrichtung angeordnet sind, welche zumindest zum Teil eine rotatorisch wirkende Primärteilstruktur bilden und zumindest zum Teil eine translatorisch wirkende Primärteilstruktur bilden.An expedient solution provides in particular that secondary part elements for a rotary linear drive of the actuator about the longitudinal axis and for a translational linear drive in the longitudinal direction are arranged on the actuator, which at least partly form a secondary part structure that is effective for rotary drive and at least partly a translational one The drive-effective secondary part structure is such that primary part elements for the rotary linear drive of the actuator about the longitudinal axis and for the translational linear drive of the actuator in the longitudinal direction are arranged around the actuator, which at least partly form a rotary-acting primary part structure and at least partly a translatory primary part structure form.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß durch das Anordnen von Sekundärteilelementen unmittelbar auf dem Aktor, die einerseits einen rotatorischen Linearantrieb und andererseits einen translatorischen Linearantrieb ermöglichen, eine besonders einfache insbesondere kompakt bauende Antriebsstruktur geschaffen ist, die andererseits aufgrund der unmittelbaren Anordnung auf dem Aktor auch noch zusätzlich eine hohe Lagestabilität, Lagegenauigkeit und Steifigkeit gewährleistet. Hinsichtlich der verwendeten Sekundärteilelemente wurden keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß die Sekundärteilelemente Magnete umfassen. Dies könnten bestromte Magnete sein.The advantage of the solution according to the invention can be seen in the fact that by arranging secondary part elements directly on the actuator, which on the one hand enable a rotary linear drive and on the other hand a translatory linear drive, a particularly simple, in particular compact drive structure is created, which on the other hand is due to the direct arrangement the actuator also ensures high positional stability, positional accuracy and rigidity. No further details were given with regard to the secondary part elements used. An advantageous exemplary embodiment provides that the secondary part elements comprise magnets. These could be energized magnets.
Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Magnete Permanentmagnete sind, da dann eine Stromzufuhr zum Aktor entfallen kann.However, it is advantageous if the magnets are permanent magnets, since a power supply to the actuator can then be omitted.
Ein anderes vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die Sekundärteilelemente stromlose, das heißt nicht extern mit Strom gespeiste Wicklungen umfassen, in welchen durch Felder des Primärteils Ströme induziert werden und somit auch eine Magnetisierung erreicht wird.Another advantageous exemplary embodiment provides that the secondary part elements comprise currentless, that is to say windings which are not externally supplied with current, in which currents are induced by fields of the primary part and thus also magnetization is achieved.
Hinsichtlich der zumindest rotatorisch wirksam einsetzbaren Sekundärteilstruktur wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.With regard to the secondary part structure that can be used at least in terms of rotation, no further details have so far been given.
So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, daß die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur auch translatorisch wirksam einsetzbar ist.An advantageous solution provides that the secondary part structure, which can be used at least in a rotational manner, can also be used in a translatory manner.
Darüber hinaus ist es auch bei der zumindest translatorisch wirksam einsetzbaren Sekundärteilstruktur von Vorteil, wenn diese auch rotatorisch wirksam einsetzbar ist.In addition, it is also advantageous in the secondary part structure that can be used at least in a translatory manner if it can also be used in a rotationally effective manner.
Besonders günstig ist es, wenn zwei Sekundärteilstrukturen vorgesehen sind und wenn die zwei Sekundärteilstrukturen derart ausgebildet und aktivierbar sind, daß sich entweder deren rotatorische Wirkung oder deren translatorische Wirkung gegenseitig aufhebt, während sich eine translatorische bzw. rotatorische Wirkung addiert. Damit lassen sich in einfacher Weise sowohl rotatorisch als auch translatorisch wirksame Sekundärteilstrukturen so kombinieren, daß auch die Möglichkeit besteht, entweder nur rotatorische oder auch entweder nur translatorische Bewegungen oder eine Kombination all dieser auszuführen.It is particularly expedient if two secondary part structures are provided and if the two secondary part structures are designed and can be activated such that either their rotational effect or their translational effect cancel each other out, while a translatory or rotational effect is added. In this way, both rotationally and translationally active secondary part structures can be combined in a simple manner so that there is also the possibility of carrying out either only rotational movements or also only only translatory movements or a combination of all of these.
Besonders einfach lassen sich derartige Sekundärteilstrukturen dann ausführen, wenn diese spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind.Such secondary part structures can be implemented particularly easily if they are arranged mirror-symmetrically to one another.
Eine derartige Spiegelebene läuft dabei vorzugsweise senkrecht zur Längsrichtung.Such a mirror plane preferably runs perpendicular to the longitudinal direction.
Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, die zumindest rotatorisch wirksame Sekundärteilstruktur so auszubilden, daß diese nur rotatorisch wirksam einsetzbar ist.As an alternative to this, it is also conceivable to design the at least rotationally effective secondary part structure in such a way that it can only be used in a rotationally effective manner.
Ferner ist es ebenfalls denkbar, die zumindest translatorisch wirksame Sekundärteilstruktur so auszubilden, daß diese nur translatorisch wirksam einsetzbar ist.Furthermore, it is also conceivable to design the at least translationally effective secondary part structure in such a way that it can only be used in a translationally effective manner.
Damit liegt eine exakte Trennung der Erzeugung translatorischer und rotato- rischer Bewegungen vor, wodurch die Ansteuerung einer derartigen Antriebseinheit einfach ausgebildet werden kann.There is thus an exact separation of the generation of translatory and rotary movements, as a result of which the control of such a drive unit can be designed in a simple manner.
Hinsichtlich der Ausbildung der Sekundärteilstruktur und der Sekundärteilelemente derselben wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß eine Ausführungsform einer zumindest rotatorisch wirksamen Sekundärteilstruktur Sekundärteilelemente mit streifenförmigen mit mindestens einer Komponente in in der Längsrichtung verlaufenden Magnetpolen aufweist. Derartige in der Längsrichtung streifen- förmige Magnetpole eignen sich besonders günstig für einen rotatorischen Linearantrieb.With regard to the design of the secondary part structure and the secondary part elements thereof, no further details have so far been given. An advantageous exemplary embodiment provides that an embodiment of an at least rotationally active secondary part structure has secondary part elements with strip-shaped magnetic poles with at least one component in the longitudinal direction. Magnetic poles of this type in the longitudinal direction are particularly suitable for a rotary linear drive.
Unter einem Magnetpol sind dabei magnetische Pole zu verstehen, die entweder durch die von den Sekundärteilelementen umfaßten Magnete oder durch stromlose, das heißt nicht extern mit Strom gespeiste, Wicklungen magnetisiert sind.A magnetic pole is understood to mean magnetic poles that are magnetized either by the magnets encompassed by the secondary part elements or by currentless windings, that is to say, windings that are not externally supplied with current.
Derart ausgebildete streifenförmige Magnetpole können in unterschiedlichster Art und Weise ausgerichtet sein.Strip-shaped magnetic poles formed in this way can be aligned in a wide variety of ways.
Beispielsweise ist es denkbar, die streifenförmigen Magnetpole so auszurichten, daß diese sich schräg zur Längsrichtung erstrecken. In diesem Fall wirken die Sekundärteilelemente dann sowohl rotatorisch als auch translatorisch.For example, it is conceivable to align the strip-shaped magnetic poles so that they extend obliquely to the longitudinal direction. In this case, the secondary part elements then act both rotationally and translationally.
Eine andere Möglichkeit sieht vor, die streifenförmigen Magnetpole so auszurichten, daß diese sich ungefähr parallel zur Längsrichtung erstrecken. In diesem Fall wirken die streifenförmigen Magnetpole im wesentlichen lediglich rotatorisch.Another possibility provides for the strip-shaped magnetic poles to be aligned such that they extend approximately parallel to the longitudinal direction. In this case, the stripe-shaped magnetic poles essentially only have a rotary effect.
Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Ausführungsform einer zumindest linear translatorisch wirksamen Sekundärteilstruktur Sekundärteilelemente mit streifenförmigen mit mindestens einer Komponente senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden Magnetpolen aufweist. Derartige Magnetpole eigenen sich besonders günstig für einen translatorischen Linearantrieb in der Längsrichtung. Auch die Magnetpole der zumindest linear translatorisch wirksamen Sekundärteilstruktur können in unterschiedlichster Art und Weise ausgerichtet sein.Furthermore, it is particularly advantageous if an embodiment of an at least linear translationally effective secondary part structure has secondary part elements with strip-shaped magnetic poles with at least one component running perpendicular to the longitudinal direction. Such magnetic poles are particularly suitable for a translatory linear drive in the longitudinal direction. The magnetic poles of the secondary part structure, which is at least linearly translatory, can also be aligned in a wide variety of ways.
So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, daß die streifenförmigen Magnetpole sich schräg zur Längsrichtung erstrecken und somit sowohl linear translatorisch als auch rotatorisch wirken.An advantageous solution provides that the strip-shaped magnetic poles extend obliquely to the longitudinal direction and thus act both linearly translationally and rotationally.
Eine andere Lösung sieht vor, daß die streifenförmigen Magnetpole sich ungefähr parallel zur Azimutalrichtung des Aktors erstrecken und somit im wesentlichen lediglich linear translatorisch wirksam sind.Another solution provides that the stripe-shaped magnetic poles extend approximately parallel to the azimuthal direction of the actuator and are therefore essentially only linearly translationally effective.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Sekundärteilelemente in einer Azimutalrichtung des Aktors umlaufend ausgebildete Magnetpole umfassen.It is particularly advantageous if the secondary sub-elements comprise magnetic poles which are circumferential in an azimuthal direction of the actuator.
Prinzipiell ist es bei streifenförmigen Magnetpolen, die schräg zur Längsrichtung verlaufen zweckmäßig, wenn die streifenförmigen Magnetpole der einen Sekundärteilstruktur und die streifenförmigen Magnetpole der anderen Sekundärteilstruktur mit ihren Längsrichtungen einen Winkel kleiner als 180° einschließen.In principle, in the case of strip-shaped magnetic poles which run obliquely to the longitudinal direction, it is expedient if the strip-shaped magnetic poles of one secondary part structure and the strip-shaped magnetic poles of the other secondary part structure form an angle of less than 180 ° with their longitudinal directions.
Vorzugsweise sind hier Winkel im Bereich zwischen ungefähr 30° und ungefähr 150° vorgesehen.Angles in the range between approximately 30 ° and approximately 150 ° are preferably provided here.
Noch günstiger ist es, wenn Winkel im Bereich zwischen ungefähr 60° und ungefähr 120° vorgesehen sind. Um in einfacher Weise sicherstellen zu können, daß sich die Wirkungen der beiden Sekundärteilstrukturen entweder rotatorisch oder linear translatorisch in einfacher Weise kompensieren lassen, ist vorzugsweise eine Spiegelebene vorgesehen, zu welcher die Längsrichtungen der streifenförmigen Magnetpole der einen Sekundärteilstruktur und die Längsrichtungen der streifenförmigen Magnetpole der anderen Sekundärteilstruktur spiegelsymmetrisch verlaufen.It is even more favorable if angles in the range between approximately 60 ° and approximately 120 ° are provided. In order to be able to ensure in a simple manner that the effects of the two secondary part structures can be compensated in a simple manner either rotationally or linearly translationally, a mirror plane is preferably provided, to which the longitudinal directions of the strip-shaped magnetic poles of one secondary part structure and the longitudinal directions of the strip-shaped magnetic poles of the other Secondary structure is mirror-symmetrical.
Alternativ zum Ausbilden einer Sekundärstruktur mit in Längsrichtung streifenförmigen und in Azimutalrichtung umlaufenden Magnetpolen sieht ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sekundärstruktur vor, daß diese in einem zweidimensionalen Flächenmuster angeordnete Magnetpole von Sekundärelementen aufweist, von denen sowohl in der Längsrichtung als auch in der Azimutalrichtung mehrere aufeinanderfolgend angeordnet und sowohl rotatorisch als auch translatorisch wirksam einsetzbar sind.As an alternative to forming a secondary structure with magnetic poles in the longitudinal direction in the form of stripes and rotating in the azimuthal direction, another exemplary embodiment of a secondary structure according to the invention provides that it has magnetic poles of secondary elements arranged in a two-dimensional surface pattern, of which several are arranged in succession both in the longitudinal direction and in the azimuth direction and can be used both rotationally and translationally effectively.
Besonders günstig ist es bei dieser Lösung, wenn die Magnetpole sowohl in der Längsrichtung als auch in der Azimutalrichtung eine Ausdehnung aufweisen, die in derselben Größenordnung liegt, das heißt nicht in einer der Richtungen wesentlich größer als in der anderen Richtung ist.It is particularly favorable in this solution if the magnetic poles have an extension in the longitudinal direction as well as in the azimuthal direction which is of the same order of magnitude, that is to say is not significantly larger in one of the directions than in the other direction.
Besonders günstig ist es dabei, wenn die Ausdehnung der Magnetpole in der Längsrichtung und in der Azimutalrichtung ungefähr gleich groß ist.It is particularly advantageous if the extension of the magnetic poles in the longitudinal direction and in the azimuthal direction is approximately the same.
Zweckmäßigerweise ist dabei vorgesehen, daß die Magnetpole der Sekundärteilelemente sich in der Längsrichtung und der Azimutalrichtung nur über einen Bruchteil von weniger als einem Zehntel der Ausdehnung der Sekundärteilstruktur in der jeweiligen Richtung erstrecken. Hinsichtlich der Ausbildung der Primärteil Strukturen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lösung wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur auch translatorisch wirksam einsetzbar ist.It is expediently provided that the magnetic poles of the secondary part elements extend in the longitudinal direction and in the azimuthal direction only over a fraction of less than one tenth of the extent of the secondary part structure in the respective direction. With regard to the formation of the primary part structures in connection with the solution according to the invention, no further details have so far been given. An advantageous exemplary embodiment provides that the primary part structure, which can be used at least in a rotationally effective manner, can also be used in a translationally effective manner.
Ferner ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die zumindest translatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur auch rotatorisch wirksam einsetzbar ist.Furthermore, it is expediently provided that the primary part structure, which can be used at least in a translatory manner, can also be used in a rotationally effective manner.
Besonders günstig ist es dabei, wenn mindestens zwei Primärteilstrukturen vorgesehen sind und wenn die mindestens zwei Primärteilstrukturen so ausgebildet und einsetzbar sind, daß bei Aktivierung beider sich entweder deren rotatorische Wirkung oder deren translatorische Wirkung gegenseitig aufhebbar ist, während eine translatorische bzw. rotatorische Wirkung addierbar ist.It is particularly expedient if at least two primary substructures are provided and if the at least two primary substructures are designed and can be used in such a way that when both are activated, either their rotary action or their translational action can be canceled out, while a translational or rotary action can be added ,
Damit lassen sich günstig derartige sowohl rotatorisch als auch linear translatorisch wirksame Primärteilstrukturen so miteinander kombinieren, daß auch die Möglichkeit besteht entweder nur rotatorische oder nur translatorische Bewegungen auszuführen.It is thus possible to combine such primary part structures, which are both rotationally and linearly translatory, so that it is also possible to carry out either only rotational or only translatory movements.
Besonders günstig lassen sich derartige Primärteilstrukturen dann miteinander kombinieren, wenn diese spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind.Such primary part structures can be combined particularly advantageously if they are arranged mirror-symmetrically to one another.
Vorzugsweise verläuft dabei eine Spiegelebene senkrecht zur Längsrichtung.A mirror plane preferably runs perpendicular to the longitudinal direction.
Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, daß die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur nur rotatorisch wirksam einsetzbar ist. Ferner ist in einem derartigen Fall zweckmäßigerweise auch vorgesehen, daß die zumindest translatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur nur translatorisch wirksam einsetzbar ist.Alternatively, however, it is also conceivable that the primary part structure, which can be used at least in a rotational manner, can only be used in a rotationally effective manner. In such a case, it is also expediently also provided that the primary part structure, which can be used at least in a translatory manner, can only be used in a translationally effective manner.
Hinsichtlich der Ausbildung der Primärteilstruktur wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß eine Ausführungsform einer zumindest rotatorisch wirksamen Primärteilstruktur Primärteilelemente mit streifenförmigen mit mindestens einer Komponente in der Längsrichtung verlaufenden und durch eine Spule magnetisierbaren Polen aufweisen.No details have so far been given regarding the design of the primary part structure. Thus, it is advantageously provided that an embodiment of an at least rotationally active primary part structure has primary part elements with strip-shaped poles running with at least one component in the longitudinal direction and magnetizable by a coil.
Dabei können die streifenförmigen Pole unterschiedlich ausgerichtet sein.The strip-shaped poles can be aligned differently.
Eine Lösung sieht dabei vor, daß die streifenförmigen Pole sich schräg zur Längsrichtung erstrecken. In diesem Fall sind die Pole sowohl translatorisch als auch rotatorisch wirksam.One solution provides that the strip-shaped poles extend obliquely to the longitudinal direction. In this case, the poles are both translational and rotational.
Eine andere Lösung sieht vor, daß die streifenförmigen Pole sich ungefähr parallel zur Längsrichtung erstrecken und damit lediglich rotatorisch wirksam sind.Another solution provides that the strip-shaped poles extend approximately parallel to the longitudinal direction and are therefore only rotationally effective.
Ferner ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß eine Ausführungsform einer zumindest translatorisch wirksamen Primärteilstruktur Primärteilelemente mit streifenförmigen mit mindestens einer Komponente senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden und durch eine Spule magnetisierbaren Polen aufweist.Furthermore, it is advantageously provided that an embodiment of an at least translationally active primary part structure has primary part elements with strip-shaped poles which run at least one component perpendicular to the longitudinal direction and are magnetizable by a coil.
Auch bei der translatorisch wirksamen Primärteilstruktur besteht die Möglichkeit, die streifenförmigen Pole unterschiedlich ausgerichtet anzuordnen. So sieht eine Lösung vor, daß die streifenförmigen Pole sich schräg zur Längsrichtung erstrecken und somit rotatorisch als auch translatorisch wirksam sind.Even with the translational primary part structure, there is the possibility of arranging the strip-shaped poles in different orientations. One solution, for example, provides that the strip-shaped poles extend obliquely to the longitudinal direction and are therefore rotationally and translationally effective.
Eine andere, vereinfachte Lösung sieht vor, daß die streifenförmigen Pole sich ungefähr parallel zur Azimutalrichtung erstreckt und somit im wesentlichen nur linear translatorisch wirksam sind.Another, simplified solution provides that the strip-shaped poles extend approximately parallel to the azimuthal direction and are therefore essentially only linearly translationally effective.
Besonders günstig ist es, wenn die Primärteilelemente in Azimutalrichtung verlaufende Pole aufweisen, welche insbesondere ringförmig um den Aktor herum verlaufen.It is particularly expedient if the primary part elements have poles running in the azimuthal direction, which in particular run in a ring around the actuator.
Dabei können die quer zur Längsrichtung verlaufenden Pole entweder in schräg zur Längsrichtung verlaufenden Flächen liegen, die eben oder gekrümmt sein können, oder vorzugsweise in senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden Ebenen liegen.The poles running transversely to the longitudinal direction can either lie in surfaces that run obliquely to the longitudinal direction, which can be flat or curved, or preferably lie in planes that run perpendicular to the longitudinal direction.
Beim Vorsehen streifenförmiger Pole besteht außerdem insbesondere bei schrägem Verlauf derselben die Möglichkeit, die streifenförmigen Pole der einen Primärteilstruktur und die streifenförmigen Pole der anderen Primärteilstruktur so anzuordnen, daß diese mit ihren Längsrichtungen einen Winkel einschließen, der kleiner als 180° ist.When strip-shaped poles are provided, there is also the possibility, particularly in the case of an oblique course thereof, of arranging the strip-shaped poles of one primary part structure and the strip-shaped poles of the other primary part structure in such a way that their longitudinal directions form an angle which is less than 180 °.
Vorzugsweise ist dieser Winkel größer ungefähr 30° und kleiner ungefähr 150°.This angle is preferably greater than approximately 30 ° and less than approximately 150 °.
Noch vorteilhafter ist es, wenn dieser Winkel größer als ungefähr 60° und kleiner als ungefähr 120° ist. Besonders ideal lassen sich die Wirkungen derartiger Primärteilstrukturen einsetzen, wenn eine Spiegelebene vorgesehen ist, zu welcher die Längsrichtungen der streifenförmigen Pole der einen Primärteilstruktur und die Längsrichtungen der streifenförmigen Pole der anderen Primärteilstruktur spiegelsymmetrisch verlaufen.It is even more advantageous if this angle is greater than approximately 60 ° and smaller than approximately 120 °. The effects of such primary part structures can be used particularly ideally if a mirror plane is provided, to which the longitudinal directions of the strip-shaped poles of one primary part structure and the longitudinal directions of the strip-shaped poles of the other primary part structure are mirror-symmetrical.
Alternativ dazu ist vorgesehen, daß die Primärteilstruktur in einem zweidimensionalen Flächenmuster angeordnete Primärteilelemente aufweist, die jeweils durch eine Spule magnetisierbare Pole umfassen, von denen sowohl in der Längsrichtung als auch in der Azimutalrichtung mehrere aufeinander folgend angeordnet und sowohl rotatorisch als auch translatorisch wirksam einsetzbar sind.As an alternative to this, it is provided that the primary part structure has primary part elements arranged in a two-dimensional surface pattern, each of which comprises poles that can be magnetized by a coil, of which several are arranged in succession both in the longitudinal direction and in the azimuthal direction and can be used both rotationally and translationally.
Eine derart ausgebildete Primärteilstruktur schafft die Möglichkeit, sowohl als rotatorisch wirksam einsetzbar zu sein, als auch translatorisch wirksam einsetzbar zu sein.A primary part structure designed in this way creates the possibility both of being able to be used as rotationally effective and of being translationally effective.
Besonders günstig läßt sich eine derartige Primärteilstruktur dann aufbauen, wenn die Pole sowohl in der Längsrichtung als auch in Azimutal richtung eine Ausdehnung aufweisen, die in derselben Größenordnung liegt, das heißt, daß die Ausdehnung in der einen Richtung nicht ein Vielfaches der Ausdehnung in der anderen Richtung beträgt, also die Pole nicht streifenförmig sind.Such a primary part structure can be constructed particularly advantageously if the poles have an extension in the longitudinal direction as well as in the azimuthal direction which is of the same order of magnitude, that is to say that the extension in one direction is not a multiple of the extension in the other Direction is, i.e. the poles are not strip-shaped.
Eine günstige Ausbildung derartiger Pole sieht vor, daß die Ausdehnung der Pole in der Längsrichtung und in der Azimutalrichtung ungefähr gleich groß ist. Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn sich die Primärteilelemente in der Längsrichtung und der Azimutalrichtung nur über einen Bruchteil von weniger als einem Zehntel der Ausdehnung der Primärteilstrukturen in den jeweiligen Richtungen erstrecken.A favorable design of such poles provides that the extension of the poles in the longitudinal direction and in the azimuthal direction is approximately the same. It is particularly expedient here if the primary part elements in the longitudinal direction and the azimuthal direction extend only over a fraction of less than one tenth of the extent of the primary part structures in the respective directions.
Hinsichtlich der Ausdehnung der Primärteilstruktur und der Sekundärteilstruktur relativ zueinander wurden keine näheren Angaben gemacht. Um sicherzustellen, daß bei dem Bewegen des Aktors in der Längsrichtung stets dieselbe Kraft erzeugt wird, ist entweder die Sekundärteilstruktur oder die Primärteilstruktur mit einer größeren Ausdehnung in Längsrichtung auszubilden, so daß stets die Fläche, mit welche beide miteinander überlappen, gleich groß ist.With regard to the expansion of the primary part structure and the secondary part structure relative to one another, no further details have been given. In order to ensure that the same force is always generated when the actuator is moved in the longitudinal direction, either the secondary part structure or the primary part structure is to be designed with a greater extension in the longitudinal direction, so that the area with which both overlap with one another is always of the same size.
Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn die Sekundärteilstruktur in der Längsrichtung eine Ausdehnung aufweist, die mindestens um einen maximalen Vorschubweg des Aktors größer als die Ausdehnung der mit dieser zusammenwirkenden Primärteilstruktur ist. Damit ist in einfacher und insbesondere kostengünstiger Weise sichergestellt, daß die zur Verschiebung in der Längsrichtung erzeugbare Kraft stets gleich groß sein kann.It has proven to be particularly favorable if the secondary part structure has an extension in the longitudinal direction that is at least larger than the extension of the primary part structure interacting with it by a maximum feed path of the actuator. This ensures in a simple and in particular cost-effective manner that the force that can be generated for displacement in the longitudinal direction can always be the same.
Ferner ist im Fall einer Auftrennung der Primärteilstrukturen in eine rotatorisch wirksam einsetzbare und eine zumindest linear translatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur vorzugsweise vorgesehen, daß diese mit ihren einander zugewandten Enden in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der mindestens dem maximalen Vorschubweg des Aktors in der Längsrichtung entspricht. Diese Lösung ist insbesondere vorteilhaft, wenn der zumindest rotatorisch wirksam einsetzbaren Primärteilstruktur und der zumindest linear translatorisch wirksam einsetzbaren Primärteilstruktur eine zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare bzw. zumindest linear translatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur zugeordnet ist.Furthermore, in the case of a separation of the primary part structures into a primary part structure which can be used in a rotationally effective manner and an at least linearly translationally effective use, it is preferably provided that their mutually facing ends are arranged at a distance from one another which corresponds at least to the maximum feed path of the actuator in the longitudinal direction. This solution is particularly advantageous if the at least rotationally effective primary part structure and the at least linearly translationally effective primary part structure are assigned an at least rotationally effective or at least linearly translationally applicable secondary part structure.
Vorzugsweise ist in diesem Fall vorgesehen, daß die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur und die zumindest linear translatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur in der Längsrichtung im wesentlichen aneinander anschließen.In this case, it is preferably provided that the secondary part structure which can be used at least in a rotational manner and the secondary part structure which can be used in an at least linearly translatory manner essentially adjoin one another in the longitudinal direction.
Ist jedoch die Sekundärteilstruktur so ausgebildet, daß diese sowohl rotatorisch wirksam als auch linear translatorisch wirksam einsetzbar ist, so ist vorzugsweise vorgesehen, daß die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur und die zumindest linear translatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur unmittelbar aneinander anschließend angeordnet sind.However, if the secondary part structure is designed in such a way that it can be used both rotationally and linearly translationally, it is preferably provided that the primary part structure that can be used at least in a rotational manner and the primary part structure that can be used at least in a linearly translatory manner are arranged immediately adjacent to one another.
Um ferner sicherzustellen, daß für die Sekundärteilstruktur ausreichend Bewegungsfreiheit zur Verfügung steht, ist vorzugsweise vorgesehen, daß ein Abstand zwischen einer einem Lager zugewandten Seite einer Primärteilstruktur und dem jeweiligen Lager mindestens dem maximalen Vorschubweg des Aktors in der Längsrichtung entspricht.To further ensure that sufficient freedom of movement is available for the secondary part structure, it is preferably provided that a distance between a side of a primary part structure facing a bearing and the respective bearing corresponds at least to the maximum feed path of the actuator in the longitudinal direction.
Hinsichtlich der Ausbildung des Aktors wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele keinerlei nähere Angaben gemacht. So ist es besonders vorteilhaft, wenn der Aktor zur Längsachse rotationssymmetrische Mantelflächen aufweist. Vorzugsweise sind dabei die Mantelflächen insbesondere auch Mantelflächen im Bereich der Sekundärteilstrukturen.With regard to the design of the actuator, no further details have been given in connection with the previous explanation of the individual exemplary embodiments. It is particularly advantageous if the actuator has rotationally symmetrical lateral surfaces with respect to the longitudinal axis. The lateral surfaces are in particular also lateral surfaces in the region of the secondary part structures.
Ferner ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der Aktor zur Längsachse rotationssymmetrische Lagerflächen aufweist, welche in Lageraufnahmen der Lager geführt sind.Furthermore, it is advantageously provided that the actuator has bearing surfaces that are rotationally symmetrical to the longitudinal axis and that are guided in bearing receptacles of the bearings.
Dabei kann die Mantelfläche im Bereich der Sekundärteilstruktur einen anderen Radius aufweisen als im Bereich der Lagerfläche. Besonders günstig ist es, wenn die Mantelfläche im Bereich der Sekundärteilstruktur einen mit mindestens einer Lagerfläche identischen Radius aufweist.The outer surface in the area of the secondary part structure can have a different radius than in the area of the bearing surface. It is particularly favorable if the lateral surface in the area of the secondary part structure has a radius identical to at least one bearing surface.
Noch vorteilhafter ist es, wenn die Mantelflächen denselben Radius wie die Lagerflächen aufweisen.It is even more advantageous if the lateral surfaces have the same radius as the bearing surfaces.
Ferner sind vorteilhafterweise die Lagerflächen so angeordnet, daß sie in der Längsrichtung auf die Sekundärteilstruktur folgen.Furthermore, the bearing surfaces are advantageously arranged such that they follow the secondary part structure in the longitudinal direction.
Bei einer Ausführung der Antriebseinheit, welche in der Längsrichtung besonders kurz baut, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Lagerflächen zumindest teilweise die Sekundärteilstruktur übergreifen, so daß es nicht notwendig ist, einen Abstand zwischen der Primärteilstruktur und den Lagern vorzusehen, da die Sekundärteilstruktur beim Verschieben des Aktors in der Längsrichtung auch in die Lager hinein bewegbar ist.In one embodiment of the drive unit, which is particularly short in the longitudinal direction, it is preferably provided that the bearing surfaces at least partially overlap the secondary part structure, so that it is not necessary to provide a distance between the primary part structure and the bearings, since the secondary part structure when the Actuator in the longitudinal direction is also movable into the bearing.
Hinsichtlich der Art der Steuerung des Aktors wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Beschreibung der einzelnen Ausführungsbeispiele keine näheren Angaben gemacht. Um den Aktor hinsichtlich der für eine Werkzeugmaschine erforderliche Präzision und Steifigkeit exakt positionieren zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Antriebseinheit eine Steuerung zur Positionierung des Aktors in der Längsrichtung und der Azimutalrichtung aufweist.With regard to the type of control of the actuator, no further details have been given in connection with the previous description of the individual exemplary embodiments. In order to be able to position the actuator precisely with regard to the precision and rigidity required for a machine tool, it is preferably provided that the drive unit has a control for positioning the actuator in the longitudinal direction and the azimuthal direction.
Diese Steuerung ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, daß sie eine Lageerkennungseinrichtung umfaßt.This control is preferably designed so that it includes a position detection device.
Die Lageerkennungseinrichtung kann dabei in unterschiedlichster Art und Weise arbeiten.The position detection device can work in a wide variety of ways.
Beispielsweise wäre es denkbar, über optische interferometrische Messungen die Lage des Aktors zu erfassen.For example, it would be conceivable to record the position of the actuator using optical interferometric measurements.
Eine hinsichtlich der Lageerkennung besonders präzise und insbesondere funktionssichere Lösung sieht vor, daß die Lageerkennungseinrichtung eine Lageerfassungseinheit und eine von der Lageerfassungseinheit abtastbare Lageerfassungsstruktur umfaßt.A particularly precise and, in particular, reliable solution with regard to position detection provides that the position detection device comprises a position detection unit and a position detection structure that can be scanned by the position detection unit.
Eine derartige Lageerfassungseinheit und eine Lageerfassungsstruktur können in unterschiedlichster Art und Weise angeordnet sein. Beispielsweise wäre es denkbar, die Lageerfassungseinheit am Aktor anzuordnen und vom Aktor aus dessen Position hinsichtlich der Lageerfassungsstruktur zu ermitteln.Such a position detection unit and a position detection structure can be arranged in a wide variety of ways. For example, it would be conceivable to arrange the position detection unit on the actuator and to determine its position with respect to the position detection structure from the actuator.
Eine besonders günstige Lösung sieht vor, daß die Lageerfassungsstruktur mit dem Aktor verbunden ist und die Lageerfassungseinheit am Lagergehäuse angeordnet ist. Hinsichtlich der Ausbildung der Lageerfassungsstruktur wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß sich die Lageerfassungsstruktur in der Azimutalrichtung erstreckt, insbesondere um die Winkellagen des Aktors zu erfassen. Dies ist besonders günstig dann möglich, wenn die Lageerfassungsstruktur als in der Azimutalrichtung geschlossene Struktur ausgebildet ist.A particularly favorable solution provides that the position detection structure is connected to the actuator and the position detection unit is arranged on the bearing housing. No details have so far been given with regard to the formation of the situation detection structure. An advantageous exemplary embodiment provides that the position detection structure extends in the azimuthal direction, in particular in order to detect the angular positions of the actuator. This is possible particularly advantageously if the position detection structure is designed as a structure which is closed in the azimuthal direction.
Um gleichzeitig auch noch mit der Lageerfassungsstruktur in vorteilhafter Weise die Lage des Aktors in Längsrichtung erfassen zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Lageerfassungsstruktur sich in der Längsrichtung erstreckt.In order to also be able to advantageously record the position of the actuator in the longitudinal direction at the same time as the position detection structure, it is preferably provided that the position detection structure extends in the longitudinal direction.
Besonders zweckmäßig läßt sich die Lageerfassungsstruktur dann realisieren, wenn diese auf einer um die Längsachse des Aktors umlaufenden Fläche angeordnet ist.The position detection structure can be implemented particularly expediently if it is arranged on a surface running around the longitudinal axis of the actuator.
Dabei ist es günstig, wenn die Lageerfassungsstruktur auf einer zylindrisch zur Längsachse des Aktors verlaufenden Fläche angeordnet ist, da dann in einfacher Art und Weise sowohl Linearverschiebungen als auch Drehverschiebungen durch Erfassen der Lageerfassungsstruktur in der zylindrischen Fläche möglich sind.It is advantageous if the position detection structure is arranged on a surface that extends cylindrically to the longitudinal axis of the actuator, since both linear displacements and rotational displacements are then possible in a simple manner by detecting the position detection structure in the cylindrical surface.
Die Zylinderfläche für die Lageerfassungsstruktur könnte auf einem separaten Teil angeordnet sein.The cylinder surface for the position detection structure could be arranged on a separate part.
Besonders günstig ist es, wenn die Lageerfassungsstruktur auf einer Zylinderfläche des Aktors angeordnet ist. Altemativ dazu ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Lageerfassungsstruktur auf einer quer zur Längsachse verlaufenden Fläche des Aktors angeordnet ist.It is particularly expedient if the position detection structure is arranged on a cylinder surface of the actuator. Alternatively, it is preferably provided that the position detection structure is arranged on a surface of the actuator which runs transversely to the longitudinal axis.
Hinsichtlich der Anordnung der Lageerfassungsstruktur am Aktor selbst wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, daß die Lageerfassungsstruktur in einem Innenraum des Aktors angeordnet ist. Eine derartige Anordnung der Lageerfassungsstruktur hat den großen Vorteil, daß damit die Lageerfassungsstruktur unabhängig von der Sekundärteilstruktur angeordnet und auch abgetastet werden kann und außerdem die Lageerfassungsstruktur gegenüber äußeren Einflüssen geschützt ist.With regard to the arrangement of the position detection structure on the actuator itself, no further details have so far been given. An advantageous solution provides that the position detection structure is arranged in an interior of the actuator. Such an arrangement of the position detection structure has the great advantage that the position detection structure can be arranged and also scanned independently of the secondary part structure and that the position detection structure is also protected against external influences.
Alternativ dazu ist vorgesehen, daß die Lageerfassungsstruktur auf einer Außenseite des Aktors angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß damit die Lageerfassungsstruktur zur Erfassung der Lage leicht zugänglich ist.Alternatively, it is provided that the position detection structure is arranged on an outside of the actuator. This has the advantage that the position detection structure for detecting the position is easily accessible.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Lageerfassungsstruktur auf einer Mantelfläche des Aktors angeordnet ist. Die Lageerfassungsstruktur kann dabei neben der Sekundärteilstruktur angeordnet sein.It is particularly advantageous if the position detection structure is arranged on a lateral surface of the actuator. The position detection structure can be arranged next to the secondary part structure.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform die insbesondere eine kompakte Bauweise der Antriebseinheit ermöglicht, sieht vor, daß die Lageerfassungsstruktur sich zumindest teilweise über die Sekundärteilstruktur erstreckt.Another advantageous embodiment, which in particular enables a compact design of the drive unit, provides that the position detection structure extends at least partially over the secondary part structure.
Eine besonders günstige Lösung sieht dabei vor, daß die Lageerfassungsstruktur ungefähr in einem mittigen Bereich der Sekundärteilstruktur angeordnet ist. Insbesondere bei einer rotatorisch wirksamen und einer translatorischen Sekundärteilstruktur ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Lageerfassungsstruktur sich sowohl über die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare als auch über die zumindest linear translatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur erstreckt.A particularly favorable solution provides for the position detection structure to be arranged approximately in a central region of the secondary part structure. In particular in the case of a rotationally active and a translatory secondary part structure, it is preferably provided that the position detection structure extends both over the at least rotationally effective use as well as over the at least linearly translationally effective secondary part structure.
Hinsichtlich der Ausbildung der Lageerfassungsstruktur wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß die Lageerfassungsstruktur in einem regelmäßigen Muster angeordnete Strukturkörper umfaßt.No details have so far been given with regard to the formation of the situation detection structure. An advantageous exemplary embodiment provides that the position detection structure comprises structural bodies arranged in a regular pattern.
Vorzugsweise sind die Strukturkörper alle identisch ausgebildet.The structural bodies are preferably all identical.
Zweckmäßigerweise sind die Strukturkörper mit zwischen diesen liegenden Zwischenräumen in der Lageerfassungsstruktur angeordnet.The structural bodies are expediently arranged with interspaces between them in the position detection structure.
Alternativ dazu ist vorgesehen, daß die Lageerfassungsstruktur ein stochastisches Flächenmuster aufweist, wobei in diesem Fall die Lageerfassungseinheit vorzugsweise eine Kamera ist.As an alternative to this, it is provided that the position detection structure has a stochastic surface pattern, in which case the position detection unit is preferably a camera.
Hinsichtlich der Abtastung der Lageerfassungsstruktur ist vorzugsweise vorgesehen, daß diese durch mindestens einen Sensor der Lageerfassungseinheit abtastbar ist, mit welchem ein Drehwinkel des Aktors um die Längsachse erfaßbar ist.With regard to the scanning of the position detection structure, it is preferably provided that it can be scanned by at least one sensor of the position detection unit, with which a rotation angle of the actuator about the longitudinal axis can be detected.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Lageerfassungsstruktur durch mindestens einen Sensor der Lageerfassungseinheit abtastbar ist, mit welchem eine linear translatorische Bewegung in der Längsrichtung erfaßbar ist. Hinsichtlich der Art wie die Steuerung zur Positionierung des Aktors arbeitet wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele keine näheren Angaben gemacht.Furthermore, it is preferably provided that the position detection structure can be scanned by at least one sensor of the position detection unit, with which a linear translational movement in the longitudinal direction can be detected. With regard to the manner in which the control for positioning the actuator works, no further details have been given in connection with the previous explanation of the individual exemplary embodiments.
So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, daß die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur durch die Steuerung hinsichtlich der Drehstellung des Aktors relativ zum Lagergehäuse mittels einer Lageregelung ansteuerbar ist. Das Vorsehen einer derartigen Lageregelung hat den Vorteil, daß damit eine sehr exakte Positionierung des Aktors in der Drehstellung möglich ist.An advantageous solution provides that the primary part structure, which can be used at least in terms of rotation, can be controlled by the control with respect to the rotational position of the actuator relative to the bearing housing by means of a position control. The provision of such a position control has the advantage that a very exact positioning of the actuator in the rotational position is possible.
Ferner sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung vor, daß die zumindest linear translatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur durch die Steuerung hinsichtlich der linearen Position des Aktors in der Längsrichtung relativ zum Lagergehäuse mittels einer Lageregelung ansteuerbar ist.Furthermore, an advantageous embodiment of the solution according to the invention provides that the primary part structure, which can be used at least in a linearly translatory manner, can be controlled by the control with regard to the linear position of the actuator in the longitudinal direction relative to the bearing housing by means of a position control.
Besonders günstig ist es dabei, wenn die Lageregelung für die linear translatorische Position des Aktors relativ zum Lagergehäuse und die Lageregelung für die Drehposition des Aktors relativ zum Lagergehäuse parallel arbeiten, so daß damit jede Überlagerung einer linear translatorischen Bewegung mit einer Drehbewegung ausführbar ist.It is particularly advantageous if the position control for the linear translational position of the actuator relative to the bearing housing and the position control for the rotational position of the actuator relative to the bearing housing work in parallel, so that any superposition of a linear translational movement can be carried out with a rotary movement.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigen:Further features and advantages of the invention are the subject of the following description and the drawing of some exemplary embodiments. The drawing shows:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Drehmaschine mit erfindungsgemäßen Antriebseinheiten;Figure 1 is a schematic plan view of a possible embodiment of a lathe with drive units according to the invention.
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßenFig. 2 shows a first embodiment of an inventive
Antriebseinheit;Drive unit;
Fig. 3 einen Schnitt längs Linie 3-3 in Fig. 2;Fig. 3 is a section along line 3-3 in Fig. 2;
Fig. 4 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 2 eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit;FIG. 4 shows a schematic illustration similar to FIG. 2 of a second exemplary embodiment of a drive unit according to the invention;
Fig. 5 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 2 eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit;5 shows a schematic illustration similar to FIG. 2 of a third exemplary embodiment of a drive unit according to the invention;
Fig. 6 eine schematische Ansicht ähnlich Fig. 2 eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit;6 shows a schematic view similar to FIG. 2 of a fourth exemplary embodiment of a drive unit according to the invention;
Fig. 7 eine Darstellung eines Verlaufs magnetisierbarer Pole und derenFig. 7 is an illustration of a course of magnetizable poles and their
Kraftwirkung in Abwicklung beim vierten Ausführungsbeispiel;Force action in processing in the fourth embodiment;
Fig. 8 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 2 eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit;8 shows a schematic illustration similar to FIG. 2 of a fifth exemplary embodiment of a drive unit according to the invention;
Fig. 9 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 2 eines sechstenFig. 9 is a schematic representation similar to Fig. 2 of a sixth
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit; Fig. 10 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 2 eines siebten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit;Embodiment of a drive unit according to the invention; 10 shows a schematic illustration similar to FIG. 2 of a seventh exemplary embodiment of a drive unit according to the invention;
Fig. 11 eine Darstellung eines Verlaufs magnetisierbarer Pole in11 shows a course of magnetizable poles in FIG
Abwicklung beim siebten Ausführungsbeispiel;Processing in the seventh embodiment;
Fig. 12 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Lageerkennungseinrichtung;12 shows a schematic illustration of a first exemplary embodiment of a position detection device;
Fig. 13 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lageerkennungseinrichtung;13 shows a schematic illustration of a second exemplary embodiment of a position detection device according to the invention;
Fig. 14 eine schematische Darstellung einer ersten Form von Strukturelementen einer Lageerfassungsstruktur;14 shows a schematic illustration of a first form of structural elements of a position detection structure;
Fig. 15 eine schematische Darstellung einer zweiten Form von Strukturelementen einer erfindungsgemäßen Lageerfassungseinrichtung;15 shows a schematic illustration of a second form of structural elements of a position detection device according to the invention;
Fig. 16 eine schematische Darstellung einer dritten Form von Strukturelementen einer erfindungsgemäßen Lageerfassungseinrichtung;16 shows a schematic illustration of a third form of structural elements of a position detection device according to the invention;
Fig. 17 eine weitere Form einer Lageerfassungsstruktur;17 shows another form of a position detection structure;
Fig. 18 eine erste Möglichkeit einer Anordnung des zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemaßen Lageerkennungseinrichtung; Fig. 19 eine zweite Möglichkeit der Anordnung des zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lageerkennungseinrichtung;18 shows a first possibility of arranging the second exemplary embodiment of a position detection device according to the invention; 19 shows a second possibility of arranging the second exemplary embodiment of the position detection device according to the invention;
Fig. 20 eine dritte Möglichkeit der Anordnung einer erfindungsgemäßenFig. 20 shows a third possibility of arranging an inventive
Lageerkennungseinrichtung undPosition detection device and
Fig. 21 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lageerkennungseinrichtung.21 shows a third exemplary embodiment of a position detection device according to the invention.
Ein in Fig. 1 dargestelltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, in diesem Fall einer Drehmaschine, umfaßt ein Maschinengestell 10, an welchem eine Antriebseinheit 12 für eine Spindel 14 gehalten ist, welche zum Aufnehmen eines Werkstücks 16 ein Spannfutter 18 aufweist, wobei die Spindel 14 durch die Antriebseinheit 12 um eine Spindelachse 20 drehbar und in Richtung der Spindelachse 20, das heißt eine Z-Richtung, verschiebbar durch die Antriebseinheit 12 antreibbar und gelagert ist.An embodiment of a machine tool according to the invention shown in FIG. 1, in this case a lathe, comprises a machine frame 10, on which a drive unit 12 for a spindle 14 is held, which has a chuck 18 for receiving a workpiece 16, the spindle 14 passing through the drive unit 12 is rotatable about a spindle axis 20 and is drivable and supported in the direction of the spindle axis 20, that is to say a Z direction, by the drive unit 12.
Ferner umfaßt die Werkzeugmaschine eine Antriebseinheit 22 zum Bewegen eines Werkzeugträgers 24, welcher beispielsweise zwei Revolverköpfe 26 und 28 umfaßt, die an einem gemeinsamen Revolverkopfträger 30 sitzen, und gegenüber dem Revolverkopfträger 30 um eine Schaltachse 32 drehbar sind, wobei die Schaltachse 32 beispielsweise parallel zur Z-Richtung verläuft.Furthermore, the machine tool comprises a drive unit 22 for moving a tool carrier 24, which comprises, for example, two turret heads 26 and 28, which are seated on a common turret carrier 30, and can be rotated relative to the turret carrier 30 about a switching axis 32, the switching axis 32, for example, parallel to the Z Direction.
Darüber hinaus ist der gesamte Revolverkopfträger 30 durch die Antriebseinheit 22 um eine Achse 32, beispielsweise eine B-Achse, drehbar und in Richtung der Achse 32, das heißt beispielsweise eine X-Richtung, verschiebbar, wobei die X-Richtung quer, vorzugsweise senkrecht zur Spindelachse 20 verläuft, so daß durch Verschiebung der Werkzeugträger 24 Werkzeuge 36 der Revolverköpfe 26, 28 in der X-Richtung zur Spindelachse 20 verschiebbar und positionierbar sind, um das Werkstück 16 zu bearbeiten, wobei die Bewegung des Werkstücks 16 in der Z-Richtung durch Verschieben der Spindel 14 erfolgen kann.In addition, the entire turret carrier 30 can be rotated by the drive unit 22 about an axis 32, for example a B axis, and can be displaced in the direction of the axis 32, that is to say for example an X direction. wherein the X direction is transverse, preferably perpendicular to the spindle axis 20, so that by moving the tool carrier 24 tools 36 of the turret heads 26, 28 in the X direction to the spindle axis 20 are displaceable and positionable to machine the workpiece 16, the Movement of the workpiece 16 in the Z direction can be done by moving the spindle 14.
Sowohl die Bewegungen des Werkzeugträgers 24 als auch die Bewegungen der Spindel 14 werden durch eine Steuerung 40 gesteuert, welche mit den Antriebseinheiten 12 und 22 zusammenwirkt, um sowohl die Spindel 14 als auch den Werkzeugträger 24 relativ zueinander so zu positionieren, daß jedes der Werkzeuge 36 in der für die Bearbeitung des Werkstücks 16 geeigneten Weise zum Einsatz kommt.Both the movements of the tool carrier 24 and the movements of the spindle 14 are controlled by a controller 40 which cooperates with the drive units 12 and 22 to position both the spindle 14 and the tool carrier 24 relative to one another such that each of the tools 36 is used in a manner suitable for machining the workpiece 16.
Die Antriebseinheit 12 für die Spindel 14 und die Antriebseinheit 22 für den Werkzeugträger 24 können dabei vom Prinzip her in gleicher Weise aufgebaut sein, wobei bei einem ersten in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel jede dieser Antriebseinheiten 12, 22 einen Aktor 50 umfaßt, der relativ zu einem Lagergehäuse 52 sowohl um eine Längsachse 54 drehbar als auch in Richtung der Längsachse 54 verschiebbar gelagert ist. Der Aktor 50 bildet im Falle der Spindel 14 einen Teil der Spindel 14, welcher das Spannfutter 18 trägt, und im Fall des Werkzeugträgers 24 einen Teil des Werkzeugträgers 24, welcher den Lagerkopf 30 trägt.The drive unit 12 for the spindle 14 and the drive unit 22 for the tool carrier 24 can in principle be constructed in the same way, with each of these drive units 12, 22 comprising an actuator 50 in a first exemplary embodiment shown in FIGS. 2 and 3 relative to a bearing housing 52 is both rotatable about a longitudinal axis 54 and slidably supported in the direction of the longitudinal axis 54. In the case of the spindle 14, the actuator 50 forms part of the spindle 14, which carries the chuck 18, and in the case of the tool carrier 24 forms part of the tool carrier 24, which carries the bearing head 30.
Der Aktor 50 ist dabei durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Lager 56 und 58 am Lagergehäuse 52 gelagert, welche beispielsweise als hydrostatische oder aerostatische Lager ausgebildet sind. Ferner ist der Aktor 50 vorzugsweise als zur Längsachse 54 kreiszylindrischer Körper mit Mantelflächen 60 ausgebildet, der zur Ausbildung des Lagers 56 Lagerflächen 62 aufweist, die in einer fest am Lagergehäuse 52 angeordneten Lageraufnahme 64 sowohl um die Längsachse 54 drehbar als auch in Richtung dieser verschiebbar sind. Außerdem weist der Aktor 50 zur Bildung des Lagers 58 Lagerflächen 66 auf, die gegenüber einer am Lagergehäuse 52 angeordneten Lageraufnahme 68 um die Längsachse 54 drehbar und in Richtung dieser verschiebbar sind.The actuator 50 is supported on the bearing housing 52 by two bearings 56 and 58 which are arranged at a distance from one another and which are designed, for example, as hydrostatic or aerostatic bearings. Furthermore, the actuator 50 is preferably designed as a cylindrical body with circumferential surfaces 60 to the longitudinal axis 54, which has bearing surfaces 62 for forming the bearing 56, which are rotatable about the longitudinal axis 54 as well as displaceable in the direction of the latter in a bearing receptacle 64 arranged fixedly on the bearing housing 52 , In addition, to form the bearing 58, the actuator 50 has bearing surfaces 66 which are rotatable about the longitudinal axis 54 relative to a bearing receptacle 68 arranged on the bearing housing 52 and are displaceable in the direction thereof.
Zum Antrieb des Aktors 50 ist dieser mit einer ersten Sekundärteilstruktur 70R versehen, welche erste Sekundärteilelemente 72R aufweist, die jeweils Magnetpole 74R bilden. Die Magnetpole 74R sind so angeordnet, daß in einer Azimutalrichtung 76 zur Längsachse 54 aufeinanderfolgende Magnetpole 74R alternierende Polaritäten 74RN, 74RS aufweisen und die beispielsweise in einer parallel zur Längsachse 54 verlaufenden Längsrichtung 78 langgestreckt ausgebildet sind.To drive the actuator 50, it is provided with a first secondary part structure 70R, which has first secondary part elements 72R, which each form magnetic poles 74R. The magnetic poles 74R are arranged such that in an azimuthal direction 76 to the longitudinal axis 54 successive magnetic poles 74R have alternating polarities 74RN, 74RS and which are elongated, for example, in a longitudinal direction 78 running parallel to the longitudinal axis 54.
Ferner ist der Aktor 50 mit einer zweiten Sekundärteilstruktur 70L versehen, die zweite Sekundärteilelemente 72L aufweist, die ihrerseits Magnetpole 74L bilden. Die Magnetpole 74L sind so angeordnet, daß in der Richtung 78 aufeinanderfolgende Magnetpole 74L alternierende Polaritäten 74LN, 74LS aufweisen und beispielsweise in der Azimutal richtung 76 um die Längsachse 54 herumverlaufend ausgebildet sind.Furthermore, the actuator 50 is provided with a second secondary part structure 70L, which has second secondary part elements 72L, which in turn form magnetic poles 74L. The magnetic poles 74L are arranged such that successive magnetic poles 74L in the direction 78 have alternating polarities 74LN, 74LS and are formed, for example, in the azimuthal direction 76 around the longitudinal axis 54.
Die Sekundärteilstrukturen 70R und 70L können dabei durch Sekundärteilelemente 72R und 72L gebildet werden, die entweder Permanentmagnete oder nicht aktiv stromgespeiste Kurzschlußwicklungen umfassen. Der ersten Sekundärteilstruktur 70R ist eine erste Primärteilstruktur 80R zugeordnet, welche erste Primärteilelemente 82R aufweist, die in der Azimutalrichtung 76 aufeinanderfolgend angeordnete magnetisierbare Pole 84R aufweist, wobei in der Azimutalrichtung 76 aufeinanderfolgende Pole 84R alternierende Polaritäten 84RN, 84RS aufweisen. Vorzugsweise sind die Magnetpole 84R in der Längsrichtung 78 langgestreckt ausgebildet. Ferner ist jedem der Pole 84R eine Spule 86R zur Magnetisierung des jeweiligen Pols 84R zugeordnet.The secondary part structures 70R and 70L can be formed by secondary part elements 72R and 72L, which either comprise permanent magnets or short-circuit windings that are not actively supplied with current. The first secondary part structure 70R is assigned a first primary part structure 80R, which has first primary part elements 82R, which has magnetizable poles 84R successively arranged in the azimuthal direction 76, wherein successive poles 84R have alternating polarities 84RN, 84RS in the azimuthal direction 76. The magnetic poles 84R are preferably elongated in the longitudinal direction 78. Each of the poles 84R is also assigned a coil 86R for magnetizing the respective pole 84R.
Auch der zweiten Sekundärteilstruktur 70L ist eine Primärteilstruktur 80L zugeordnet, welche einzelne Primärteilelemente 82L aufweist, die magnetisierbare Pole 84L bilden, wobei in der Längsrichtung 78 aufeinanderfolgende Pole 84L alternierende Polaritäten 84LN, 84LS aufweisen und sich vorzugsweise in der azimutalen Richtung 76 um die zweite Sekundärteilstruktur 70L herum erstrecken.Also assigned to the second secondary part structure 70L is a primary part structure 80L, which has individual primary part elements 82L which form magnetizable poles 84L, wherein successive poles 84L in the longitudinal direction 78 have alternating polarities 84LN, 84LS and preferably in the azimuthal direction 76 around the second secondary part structure 70L stretch around.
In gleicher Weise wie die Primärteilelemente 82R umfassen auch die Primärteilelemente 82L Spulen 86L zur Magnetisierung der Pole 84L.In the same way as the primary part elements 82R, the primary part elements 82L also include coils 86L for magnetizing the poles 84L.
Die erste Primärteilstruktur 80R bildet somit mit der ersten Sekundärteilstruktur 70R einen rotatorischen Direktantrieb 90R zum Erzeugen einer Drehbewegung des Aktors 50 um die Längsachse 54 und die zweite Primärteilstruktur 80L bildet zusammen mit der zweiten Sekundärteilstruktur 70L einen zweiten in der Längsrichtung 78 wirksamen direkten Linearantrieb für die Bewegung des Aktors 50 relativ zum Lagergehäuse 52.The first primary part structure 80R thus forms, together with the first secondary part structure 70R, a rotary direct drive 90R for generating a rotary movement of the actuator 50 about the longitudinal axis 54, and the second primary part structure 80L forms, together with the second secondary part structure 70L, a second direct linear drive effective in the longitudinal direction 78 for the movement of the actuator 50 relative to the bearing housing 52.
Erfindungsgemäß ist dabei der rotatorische Direktantrieb 90R so ausgebildet, daß das von diesem erzeugbare Drehmoment unabhängig von der Position des Aktors 50 bezüglich der Richtung 78 ist und andererseits ist vorzugsweise der lineare Direktantrieb 90L so ausgebildet, daß dessen Kraftwirkung auf den Aktor 50 in Längsrichtung 78 unabhängig ist von der Drehstellung des Aktors 50 relativ zum Lagergehäuse 52.According to the invention, the rotary direct drive 90R is designed such that the torque that can be generated by it is independent of the position of the actuator 50 with respect to the direction 78 and, on the other hand, is preferred the linear direct drive 90L is designed in such a way that its force acting on the actuator 50 in the longitudinal direction 78 is independent of the rotational position of the actuator 50 relative to the bearing housing 52.
Somit ist bei der erfindungsgemäßen Lösung die von jedem der beiden Direktantriebe 90R und 90L erzeugte Kraftwirkung unabhängig von der vom anderen Direktantrieb 90L bzw. 90R erzeugten Bewegung.Thus, in the solution according to the invention, the force effect generated by each of the two direct drives 90R and 90L is independent of the movement generated by the other direct drive 90L or 90R.
Vorzugsweise ist hierzu vorgesehen, daß die erste Sekundärteilstruktur 70R in der Längsrichtung 78 eine Ausdehnung AR aufweist, die mindestens um einen maximalen Vorschubweg V des Aktors 50 relativ zum Längengehäuse 52 größer ist als eine Erstreckung ER der ersten Primärteilstruktur 80R in der Längsrichtung 78.For this purpose, it is preferably provided that the first secondary part structure 70R has an extension AR in the longitudinal direction 78 that is greater than an extension ER of the first primary part structure 80R in the longitudinal direction 78 by at least a maximum feed path V of the actuator 50 relative to the length housing 52.
Vorzugsweise ist ebenfalls eine Ausdehnung AL der zweiten Sekundärteilstruktur 70L in der Längsrichtung 78 um den maximalen Vorschubweg V größer als eine Erstreckung EL der zweiten Primärteilstruktur 80L in der Richtung 78.Preferably, an extension AL of the second secondary part structure 70L in the longitudinal direction 78 by the maximum feed path V is also greater than an extension EL of the second primary part structure 80L in the direction 78.
Um den Aktor 50 in der Längsrichtung 78 bewegen zu können, ohne daß die Sekundärteilstrukturen 70R und 70L mit den Lagern 56, 58 kollidieren, sind die Sekundärteilstrukturen 70R und 70L so anzuordnen, daß bei der Bewegung des Aktors 50 mit dem maximalen Vorschubweg V keine Kollision mit den Lagern 56, 58 oder diese tragenden Wandbereichen 57, 59 des Lagergehäuses 52 auftritt, so daß bei einer Positionierung des Aktors 50 mittig zwischen einer maximal zurückgezogenen Stellung und einer maximal vorgeschobenen Stellung der Abstand von den jeweiligen Lagern 56, 58 zugewandten Enden 71 von den Lagern 56 oder 58 oder diese Lager tragenden Wandbereichen 57, 59 mindestens dem halben Vorschubweg entspricht. Um andererseits die Primärteilstrukturen 80R und 80L in allen Vorschubstellungen voll wirksam zu erhalten, sind die Primärteilstrukturen 80R, 80L mit ihren den Lagern 56, 58 zugewandten Enden 81 so anzuordnen, daß diese mindestens einen dem maximalen Vorschubweg V entsprechenden Abstand von den Lagern 56 oder 58 oder den diesen tragenden Wandbereichen 57, 59 des Lagergehäuses 52 aufweisen.In order to be able to move the actuator 50 in the longitudinal direction 78 without the secondary part structures 70R and 70L colliding with the bearings 56, 58, the secondary part structures 70R and 70L are to be arranged in such a way that there is no collision when the actuator 50 moves with the maximum feed path V. occurs with the bearings 56, 58 or these supporting wall areas 57, 59 of the bearing housing 52, so that when the actuator 50 is positioned centrally between a maximally retracted position and a maximally advanced position, the distance 71 from the ends 71 facing the respective bearings 56, 58 the bearings 56 or 58 or these bearing wall areas 57, 59 corresponds to at least half the feed path. On the other hand, in order to maintain the primary part structures 80R and 80L fully effective in all feed positions, the primary part structures 80R, 80L with their ends 81 facing the bearings 56, 58 must be arranged such that they are at least a distance from the bearings 56 or 58 corresponding to the maximum feed path V. or the wall areas 57, 59 of the bearing housing 52 which support them.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit, dargestellt in Figur 4, ist der Aktor 50 in einem Lagergehäuse 52' durch zwei Lager 56 und 58 gelagert, die allerdings so angeordnet sind, daß zwischen dem Lager 56 und dem Lager 58 sowohl die erste Sekundärteilstruktur 70R als auch die zweite Sekundärteilstruktur 70L und die erste Primärteilstruktur 80R sowie die zweite Primärteilstruktur 80L sitzen und somit der Aktor 50 beiderseits der Direktantriebe 90R und 90L gelagert ist. Folglich ist eine sehr stabile Führung für den Aktor 50 möglich, welches sich sowohl positiv auf die stabile Positionierung des Werkzeugträgers 24 oder der Spindel 14 auswirkt.In a second exemplary embodiment of a drive unit according to the invention, shown in FIG. 4, the actuator 50 is mounted in a bearing housing 52 'by two bearings 56 and 58, which, however, are arranged such that between the bearing 56 and the bearing 58 both the first secondary part structure 70R and the second secondary part structure 70L and the first primary part structure 80R as well as the second primary part structure 80L are seated and thus the actuator 50 is mounted on both sides of the direct drives 90R and 90L. Consequently, a very stable guidance for the actuator 50 is possible, which has a positive effect on the stable positioning of the tool carrier 24 or the spindle 14.
Im übrigen sind die Direktantriebe 90L und 90R in gleicher Weise ausgebildet wie beim ersten Ausführungsbeispiel.Otherwise, the direct drives 90L and 90R are configured in the same way as in the first exemplary embodiment.
Hinsichtlich der im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht beschriebenen Elemente finden dieselben Bezugszeichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel Verwendung und hinsichtlich der Beschreibung derselben wird vollinhaltlich auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen. Um eine möglichst kurze Baulänge zu erreichen, sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Primärteilstrukturen 80R und 80L so angeordnet, daß deren einander zugewandten Enden 79 einen Abstand voneinander aufweisen, welcher mindestens dem maximalen Vorschubweg entspricht.With regard to the elements not described in connection with the second exemplary embodiment, the same reference numerals are used as in the first exemplary embodiment, and with regard to the description thereof, reference is made in full to the explanations for the first exemplary embodiment. In order to achieve the shortest possible overall length, the primary part structures 80R and 80L are arranged in the second exemplary embodiment in such a way that their mutually facing ends 79 are at a distance from one another which corresponds at least to the maximum feed path.
Darüber hinaus sind die Primärteilstrukturen 80R und 80L so angeordnet, daß deren den Lagern 56, 58 zugewandte Enden 81 von diesen oder den die Lager tragenden Wandbereichen 57, 59 einen Abstand aufweisen, der mindestens dem maximalen Vorschubweg entspricht.In addition, the primary part structures 80R and 80L are arranged such that their ends 81 facing the bearings 56, 58 or the wall regions 57, 59 supporting the bearings are at a distance which corresponds at least to the maximum feed path.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit, dargestellt in Fig. 5, trägt der Aktor 50 eine Sekundärteilstruktur 70', die nicht mehr wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen in eine erste und zweite Sekundärteilstruktur unterteilt ist, sondern so aufgebaut ist, daß sie sowohl in der Azimutalrichtung 76 um die Längsachse 54 als auch in der Längsrichtung 78 wirksam ist.In a third exemplary embodiment of a drive unit according to the invention, shown in FIG. 5, the actuator 50 carries a secondary part structure 70 ', which is no longer divided into a first and second secondary part structure as in the previous exemplary embodiments, but is constructed in such a way that it Azimuthal direction 76 around the longitudinal axis 54 and in the longitudinal direction 78 is effective.
In diesem Fall ist die Sekundärteilstruktur 70' beispielsweise so aufgebaut, daß sie Magnetpole 74'N und 74'S aufweist, die sowohl in der zur Azimutalrichtung 76 als auch in der Längsrichtung 78 alternierend aufeinanderfolgen, wobei in diesem Fall die die Magnetpole 74'N bildenden Bereiche die die Magnetpole 74'S bildenden Bereiche umschließen, so daß die die Magnetpole 74'N bildenden Bereiche eine Art zusammenhängendes Gitter bilden, zwischen denen die die Magnetpole 74'S bildenden Bereiche in Form isolierter Inseln angeordnet sind.In this case, the secondary part structure 70 'is constructed, for example, in such a way that it has magnetic poles 74'N and 74'S which alternate both in the azimuthal direction 76 and in the longitudinal direction 78, in which case the regions forming the magnetic poles 74'N enclose the areas forming the magnetic poles 74'S, so that the areas forming the magnetic poles 74'N form a kind of coherent grid, between which the areas forming the magnetic poles 74'S are arranged in the form of isolated islands.
Bei einer derartigen Sekundärteilstruktur 70' ist ein rotatorischer und ein linear translatorischer Antrieb des Aktors 50dadurch möglich, daß sowohl eine erste Primärteilstruktur 80R als auch eine zweite Primärteilstruktur 80L vorgesehen sind, die beide in gleicher Weise wie bei den voranstehenden beiden Ausführungsbeispielen in der Längsrichtung 78 aufeinanderfolgend angeordnet sind und in gleicher Weise ausgebildet sind, wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, allerdings in diesem Fall in der Längsrichtung 78unmittelbar aneinander anschließen.In the case of such a secondary part structure 70 ', a rotational and a linear translatory drive of the actuator 50 is possible in that both a first primary part structure 80R and a second primary part structure 80L are provided, both of which are arranged in succession in the longitudinal direction 78 in the same way as in the preceding two exemplary embodiments and are constructed in the same way as described in connection with the first exemplary embodiment, but in this case directly adjoin one another in the longitudinal direction 78.
Die erste Primärteil Struktur 80R ermöglicht mit den in der Azimutalrichtung 76 aufeinanderfolgenden alternierenden Polen 74'N und 74'S einen rotatorischen Antrieb des Aktors 50, während die zweite Primärteilstruktur 80L eine lineare Verschiebung des Aktors 50 in der Längsrichtung 78 aufgrund der in der Längsrichtung 78 aufeinanderfolgenden alternierenden Magnetpole 74'N und 74'S ermöglicht,The first primary part structure 80R, with the alternating poles 74'N and 74'S in succession in the azimuthal direction 76, enables the actuator 50 to be driven in rotation, while the second primary part structure 80L enables the actuator 50 to be linearly displaced in the longitudinal direction 78 on account of the alternating ones in the longitudinal direction 78 Magnetic poles 74'N and 74'S enables
Die einheitliche und durchgehende Sekundärteilstruktur 70' ermöglicht es somit, die Primärteile 80R und 80L unmittelbar aneinander anschließend anzuordnen und somit einen mindestens dem Vorschubweg V in Richtung der Längsachse 54 entsprechenden Abstand zwischen den Primärteilstrukturen 80R und 80L zu vermeiden, so daß das dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Antriebseinheit immer noch um den Vorschubweg V des Aktors 50 in der Richtung 78 kürzer baut als die ersten und zweiten Ausführungsbeispiele, allerdings die Möglichkeit eröffnet, die in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehenen Primärteilstrukturen 80R und 80L einzusetzen.The uniform and continuous secondary part structure 70 'thus makes it possible to arrange the primary parts 80R and 80L immediately adjacent to one another and thus to avoid a distance between the primary part structures 80R and 80L which corresponds at least to the feed path V in the direction of the longitudinal axis 54, so that the third exemplary embodiment of the invention Drive unit is still shorter by the feed path V of the actuator 50 in the direction 78 than the first and second exemplary embodiments, but opens up the possibility of using the primary part structures 80R and 80L provided in the first and second exemplary embodiments.
Bei einem vierten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 6, ist eine Sekundärteilstruktur 70" vorgesehen, welche schachbrettartig nebeneinander angeordnete Magnetpole 74"N und 74"S aufweist, wobei jeder der Magnetpole 74" durch ein Sekundärteilelement 72" gebildet ist. Damit ist der Aktor 50 sowohl in der Azimutalrichtung 76 als auch in der zur Längsachse 54 parallelen Richtung 78 mit aufeinanderfolgend angeordneten Magnetpolen 74" versehen, welche insgesamt die Sekundärteilstruktur 70" bilden.In a fourth exemplary embodiment, shown in FIG. 6, a secondary part structure 70 ″ is provided which has magnetic poles 74 ″ N and 74 ″ S arranged next to one another in the manner of a checkerboard, each of the magnetic poles 74 ″ being formed by a secondary part element 72 ″. The actuator 50 is thus provided with successively arranged magnetic poles 74 ″ both in the azimuthal direction 76 and in the direction 78 parallel to the longitudinal axis 54, which overall form the secondary part structure 70 ″.
Die Sekundärteilstruktur 70" muß jedoch nicht zwingend rechteckförmige Magnetpole 74" aufweisen, sondern kann auch mit andersartig geformten Magnetpolen ausgeführt sein, die jeweils symmetrisch zu Kreuzungspunkten M einer sowohl in der Azimutalrichtung 76 als auch in der Richtung 78 gleichförmigen Netzstruktur liegen, so daß die Kreuzungspunkte M sowohl in der Azimutalrichtung 76 als auch in der Längsrichtung 78 gleiche Abstandsmaße voneinander aufweisen.However, the secondary part structure 70 "does not necessarily have to have rectangular magnetic poles 74", but can also be designed with differently shaped magnetic poles, each symmetrical to intersection points M of a network structure which is uniform both in the azimuthal direction 76 and in the direction 78, so that the intersection points M have the same distance dimensions from one another both in the azimuthal direction 76 and in the longitudinal direction 78.
Zum Antrieb einer derartigen Sekundärteilstruktur 70" sowohl hinsichtlich einer Drehung um die Längsachse 54 als auch einer Verschiebung in der Längsrichtung 78 sind zwei Primärteilstrukturen 801 und 8011 vorgesehen.Two primary part structures 801 and 8011 are provided for driving such a secondary part structure 70 ″ both with respect to a rotation about the longitudinal axis 54 and a displacement in the longitudinal direction 78.
Jede dieser Primärteilstrukturen 801 und 8011 umfaßt dabei magnetisierbare Pole 841 bzw. 8411, die auf einer zur Längsachse 54 koaxialen kreiszylindrischen Fläche derart verlaufen, daß, wie in Fig. 7 dargestellt, in der Abwicklung die magnetisierbaren Pole 841 der Primärteilstruktur 801 parallel zueinander und schräg zur Längsrichtung 78 sowie schräg zur Azimutalrichtung 76, beispielsweise längs einer Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten M der Netzstruktur in einer Richtung 881 verlaufen, die in der Abwicklung einen spitzen Winkel mit der Längsrichtung 78 und der Azimutalrichtung 76 bildet.Each of these primary part structures 801 and 8011 comprises magnetizable poles 841 and 8411, respectively, which run on a circular cylindrical surface coaxial with the longitudinal axis 54 such that, as shown in FIG. 7, the magnetizable poles 841 of the primary part structure 801 are parallel to one another and obliquely in the development to the longitudinal direction 78 and obliquely to the azimuth direction 76, for example along a connecting line between the center points M of the network structure in a direction 881 which forms an acute angle with the longitudinal direction 78 and the azimuth direction 76 in the development.
Die Pole 841 sind ferner in einer Richtung 891 aufeinanderfolgend mit alternierender Polarität angeordnet. Die Pole 84 wirken somit auf die diesen gegenüberliegenden Magnetpole 74" so, daß einer einen Pol 841 der Primärteilstruktur 801 mit einer Reihe von in der Richtung 881 aufeinanderfolgenden Magnetpolen 7411 der Sekundärteilstruktur 70" wechselwirkt, wodurch auf den Aktor 50 eine Kraft F in der Richtung 891 wirkt, die in eine Kraft FL, welche parallel zur Längsrichtung 78 und eine Kraft FA, welche parallel zur Azimutalrichtung 76 wirkt, zerlegbar ist.The poles 841 are further arranged in a direction 891 successively with alternating polarity. The poles 84 thus act on the magnetic poles 74 ″ opposite them in such a way that one pole 841 of the primary part structure 801 interacts with a number of successive magnetic poles 7411 of the secondary part structure 70 ″ in the direction 881, as a result of which a force F in the direction acts on the actuator 50 891 acts, which can be broken down into a force FL, which is parallel to the longitudinal direction 78 and a force FA, which acts parallel to the azimuthal direction 76.
Die Sekundärteilstruktur 8011 ist spiegelsymmetrisch zu einer senkrecht zur Längsachse 78 verlaufenden Spiegelebene S ausgebildet wie die Sekundärteilstruktur 801, allerdings mit dem Unterschied, daß die Richtungen 8811 und 8911 quer zu den Richtungen 881 und 891 verlaufen und somit die entstehende Kraft FII quer zur Kraft FI wirkt und somit die Kräfte FL I und FL II sowie FA I und FA II parallel zueinander gerichtet sind und somit entgegengesetzt oder in dieselbe Richtung wirken können.The secondary part structure 8011 is mirror-symmetrical to a mirror plane S running perpendicular to the longitudinal axis 78 like the secondary part structure 801, but with the difference that the directions 8811 and 8911 run transversely to the directions 881 and 891 and thus the resulting force FII acts transversely to the force FI and thus the forces FL I and FL II as well as FA I and FA II are directed parallel to one another and can therefore act in opposite or in the same direction.
Durch geeignete Ansteuerung der Primärteilstrukturen 801 und 8011 besteht nun die Möglichkeit, die Kräfte F I und F II so zu wählen, daß sich diese entweder hinsichtlich ihrer Komponenten FA I und FA II und/oder FL I und FL II aufheben oder ergänzen und somit insgesamt eine Drehung des Aktors 50 in Azimutalrichtung 76 und/oder eine Linearverschiebung des Aktors 50 in der Richtung 78 bewirken.By suitable control of the primary substructures 801 and 8011, there is now the possibility of choosing the forces FI and F II such that they either cancel or supplement one another with regard to their components FA I and FA II and / or FL I and FL II and thus a total Rotate the actuator 50 in the azimuthal direction 76 and / or cause a linear displacement of the actuator 50 in the direction 78.
Die beschriebene Lösung gemäß Fig. 6 und 7 erlaubt es, den Aktor 50 so zu betreiben, daß dieser rotierbar oder linear in eine Richtung verschiebbar ist. Noch vorteilhafter ist es, insgesamt vier den Primärteilstrukturen 801 und 8011 entsprechende Primärteilstrukturen vorzusehen, so daß sich insgesamt Kräfte FPI, -FPI, FPII, -FPII erzeugen lassen, mit welchen durch den Direktantrieb gesteuert in günstiger Weise ein stillstehender Aktor realisierbar ist, der auch durch den Direktantrieb fixiert in dieser Stellung gehalten werden kann. Bei einem fünften Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 8 ist die Sekundärteilstruktur 70" in gleicher Weise ausgebildet wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel, darüber hinaus ist aber auch die Primärteilstruktur 80" entsprechend ausgebildet, das heißt, daß in der Abwicklung schachbrettförmig nebeneinander angeordnete Primärteilelemente 82" vorgesehen sind, welche jeweils einzelne magnetisierbare Pole 84" bilden, die dann sowohl in der Richtung 78 als auch in der Richtung 76 aufeinanderfolgende Reihen mit alternierender Magnetisierung 84"N und 84"S bilden.The described solution according to FIGS. 6 and 7 allows the actuator 50 to be operated in such a way that it can be rotated or displaced linearly in one direction. It is even more advantageous to provide a total of four primary substructures corresponding to the primary substructures 801 and 8011, so that a total of forces FPI, -FPI, FPII, -FPII can be generated, with which a stationary actuator, which is also controlled by the direct drive, can be implemented in a favorable manner can be held fixed in this position by the direct drive. In a fifth exemplary embodiment, shown in FIG. 8, the secondary part structure 70 "is designed in the same way as in the fourth exemplary embodiment, but in addition the primary part structure 80" is also designed accordingly, that is to say that primary part elements 82 "arranged next to one another in a checkerboard pattern are developed. are provided, which each form individual magnetizable poles 84 ", which then form successive rows with alternating magnetization 84" N and 84 "S both in the direction 78 and in the direction 76.
Die einzelnen Primärteilelemente 82" sind somit einzeln in geeigneter Weise ansteuerbar, um den Aktor 50 in der Richtung 76, das heißt in Form eine Drehung um die Längsachse 54 und/oder eine Linearbewegung in der Richtung 78, das heißt parallel zur Längsachse 54, zu bewegen.The individual primary part elements 82 ″ can thus be controlled individually in a suitable manner in order to move the actuator 50 in the direction 76, that is to say in the form of a rotation about the longitudinal axis 54 and / or a linear movement in the direction 78, that is to say parallel to the longitudinal axis 54 move.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es nicht notwendig, daß sich die Sekundärteilstruktur 70" über die Primärteilstruktur 80" hinauserstreckt, sondern es ist aufgrund der Einzelansteuerung der Primärteilelemente 82" auch möglich, die Sekundärteilstruktur 70" mit einer kürzeren Ausdehnung in der Richtung 78 auszubilden, als die Primärteilstruktur 80".In this embodiment, it is not necessary that the secondary part structure 70 "extends beyond the primary part structure 80", but it is also possible because of the individual activation of the primary part elements 82 "to form the secondary part structure 70" with a shorter extension in the direction 78 than that Primary part structure 80 ".
Gezeichnete Lösung gemäß Fig. 8 funktioniert noch besser, wenn die Polteilung der Primärteilstruktur 80" in der Azimutalrichtung 76 und der Längsrichtung 78 kleiner sein als die Polteilung der Sekundärteilstruktur 70".The illustrated solution according to FIG. 8 functions even better if the pole pitch of the primary part structure 80 "in the azimuthal direction 76 and the longitudinal direction 78 is smaller than the pole pitch of the secondary part structure 70".
Bei einem sechsten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit, dargestellt in Fig. 9, sind diejenigen Elemente, die mit denen der voranstehenden Ausführungsbeispiele identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß hinsichtlich derselben vollinhaltlich auf die Ausführungen zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen Bezug genommen wird.In a sixth exemplary embodiment of a drive unit according to the invention, shown in FIG. 9, those elements which are identical to those of the preceding exemplary embodiments are the same Provide reference numerals so that with respect to the same reference is made to the explanations of the above exemplary embodiments.
Im Gegensatz zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen haben die auf dem Aktor 50 vorgesehenen Lagerflächen 62' des Lagers 56 sowie die Lagerflächen 66' des Lagers 58 einen Durchmesser, welcher dem der Mantelfläche 60" der Sekundärteilstruktur 70" entspricht, so daß auch die Möglichkeit besteht, mit dem die Sekundärteilstruktur 70" aufweisenden Bereich des Aktors in die Lageraufnahmen 64 hineinzufahren, um den maximal möglichen Vorschubweg V des Aktors 50 zu realisieren. Damit entfällt auch die Notwendigkeit eines Abstandes zwischen den den Lagern 56, 58 zugewandten Enden 81 der Primärteilstruktur 80", so daß sich die Lageraufnahmen 64, 68 unmittelbar an die Primärteilstruktur 80" anschließen können.In contrast to the above exemplary embodiments, the bearing surfaces 62 'of the bearing 56 provided on the actuator 50 and the bearing surfaces 66' of the bearing 58 have a diameter which corresponds to that of the outer surface 60 "of the secondary part structure 70", so that there is also the possibility of using to drive the area of the actuator having the secondary part structure 70 "into the bearing receptacles 64 in order to realize the maximum possible feed path V of the actuator 50. This also eliminates the need for a distance between the ends 81 of the primary part structure 80 facing the bearings 56, 58," see above that the bearing receptacles 64, 68 can directly adjoin the primary part structure 80 ".
Bei einem siebten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Figur 10 und 11, sind zwei Sekundärteilstrukturen 70 I und 70 II vorgesehen, die aus Sekundärteilelementen 72 I bzw. 72 II aufgebaut sind, wobei die Sekundärteilelemente 72 I und 72 II streifenförmige Pole 74 I bzw. 74 II aufweisen, die sich, wie insbesondere in Figur 11 dargestellt, in der Abwicklung in Längsrichtungen 77 I und 77 II erstrecken, die schräg sowohl zur Längsrichtung 78 und auch schräg zur Azimutal richtung 76 verlaufen.In a seventh exemplary embodiment, shown in FIGS. 10 and 11, two secondary part structures 70 I and 70 II are provided, which are constructed from secondary part elements 72 I and 72 II, the secondary part elements 72 I and 72 II being strip-shaped poles 74 I and 74 II have, which, as shown in particular in Figure 11, extend in the development in longitudinal directions 77 I and 77 II, which extend obliquely both to the longitudinal direction 78 and obliquely to the azimuthal direction 76.
Ferner sind vorzugsweise die Längsrichtungen 77 I und 77 II der Sekundärteilstrukturen 70 I und 70 II derart angeordnet, daß die Längsrichtungen 77 I und 77 II spiegelsymmetrisch zur Spiegelebene S verlaufen und einen Winkel Wl miteinander einschließen, der zwischen 0 und 180 ° liegt, vorzugsweise in einem Bereich zwischen ungefähr 30 ° und ungefähr 150 °, noch besser in einem Bereich zwischen ungefähr 60 ° und ungefähr 120 °. In dem Sekundärteil sind sowohl die Pole 741 als auch die Pole 7411 so aufeinanderfolgend angeordnet, daß jeweils aufeinanderfolgende Pole 741 oder 7411 eine unterschiedliche Magnetisierung aufweisen oder unterschiedlich magnetisierbar sind, so daß ein Pol 74IN oder 74IIN gefolgt wird von einem Pol 74IS bzw. 74IIS.Furthermore, the longitudinal directions 77 I and 77 II of the secondary part structures 70 I and 70 II are preferably arranged such that the longitudinal directions 77 I and 77 II are mirror-symmetrical to the mirror plane S and form an angle W1 with one another which is between 0 and 180 °, preferably in a range between about 30 ° and about 150 °, more preferably in a range between about 60 ° and about 120 °. Both the poles 741 and the poles 7411 are arranged in succession in the secondary part in such a way that successive poles 741 or 7411 each have a different magnetization or can be magnetized differently, so that a pole 74IN or 74IIN is followed by a pole 74IS or 74IIS.
Der Aufbau von Sekundärteilstrukturen 701 bzw. 7011 aus nebeneinander liegenden Polen 741 bzw. 7411 mit alternierender Magnetisierung oder alternierender Magnetisierbarkeit ist aus dem Aufbau von Linearmotoren bekannt.The construction of secondary part structures 701 and 7011 from adjacent poles 741 and 7411 with alternating magnetization or alternating magnetizability is known from the construction of linear motors.
Darüber hinaus ist beim siebten Ausführungsbeispiel auch noch vorgehen, daß den Sekundärteilstrukturen 701 und 7011 Primärteilstrukturen 801 bzw. 8011 zugeordnet sind, die ebenfalls aus Primärteilelementen 821 bzw. 8211 mit streifenförmigen Polen 841, 8411 aufgebaut sind, die sich parallel zu Längsrichtungen 881 bzw. 8811 erstrecken, wobei die Längsrichtungen 881 und 8811 spiegelsymmetrisch zur Spiegelebene S verlaufen und in einem Winkel W2 zueinander verlaufen, der ebenfalls zwischen 0 und 180 ° liegt, vorzugsweise in derselben Größenordnung, wie der Winkel Wl, sich allerdings von dem Winkel Wl unterscheiden kann, um die Momentenwelligkeit zu reduzieren.In addition, in the seventh exemplary embodiment, it is also necessary to assign secondary part structures 701 and 7011 to primary part structures 801 and 8011, which are also composed of primary part elements 821 and 8211 with strip-shaped poles 841, 8411, which are parallel to longitudinal directions 881 and 8811 extend, wherein the longitudinal directions 881 and 8811 are mirror-symmetrical to the mirror plane S and extend at an angle W2 to each other, which is also between 0 and 180 °, preferably of the same order of magnitude as the angle W1, but can differ from the angle W1 by to reduce the torque ripple.
Die Längsrichtungen 881 und 8811 verlaufen in der in Figur 11 dargestellten Abwicklung schräg zur Längsrichtung 78 und schräg zur Azimutal richtung 76.In the development shown in FIG. 11, the longitudinal directions 881 and 8811 run obliquely to the longitudinal direction 78 and obliquely to the azimuthal direction 76.
Vorzugsweise ist jede der Längsrichtungen 881 und 8811 gegenüber der Längsrichtung 78 um ungefähr denselben Winkel geneigt, allerdings in unterschiedlicher Richtung. Jede der Primärteilstrukturen 801 und 8011 wirkt nun mit der entsprechenden Sekundärteilstruktur 701 bzw. 7011 derart zusammen, daß durch das alleinige Zusammenwirken der jeweiligen Primärteilstruktur 801 bzw. 8011 mit der entsprechenden Sekundärteilstruktur 701 bzw. 7011 sowohl eine rotatorisch antreibende Wirkung als auch eine translatorisch verschiebende Wirkung entsteht.Each of the longitudinal directions 881 and 8811 is preferably inclined by approximately the same angle with respect to the longitudinal direction 78, but in a different direction. Each of the primary substructures 801 and 8011 now interacts with the corresponding secondary substructure 701 or 7011 in such a way that, through the sole interaction of the respective primary substructure 801 or 8011 with the corresponding secondary substructure 701 or 7011, both a rotationally driving effect and a translationally displacing effect arises.
Allerdings lassen sich die Kraftwirkungen zwischen der Primärteilstruktur 801 und der Sekundärteilstruktur 701 sowie der Primärteilstruktur 8011 und der Sekundärteilstruktur 7011 miteinander kombinieren, und zwar durch gegenläufige Ansteuerung, so daß sich entweder rotatorisch wirkende Kräfte oder translatorisch wirkende Kräfte zumindest zum Teil kompensieren, oder vollständig aufheben lassen, so daß der Aktor 50 somit sowohl rotatorisch als auch linear translatorisch bewegbar ist, wie im Zusammenhang mit dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 und 7 bereits beschrieben.However, the force effects between the primary part structure 801 and the secondary part structure 701 as well as the primary part structure 8011 and the secondary part structure 7011 can be combined with one another by means of opposing control, so that either rotationally acting forces or translationally acting forces can be at least partially compensated for or completely eliminated , so that the actuator 50 can thus be moved both rotationally and linearly translationally, as already described in connection with the fourth exemplary embodiment according to FIGS. 6 and 7.
Zum Festsetzen des Aktors 50 ist vorgesehen, daß die Pole 841, 8411 der Primärteilstrukturen 801 und 8011 entsprechende Pole 741 und 7411 anziehen und festsetzen.To fix the actuator 50, it is provided that the poles 841, 8411 of the primary part structures 801 and 8011 attract and fix corresponding poles 741 and 7411.
Im übrigen wird auf die detaillierten Erläuterungen der Aufkompensation und Addition von Kräften im Zusammenhang mit dem vierten Ausführungsbeispiel und Figur 7 verwiesen.For the rest, reference is made to the detailed explanations of the compensation and addition of forces in connection with the fourth exemplary embodiment and FIG. 7.
Im Zusammenhang mit den bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde lediglich die Art des Antriebs des Aktors dargestellt. Um jedoch sowohl den rotatorischen Direktantrieb 90 als auch den linear translatorischen Direktantrieb 90 exakt ansteuern zu können, ist es für die Steuerung 40 erforderlich, die Position des Aktors 50 in der Azimutalrichtung 76 und in der parallel zur Längsachse 54 verlaufenden Richtung 78 exakt zu erfassen, um die Direktantriebe 90 mittels Lageregelung betreiben zu können.In connection with the exemplary embodiments described so far, only the type of drive of the actuator was shown. However, in order to be able to precisely control both the rotary direct drive 90 and the linear translational direct drive 90, it is necessary for the controller 40 to exactly detect the position of the actuator 50 in the azimuthal direction 76 and in the direction 78 running parallel to the longitudinal axis 54, to be able to operate the direct drives 90 by means of position control.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lageerkennungseinrichtung 100, dargestellt in Fig. 12, ist eine erste Lageerfassungseinheit 110 vorgesehen, welche vorzugsweise koaxial zur Längsachse 54 eine Position eines mittleren Bereichs 112 einer Stirnseite 114 des Aktors 50 erfaßt, welche beispielsweise die Stirnseite ist, die dem Spannfutter 18 oder dem Revolverkopfträger 30 gegenüberliegend angeordnet ist. Beispielsweise ist dabei die erste Lageerfassungseinheit 110 so ausgebildet daß sie interferometrisch den Abstand zu dem Bereich 112 erfaßt.In a first exemplary embodiment of a position detection device 100 according to the invention, shown in FIG. 12, a first position detection unit 110 is provided, which preferably detects, coaxially to the longitudinal axis 54, a position of a central region 112 of an end face 114 of the actuator 50, which is for example the end face that corresponds to Chuck 18 or the turret carrier 30 is arranged opposite. For example, the first position detection unit 110 is designed such that it interferometrically detects the distance to the area 112.
Es wäre aber ebenfalls denkbar koaxial zur Längsachse 54 einen fest mit dem Aktor 50 verbundenen Glasmaßstab vorzusehen, der mit dem Aktor 50 mit drehbar ist und dessen Verschiebung in Richtung 78 durch eine Variante der ersten Lageerfassungseinheit 110 erfaßbar ist.It would also be conceivable, coaxially to the longitudinal axis 54, to provide a glass scale which is firmly connected to the actuator 50 and which can also be rotated with the actuator 50 and whose displacement in the direction 78 can be detected by a variant of the first position detection unit 110.
Darüber hinaus ist mindestens eine zweite Lageerfassungseinheit 120 vorgesehen, welche eine Lageerfassungsstruktur 122 auf der Stirnseite 114 des Aktors 50 erfaßt. Vorzugsweise ist dabei die zweite Lageerfassungseinheit 120 so ausgebildet, daß sie in der Lage ist, die Lageerfassungsstruktur 122 in unterschiedlichen Positionen des Aktors 50 in der Längsrichtung 78 und unabhängig von diesen Positionen des Aktors 50 zu erfassen, so daß durch Abtasten der Lageerfassungsstruktur 122, beispielsweise von Strukturelementen 124 mit unterschiedlicher Reflektivität auf optischem Wege durch die zweite Lageerfassungseinheit 120, die Drehlage des Aktors 50 ständig und unabhängig von der Verschiebung des Aktors 50 in der Längsrichtung 78 erfaßbar ist.In addition, at least one second position detection unit 120 is provided, which detects a position detection structure 122 on the front side 114 of the actuator 50. The second position detection unit 120 is preferably designed such that it is able to detect the position detection structure 122 in different positions of the actuator 50 in the longitudinal direction 78 and independently of these positions of the actuator 50, so that by scanning the position detection structure 122, for example of structural elements 124 with different reflectivity by optical means the second position detection unit 120, the rotational position of the actuator 50 can be detected continuously and independently of the displacement of the actuator 50 in the longitudinal direction 78.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lage- erfassungseinrichtung 100', dargestellt in Fig. 13, ist sowohl eine Bewegung in der Azimutalrichtung 76 als auch eine Bewegung in der zur Längsrichtung 78 dadurch erfaßbar, daß auf einer sich in der Azimutalrichtung 76 und der Längsrichtung 78 und koaxial zur Längsachse 54 verlaufenden Zylinderfläche 130 die Lageerfassungsstruktur 122' mit Strukturelemente 132 vorgesehen ist, die sich hinsichtlich ihrer Detektierbarkeit von zwischen den Strukturelementen 132 liegenden Zwischenbereichen 134 unterscheiden und durch einen Übergangsbereich 136, im einfachsten Fall eine Kante gegenüber den diese umgebenden Bereichen 134 abgegrenzt sind. Die Strukturelemente 132 können dabei sich in vielfältiger Weise gegenüber den diese umgebenden Bereichen 134 unterscheidbar sein. Im einfachsten Fall sind die Strukturelemente 132 gegenüber den diese umgebenden Bereichen 134 Erhebungen oder Vertiefungen, die beispielsweise optisch oder induktiv oder kapazitiv detektierbar sind.In a second exemplary embodiment of a position detection device 100 ′ according to the invention, shown in FIG. 13, both a movement in the azimuthal direction 76 and a movement in the longitudinal direction 78 can be detected in that one in the azimuthal direction 76 and the longitudinal direction 78 and coaxial to the longitudinal axis 54 of the cylindrical surface 130, the position detection structure 122 'is provided with structural elements 132, which differ in their detectability from intermediate regions 134 lying between the structural elements 132 and delimited by a transition region 136, in the simplest case an edge with respect to the regions 134 surrounding them are. The structural elements 132 can be distinguished in a variety of ways from the regions 134 surrounding them. In the simplest case, the structural elements 132 are elevations or depressions with respect to the areas 134 surrounding them, which can be detected optically or inductively or capacitively, for example.
Um dabei sowohl eine Bewegung in der Azimutalrichtung 76 als auch in der Längsrichtung 78 erfassen zu können, erfolgt eine Abtastung einer durch die Strukturelemente 132 und die diese umgebenden Bereichen 134 gebildeten Lageerfassungsstruktur 122' beispielsweise durch die Lageerfassungseinheit 120' mittels gleichzeitiger Abtastung dreier Tastpunkte TP1, TP2, TP3, wobei die Tastpunkte TP1 bis TP3 in einen derartigen Muster relativ zueinander anzulegen sind, daß dann, wenn der Tastpunkt TP1 auf einem der Strukturelemente 132 liegt, die Tastpunkte TP2 und TP3 in die Strukturelemente 132 umgebenden Bereichen 134 liegen und zwar so, daß der Tastpunkt TP2 in der Längsrichtung 78 gegenüber dem Tastpunkt TP2 verschoben angeordnet ist und der Tastpunkt TP3 in der Azimutalrichtung 76 gegenüber dem Tastpunkt TPl verschoben angeordnet ist, wie in Fig. 13 dargestellt.In order to be able to detect both a movement in the azimuthal direction 76 and in the longitudinal direction 78, a position detection structure 122 'formed by the structural elements 132 and the areas 134 surrounding them is scanned, for example by the position detection unit 120' by simultaneously scanning three touch points TP1, TP2, TP3, wherein the tactile points TP1 to TP3 are to be created in such a pattern relative to one another that when the tactile point TP1 lies on one of the structural elements 132, the tactile points TP2 and TP3 into the structural elements 132 surrounding areas 134 are such that the tactile point TP2 is shifted in the longitudinal direction 78 with respect to the tactile point TP2 and the tactile point TP3 in the azimuthal direction 76 is shifted with respect to the tactile point TP1, as shown in FIG. 13.
Erfolgt bei der beschriebenen Anordnung der Tastpunkte TPl bis TP3 eine Bewegung des Aktors 50 und somit der Zylinderfläche 130 in der Richtung 78, so bewegt sich der Tastpunkt TP3 zwischen den Strukturelementen 132 hindurch, ohne daß die Lageerfassungseinheit 120' Änderungen, insbesondere an Übergangsbereichen 136, feststellt, während die Tastpunkte TPl und TP2 jeweils von dem ein Strukturelement 132 umgebenden Bereich 134 auf das Strukturelemente 132 übergehen und wiederum von diesem auf einen das Strukturelement 132 umgebenden Bereich 134 und somit die Übergangsbereiche 136 ständig durchlaufen und folglich an den Tastpunkten TPl und TP2 ständig Änderungen entsprechend dem Abstand der Strukturelemente 132 und der Bewegung des Aktors 50 in der Richtung 78 festgestellt werden.If, in the described arrangement of the tactile points TP1 to TP3, the actuator 50 and thus the cylinder surface 130 moves in the direction 78, the tactile point TP3 moves between the structural elements 132 without the position detection unit 120 'making changes, in particular to transition areas 136, detects, while the touch points TP1 and TP2 each pass from the area 134 surrounding a structural element 132 to the structural elements 132 and in turn continuously pass from this to an area 134 surrounding the structural element 132 and thus the transition areas 136 and consequently continuously at the touch points TP1 and TP2 Changes corresponding to the distance between the structural elements 132 and the movement of the actuator 50 in the direction 78 can be determined.
Sind somit in der Lageerfassungsstruktur 122' die Strukturelemente 132 einerseits in der Azimutalrichtung 76 und andererseits in der Längsrichtung 78 aufeinanderfolgend in Form eines regelmäßigen Gitters angeordnet, so kann eine Lageerfassungseinheit 120' der Lageerkennungseinrichtung 100' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel durch die Veränderungen an den Tastpunkten TPl bis TP3 erkennen, daß sich der Aktor 50 in Richtung 78 bewegt.Thus, in the position detection structure 122 ', the structure elements 132 are arranged successively in the form of a regular grid on the one hand in the azimuthal direction 76 and on the other hand in the longitudinal direction 78, a position detection unit 120' of the position detection device 100 'according to the second exemplary embodiment can be changed by the changes at the touch points TP1 to TP3 recognize that actuator 50 is moving in direction 78.
Bewegt sich andererseits der Aktor 50 im Sinne einer Drehung um die Längsachse 54, so wird am Tastpunkt TP2 keine Änderung festzustellen sein, während an dem Tastpunkt TPl und TP3 stets aufeinanderfolgend Änderungen eintreten und somit ist die Lageerkennungseinrichtung 100' in der Lage, eine Bewegung in der Azimutalrichtung 76 zu erkennen. In derselben Weise können auch überlagerte Bewegungen in der Azimutalrichtung 76 und in der Längsrichtung 78 erkannt werden.If, on the other hand, the actuator 50 moves in the sense of a rotation about the longitudinal axis 54, no change will be ascertained at the touch point TP2, while changes always occur successively at the touch points TP1 and TP3 and thus the position detection device 100 'is able to move in the azimuthal direction 76 to recognize. Superimposed movements in the azimuthal direction 76 and in the longitudinal direction 78 can also be recognized in the same way.
Derartige Strukturelemente 132 können in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein. Wie in Fig. 14 dargestellt, besteht die Möglichkeit, die Strukturelemente 132 als Würfel oder Quader auszubilden, welche sich gegenüber den diese umgebenden Bereichen 134 abheben, wobei die als Würfel oder Quader ausgebildeten Strukturelemente eine Oberfläche 138 aufweisen, deren Kantenlängen A und B sind und die zwischen den Strukturelementen sich erstreckenden Bereichen in Richtung der Kantenlänge A einen Abstand a und in Richtung der Kantenlänge B einen Abstand b voneinander aufweisen, wobei vorzugsweise der Abstand a gleich der Kantenlänge A und der Abstand b gleich der Kantenlänge B ist.Structural elements 132 of this type can be designed in the most varied of ways. As shown in FIG. 14, it is possible to design the structural elements 132 as cubes or cuboids, which stand out from the regions 134 surrounding them, the structural elements designed as cubes or cuboids having a surface 138 whose edge lengths are A and B and the areas extending between the structural elements have a distance a in the direction of the edge length A and a distance b in the direction of the edge length B, the distance a preferably being equal to the edge length A and the distance b being equal to the edge length B.
Bei einer Variante, dargestellt in Fig. 15, sind die Strukturelemente 132' als Pyramidenkörper ausgebildet, welche sich beispielsweise auch mit ihren Grundflächen aneinander anschließen können, so daß die die Pyramidenkörper 132' umgebenden Bereiche 134 letztlich nur eine linienförmige Ausdehnung aufweisen.In a variant, shown in FIG. 15, the structural elements 132 'are designed as pyramid bodies, which for example can also adjoin one another with their base areas, so that the regions 134 surrounding the pyramid bodies 132' ultimately only have a linear extension.
Bei einer dritten Variante dargestellt in Fig. 16, sind die Strukturelemente 132" Vertiefungen, welche sich ausgehend von einer diese umgebenden Flächenbereich 134" in das die Fläche 130 bildende Material hineinerstrecken.In a third variant shown in FIG. 16, the structural elements 132 "are depressions which, starting from a surface area 134" surrounding them, extend into the material forming the surface 130.
Alternativ dazu ist es, wie in Fig. 17 dargestellt denkbar, anstelle einer regelmäßigen Struktur mit Strukturelementen 124 oder 132 eine stochastische Struktur vorzusehen, deren stochastisches Muster dann beispielsweise von einer mit einer Kamera versehenen Lageerfassungseinheit 120" erfaßt und mit einem abgespeicherten Muster der stochastischen Struktur verglichen werden muß, um exakt die Position der Lageerfassungsstruktur 122' mit einem stochastischen Muster relativ zur Lageerfassungseinheit 120" ermitteln zu können.As an alternative to this, it is conceivable, as shown in FIG. 17, to provide a stochastic structure instead of a regular structure with structural elements 124 or 132, the stochastic pattern of which is then, for example, from of a position detection unit 120 "provided with a camera and must be compared with a stored pattern of the stochastic structure in order to be able to exactly determine the position of the position detection structure 122 'with a stochastic pattern relative to the position detection unit 120".
Die Anordnung der Lageerkennungsstruktur 122 oder 122' an dem Aktor 50 kann in unterschiedlichster Weise erfolgen. Beispielsweise ist es - wie in Fig. 18 dargestellt - denkbar, die Lageerkennungsstruktur 122' in einem mittigen Bereich des Aktors 50 vorzusehen, beispielsweise in einem Bereich, in welchem die Lageerkennungsstruktur 122' sowohl teilweise die erste Sekundärteilstruktur 70A als auch teilweise die zweite Sekundärteilstruktur 70L übergreift, wobei die Lageerfassungseinheit 120' so angeordnet ist, daß sie an dem Statorgehäuse 52' zwischen der ersten Primärteil Struktur 80R und der zweiten Primärteilstruktur 80L angeordnet ist und somit in der Lage ist, die Lageerkennungsstruktur 122' in einem sich zwischen den Primärteilstrukturen 80R und 80L zur Detektion zugänglichen Bereich zu erfassen.The position detection structure 122 or 122 'can be arranged on the actuator 50 in a wide variety of ways. For example, as shown in FIG. 18, it is conceivable to provide the position detection structure 122 'in a central region of the actuator 50, for example in a region in which the position detection structure 122' both partly the first secondary part structure 70A and partly the second secondary part structure 70L overlaps, the position detection unit 120 'being arranged such that it is arranged on the stator housing 52' between the first primary part structure 80R and the second primary part structure 80L and is therefore able to position the position detection structure 122 'in a manner between the primary part structures 80R and 80L area to be detected for detection.
Da die Lageerkennungsstruktur 122' gegenüber der Fläche 130 lediglich Abweichungen im Bereich von weniger als 1 mm aufweist, kann die Lageerkennungsstruktur so angeordnet sein, daß diese die Sekundärteilstrukturen 70R und 70L übergreift, ohne deren Wirksamkeit negativ zu beeinflussen. Es ist damit auch möglich, die Lageerkennungsstruktur 122' so anzuordnen, daß Teile derselben - je nach Stellung des Aktors 50 entweder von der Primärteilstruktur 80R oder der Primärteilstruktur 80L umgeben sind, ohne die Wechselwirkung zwischen der jeweiligen Primärteilstruktur 80R, 80L und der entsprechenden Sekundärteilstruktur 70R bzw. 70L zu stören oder einen Luftspalt zwischen der jeweiligen Primärteilstruktur 80R, 80L und der entsprechenden Sekundärteilstruktur 70R bzw. 70L negativ zu beeinflussen. Bei einem weiteren, in Fig. 19 dargestellten Ausführungsbeispiel, welches vom Aufbau der Primärteilstruktur dem fünften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 entspricht, ist die Lageerkennungsstruktur 122' in einem Bereich der Sekundärteilstruktur 70" angeordnet, welcher von der Primärteilstruktur 80" vollständig umschlossen ist und die Primärteilstruktur 80" umfaßt lediglich eine Ausnehmung auf, um die Lageerfassungseinheit 120' so anordnen zu können, daß sie in allen Stellungen des Aktors 50, insbesondere in allen Stellungen des Aktors 50 in der Längsrichtung 78 in der Lage ist, die Lageerfassungsstruktur 122' zu erfassen.Since the position detection structure 122 'has only deviations of less than 1 mm from the surface 130, the position detection structure can be arranged such that it overlaps the secondary part structures 70R and 70L without negatively affecting their effectiveness. It is thus also possible to arrange the position detection structure 122 'in such a way that parts of it - depending on the position of the actuator 50 - are either surrounded by the primary part structure 80R or the primary part structure 80L, without the interaction between the respective primary part structure 80R, 80L and the corresponding secondary part structure 70R or 70L or to negatively influence an air gap between the respective primary part structure 80R, 80L and the corresponding secondary part structure 70R or 70L. In a further exemplary embodiment shown in FIG. 19, which corresponds to the fifth exemplary embodiment according to FIG. 8 in terms of the structure of the primary part structure, the position detection structure 122 'is arranged in a region of the secondary part structure 70 "which is completely enclosed by the primary part structure 80" and which The primary part structure 80 "only has a recess in order to be able to arrange the position detection unit 120 'in such a way that it is able to detect the position detection structure 122' in all positions of the actuator 50, in particular in all positions of the actuator 50 in the longitudinal direction 78 ,
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 20 wird die Tatsache, daß der Aktor 50 einen nennenswert großen Durchmesser aufweist, dahingehend ausgenutzt, daß der Aktor 50 mit einer von der Stirnseite 114 sich in diesen hineinerstreckenden und einen Innenraum 148 umschließenden Ausnehmung 150 versehen, deren zur Mittelachse 54 koaxiale zylindrische Wandfläche 152 die Zylinderfläche 130 bildet, auf welcher die Lageerfassungsstruktur 122' angeordnet ist. Die Lageerfassungseinheit 120' ist dabei an einem Arm 154 angeordnet, welcher sich in die Ausnehmung 150 hineinerstreckt und somit die Lageerfassungseinheit 100' so positioniert, daß diese unabhängig von der Verschiebung des Aktors 50 in der Längsrichtung 78 und auch unabhängig von der Drehung des Aktors 50 in der Azimutalrichtung 76 stets noch in der Lage ist, der Strukturelemente 132 der Lageerfassungsstruktur 122' sowie diese umgebenden Bereiche 134 zu detektieren und somit sowohl die Position des Aktors 50 in der Längsrichtung 78 als auch die entsprechende Drehposition des Aktors 50 zu erfassen. Ergänzend oder alternativ dazu ist es aber auch möglich, wie in Fig. 21 dargestellt, die Lageerfassungsstruktur 122' mit der Lageerfassungseinheit 120' zu detektieren, jedoch zusätzlich noch eine ergänzende Lageerfassungseinheit 110' vorzusehen, welche zusätzlich noch die Position des Aktors 50 in der Richtung 78 präzise erfaßt, um eindeutig die detektierte Drehstellung des Aktors 50 um die Längsachse 54 von der Bewegung des Aktors 50 in Richtung 78 trennen zu können. In a further exemplary embodiment, shown in FIG. 20, the fact that the actuator 50 has an appreciably large diameter is used to the effect that the actuator 50 is provided with a recess 150 which extends from the end face 114 and surrounds an interior 148, whose cylindrical wall surface 152, which is coaxial with the central axis 54, forms the cylinder surface 130 on which the position detection structure 122 'is arranged. The position detection unit 120 'is arranged on an arm 154 which extends into the recess 150 and thus positions the position detection unit 100' in such a way that it is independent of the displacement of the actuator 50 in the longitudinal direction 78 and also independent of the rotation of the actuator 50 in the azimuthal direction 76 is still able to detect the structural elements 132 of the position detection structure 122 'and the areas 134 surrounding them and thus to detect both the position of the actuator 50 in the longitudinal direction 78 and the corresponding rotational position of the actuator 50. In addition or as an alternative to this, it is also possible, as shown in FIG. 21, to detect the position detection structure 122 'with the position detection unit 120', but additionally to provide a supplementary position detection unit 110 ', which additionally also shows the position of the actuator 50 in the direction 78 precisely recorded in order to be able to clearly separate the detected rotational position of the actuator 50 about the longitudinal axis 54 from the movement of the actuator 50 in the direction 78.

Claims

PATE NTAN SPRUCH EPATE NTAN SPEECH E
Antriebseinheit für die industrielle Fertigung, insbesondere für Werkzeugmaschinen, umfassend ein Lagergehäuse (52), einen sich in Richtung einer Längsachse (54) erstreckenden Aktor (50), welcher in zwei in einer zur Längsachse (54) parallelen Längsrichtung (78) im Abstand voneinander angeordneten und am Lagergehäuse (52) gehaltenen Lagern (56, 58) in der Längsrichtung (78) relativ zum Lagergehäuse (52) verschiebbar und um die Längsachse (54) relativ zum Lagergehäuse (52) drehbar gelagert ist, dad u rch geken nzeich net, daß am dem Aktor (50) Sekundärteilelemente (72) für einen rotatorischen Linearantrieb des Aktors (50) um die Längsachse (54) sowie für einen translatorischen Linearantrieb in der Längsrichtung (78) angeordnet sind, welche eine zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur (70) und eine zumindest translatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur (70) bilden, daß um den Aktor (50) herum Primärteilelemente (82) für den rotatorischen Linearantrieb des Aktors (50) um die Längsachse (54) sowie für den translatorischen Linearantrieb des Aktors (50) in der Längsrichtung (78) angeordnet sind, welche eine zumindest rotatorisch wirksame einsetzbare Primärteilstruktur (80R) und eine zumindest translatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur (80) bilden.Drive unit for industrial production, in particular for machine tools, comprising a bearing housing (52), an actuator (50) extending in the direction of a longitudinal axis (54), which is spaced apart in two in a longitudinal direction (78) parallel to the longitudinal axis (54) arranged and on the bearing housing (52) held bearings (56, 58) in the longitudinal direction (78) relative to the bearing housing (52) and rotatable about the longitudinal axis (54) relative to the bearing housing (52) is rotated, so that it is characterized that secondary part elements (72) are arranged on the actuator (50) for a rotary linear drive of the actuator (50) about the longitudinal axis (54) and for a translational linear drive in the longitudinal direction (78), which have an at least rotationally effective secondary part structure (70 ) and an at least translationally effective secondary part structure (70) form that around the actuator (50) around primary part elements (82) for the rotatori The linear drive of the actuator (50) about the longitudinal axis (54) and for the translational linear drive of the actuator (50) in the longitudinal direction (78) are arranged, which have an at least rotationally usable primary part structure (80R) and an at least translationally effective primary part structure ( 80) form.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärteilelemente (72) Magnete umfassen. Drive unit according to claim 1, characterized in that the secondary part elements (72) comprise magnets.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärteilelemente (72) stromlose Wicklungen umfassen.3. Drive unit according to claim 1, characterized in that the secondary part elements (72) comprise de-energized windings.
4. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur (701, 7011) auch translatorisch wirksam einsetzbar ist.4. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that the at least rotationally usable secondary part structure (701, 7011) can also be used translationally.
5. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest translatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur (701, 7011) auch rotatorisch wirksam einsetzbar ist.5. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that the at least translationally usable secondary part structure (701, 7011) can also be used in a rotationally effective manner.
6. Antriebseinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Sekundärteilstrukturen (701, 7011) vorgesehen sind und daß die mindestens zwei Sekundärteilstrukturen (701, 7011) so ausgebildet sind, daß die mindestens zwei Sekundärteilstrukturen (701, 7011) derart ausgebildet und aktivierbar sind, daß entweder deren rotatorische Wirkung oder deren translatorische Wirkung gegenseitig aufhebbar ist, während sich eine translatorische bzw. rotatorische Wirkung addierbar ist.6. Drive unit according to claim 4 or 5, characterized in that at least two secondary part structures (701, 7011) are provided and that the at least two secondary part structures (701, 7011) are designed such that the at least two secondary part structures (701, 7011) are formed in such a way and can be activated so that either their rotational effect or their translational effect can be mutually canceled, while a translatory or rotational effect can be added.
7. Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Sekundärteilstrukturen (701, 7011) spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind.7. Drive unit according to claim 6, characterized in that the at least two secondary part structures (701, 7011) are arranged mirror-symmetrically to one another.
8. Antriebseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spiegelebene (S) senkrecht zur Längsrichtung (78) verläuft. 8. Drive unit according to claim 7, characterized in that a mirror plane (S) extends perpendicular to the longitudinal direction (78).
9. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur (70R) nur rotatorisch wirksam einsetzbar ist.9. Drive unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least rotationally usable secondary part structure (70R) can only be used in a rotationally effective manner.
10. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest translatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur (70L) nur translatorisch wirksam einsetzbar ist.10. Drive unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least translationally usable secondary part structure (70L) can only be used translationally.
11. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine rotatorisch wirksame Sekundärteilstruktur (70R) Sekundärteilelemente (72R) mit streifenförmigen mit mindestens einer Komponente in der Längsrichtung (78) verlaufenden Magnetpolen (74R) aufweist.11. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that a rotationally active secondary part structure (70R) has secondary part elements (72R) with strip-shaped magnetic poles (74R) running with at least one component in the longitudinal direction (78).
12. Antriebseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Magnetpole (741, II) sich schräg zur Längsrichtung (78) erstrecken.12. Drive unit according to claim 11, characterized in that the strip-shaped magnetic poles (741, II) extend obliquely to the longitudinal direction (78).
13. Antriebseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Magnetpole (74R) sich ungefähr parallel zur Längsrichtung (78) erstrecken.13. Drive unit according to claim 11, characterized in that the strip-shaped magnetic poles (74R) extend approximately parallel to the longitudinal direction (78).
14. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine linear translatorisch wirksame Sekundärteilstruktur (70R) Sekundärteilelemente mit streifenförmigen mit mindestens einer Komponente senkrecht zur Längsrichtung (78) verlaufenden Magnetpolen (74L) aufweist. 14. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that a linear translationally effective secondary part structure (70R) has secondary part elements with strip-shaped with at least one component perpendicular to the longitudinal direction (78) extending magnetic poles (74L).
15. Antriebseinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Magnetpole (741, II) sich schräg zur Längsrichtung (78) erstrecken.15. Drive unit according to claim 14, characterized in that the strip-shaped magnetic poles (741, II) extend obliquely to the longitudinal direction (78).
16. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Magnetpole (74L) sich ungefähr parallel zur Azimutalrichtung (76) des Aktors (50) erstrecken.16. Drive unit according to one of claims 11 to 14, characterized in that the strip-shaped magnetic poles (74L) extend approximately parallel to the azimuthal direction (76) of the actuator (50).
17. Antriebseinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundarteilelemente (72L) in einer Azimutalrichtung (76) des Aktors (50) umlaufend ausgebildete Magnetpole (74L) umfassen.17. Drive unit according to claim 16, characterized in that the secondary part elements (72L) in an azimuthal direction (76) of the actuator (50) comprise circumferential magnetic poles (74L).
18. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 11 und 12 sowie 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Magnetpole (741) der einen Sekundärteilstruktur (701) und die streifenförmigen Magnetpole (7411) der anderen Sekundärteilstruktur (7011) mit ihren Längsrichtungen (771, 7711) einen Winkel (Wl) kleiner als 180° einschließen.18. Drive unit according to one of claims 11 and 12 and 14 and 15, characterized in that the strip-shaped magnetic poles (741) of one secondary part structure (701) and the strip-shaped magnetic poles (7411) of the other secondary part structure (7011) with their longitudinal directions (771, 7711) enclose an angle (Wl) less than 180 °.
19. Antriebseinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spiegelebene (S) vorgesehen ist, zu welcher die Längsrichtungen (771) der streifenförmigen Magnetpole (741) der einen Sekundärteilstruktur (701) und die Längsrichtungen (7711) der streifenförmigen Magnetpole der andere Sekundärteilstruktur (7011) spiegelsymmetrisch verlaufen.19. Drive unit according to claim 18, characterized in that a mirror plane (S) is provided, to which the longitudinal directions (771) of the strip-shaped magnetic poles (741) of a secondary part structure (701) and the longitudinal directions (7711) of the strip-shaped magnetic poles of the other secondary part structure (7011) are mirror-symmetrical.
20. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärteilstruktur (70') in einem zweidimensionalen Flächenmuster angeordnete Magnetpole (74) von Sekundärteilelementen (72) aufweist, von denen sowohl in der Längsrichtung (78) als auch in einer Azimutalrichtung (76) mehrere aufeinanderfolgend angeordnet und sowohl rotatorisch als auch translatorisch wirksam einsetzbar sind.20. Drive unit according to one of claims 1 to 8, characterized in that the secondary part structure (70 ') in a two-dimensional surface pattern arranged magnetic poles (74) of secondary part elements (72), of which both in the longitudinal direction (78) and Several are arranged in succession in an azimuthal direction (76) and can be used effectively both in terms of rotation and translation.
21. Antriebseinheit nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole (74) sowohl in der Längsrichtung (78) als auch in der Azimutalrichtung (76) eine Ausdehnung aufweisen, die in derselben Größenordnung liegt.21. Drive unit according to claim 20, characterized in that the magnetic poles (74) both in the longitudinal direction (78) and in the azimuthal direction (76) have an extent which is of the same order of magnitude.
22. Antriebseinheit nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung der Magnetpole (74) in der Längsrichtung (78) und in der Azimutalrichtung (76) ungefähr gleich groß ist.22. Drive unit according to claim 21, characterized in that the extension of the magnetic poles (74) in the longitudinal direction (78) and in the azimuthal direction (76) is approximately the same size.
23. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole (74) der Sekundärteilelemente (721) sich in der Längsrichtung (78) und der Azimutalrichtung (76) nur über einen Bruchteil von weniger als einem Zehntel der Ausdehnung der Sekundärteilstruktur (70') in der jeweiligen Richtung (78, 76) erstrecken.23. Drive unit according to one of claims 20 to 22, characterized in that the magnetic poles (74) of the secondary part elements (72 1 ) in the longitudinal direction (78) and the azimuthal direction (76) only over a fraction of less than a tenth of the extent of the secondary part structure (70 ') in the respective direction (78, 76).
24. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur (801, 8011) auch translatorisch wirksam einsetzbar ist.24. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that the primary part structure (801, 8011) which can be used at least in a rotationally effective manner can also be used in a translationally effective manner.
25. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest translatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur (801, 8011) auch rotatorisch wirksam einsetzbar ist.25. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that the primary part structure (801, 8011) which can be used at least in a translatory manner can also be used in a rotationally effective manner.
26. Antriebseinheit nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Primärteilstrukturen (801, 8011) vorgesehen sind, und daß die mindestens zwei Primärteilstrukturen (801, 8011) so ausgebildet und einsetzbar sind, daß bei Aktivierung beider entweder deren rotatorische Wirkung oder deren translatorische Wirkung gegenseitig aufhebbar ist, während eine translatorische bzw. rotatorische Wirkung addierbar ist.26. Drive unit according to claim 24 or 25, characterized in that at least two primary part structures (801, 8011) are provided, and that the at least two primary part structures (801, 8011) so are designed and can be used that when both are activated, either their rotational effect or their translational effect can be mutually canceled, while a translatory or rotational effect can be added.
27. Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Primärteilstrukturen (801, 8011) spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind.27. Drive unit according to claim 6, characterized in that the at least two primary part structures (801, 8011) are arranged mirror-symmetrically to one another.
28. Antriebseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spiegelebene (S) senkrecht zur Längsrichtung (78) verläuft.28. Drive unit according to claim 7, characterized in that a mirror plane (S) extends perpendicular to the longitudinal direction (78).
29. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbaren Primärteilstruktur (801, 8011) nur rotatorisch wirksam einsetzbar ist.29. Drive unit according to one of claims 1 to 23, characterized in that the at least rotationally effective primary part structure (801, 8011) can only be used in a rotationally effective manner.
30. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest translatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur nur translatorisch wirksam einsetzbar ist.30. Drive unit according to one of claims 1 to 23, characterized in that the at least translationally effective primary part structure can only be translationally used.
31. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine rotatorisch wirksame Primärteilstruktur (80R) Primärteilelemente (82) mit streifenförmigen mit mindestens einer Komponente in der Längsrichtung (78) verlaufenden und durch eine Spule (86) magnetisierbaren Polen (84) aufweisen.31. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that a rotationally active primary part structure (80R) primary part elements (82) with strip-shaped with at least one component in the longitudinal direction (78) and by a coil (86) magnetizable poles (84) ,
32. Antriebseinheit nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Pole (841, II) sich schräg zur Längsrichtung (78) erstrecken. 32. Drive unit according to claim 31, characterized in that the strip-shaped poles (841, II) extend obliquely to the longitudinal direction (78).
33. Antriebseinheit nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Pole (84R) sich ungefähr parallel zur Längsrichtung (78) erstrecken.33. Drive unit according to claim 31, characterized in that the strip-shaped poles (84R) extend approximately parallel to the longitudinal direction (78).
34. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine translatorisch wirksame Primärteilstruktur (80L) Primärteilelemente (82) mit streifenförmigen mit mindestens eine Komponente senkrecht zur Längsrichtung (78) verlaufenden und durch eine Spule (86L) magnetisierbaren Polen (84) aufweist.34. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that a translational primary part structure (80L) primary part elements (82) with strip-shaped with at least one component perpendicular to the longitudinal direction (78) and by a coil (86L) magnetizable poles (84) ,
35. Antriebseinheit nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Pole (841, II) sich schräg zur Längsrichtung (78) erstrecken.35. Drive unit according to claim 34, characterized in that the strip-shaped poles (841, II) extend obliquely to the longitudinal direction (78).
36. Antriebseinheit nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Pole (84L) sich ungefähr parallel zur Azimutalrichtung (78) erstrecken.36. Drive unit according to claim 34, characterized in that the strip-shaped poles (84L) extend approximately parallel to the azimuthal direction (78).
37. Antriebseinheit nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärteilelemente (82L) ringförmig um den Aktor (50) umlaufende Pole (84L) aufweisen.37. Drive unit according to claim 36, characterized in that the primary part elements (82L) have a ring around the actuator (50) rotating poles (84L).
38. Antriebseinheit nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Pole (84L) in senkrecht zur Längsrichtung (78) verlaufenden Ebenen liegen. 38. Drive unit according to claim 36 or 37, characterized in that the annular poles (84L) lie in planes running perpendicular to the longitudinal direction (78).
39. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 31 und 32 und 34 und 35, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Pole (841) der einen Primärteilstruktur (801) und die streifenförmigen Pole (8411) der anderen Primärteilstruktur (8011) mit ihren Längsrichtungen (881, 8811) einen Winkel (W2) kleiner als 180° einschließen.39. Drive unit according to one of claims 31 and 32 and 34 and 35, characterized in that the strip-shaped poles (841) of the one primary part structure (801) and the strip-shaped poles (8411) of the other primary part structure (8011) with their longitudinal directions (881, 8811) enclose an angle (W2) less than 180 °.
40. Antriebseinheit nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spiegelebene (S) vorgesehen ist, zu welcher die Längsrichtungen (881) der streifenförmigen Pole (841) der einen Primärteilstruktur (801) und die Längsrichtungen (8811) der streifenförmigen Pole der anderen Primärteilstruktur (8011) spiegelsymmetrisch verlaufen.40. Drive unit according to claim 39, characterized in that a mirror plane (S) is provided, to which the longitudinal directions (881) of the strip-shaped poles (841) of one primary part structure (801) and the longitudinal directions (8811) of the strip-shaped poles of the other primary part structure (8011) are mirror-symmetrical.
41. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärteilstruktur (80") in einem zweidimensionalen Flächenmuster angeordnete Primärteilelemente (82") aufweist, die jeweils durch eine Spule (86") magnetisierbare Pole (84") umfassen von denen sowohl in der Längsrichtung (78) als auch in der Azimutalrichtung (76) mehrere aufeinanderfolgend angeordnet und sowohl rotatorisch als auch translatorisch wirksam einsetzbar sind.41. Drive unit according to one of claims 1 to 30, characterized in that the primary part structure (80 ") has arranged in a two-dimensional surface pattern primary part elements (82"), each comprising a coil (86 ") magnetizable poles (84") of which are arranged in succession both in the longitudinal direction (78) and in the azimuthal direction (76) and can be used effectively both in terms of rotation and translation.
42. Antriebseinheit nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole (84) sowohl in der Längsrichtung (78) als auch in der Azimutalrichtung (76) eine Ausdehnung aufweisen, die in derselben Größenordnung liegt.42. Drive unit according to claim 41, characterized in that the poles (84) both in the longitudinal direction (78) and in the azimuthal direction (76) have an extent which is of the same order of magnitude.
43. Antriebseinheit nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung der Pole (84) in der Längsrichtung (78) und in der Azimutalrichtung (76) ungefähr gleich groß ist. 43. Drive unit according to claim 42, characterized in that the extension of the poles (84) in the longitudinal direction (78) and in the azimuthal direction (76) is approximately the same size.
44. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärteilelemente sich in der Längsrichtung (78) und der Azimutalrichtung (76) nur über einen Bruchteil von weniger als einem Zehntel der Ausdehnung der Primärteilstruktur (80) in der jeweiligen Richtung (76, 78) erstrecken.44. Drive unit according to one of claims 41 to 43, characterized in that the primary part elements in the longitudinal direction (78) and the azimuthal direction (76) only over a fraction of less than a tenth of the extent of the primary part structure (80) in the respective direction (76, 78) extend.
45. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärteilstruktur (70) in der Längsrichtung eine Ausdehnung (A) aufweist, die mindestens um einen maximalen Vorschubweg (V) des Aktors (50) in der Längsrichtung (78) größer als die Erstreckung (E), der mit dieser zusammenwirkenden Primärteilstruktur (80) ist.45. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary part structure (70) in the longitudinal direction has an extent (A) which is greater than at least by a maximum feed path (V) of the actuator (50) in the longitudinal direction (78) the extension (E) which is with this interacting primary part structure (80).
46. Antriebseinheit nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur (80R) und die zumindest linear translatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur (80L) mit ihren einander zugewandten Enden (79) in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der mindestens dem maximalen Vorschubweg (V) des Aktors (50) in der Längsrichtung (78) entspricht.46. Drive unit according to claim 45, characterized in that the at least rotationally usable primary part structure (80R) and the at least linear translationally usable primary part structure (80L) are arranged with their mutually facing ends (79) at a distance from one another which is at least the maximum Feed path (V) of the actuator (50) in the longitudinal direction (78) corresponds.
47. Antriebseinheit nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur (70R) und die zumindest linear translatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur (70C) in der Längsrichtung (78) im wesentlichen aneinander anschließen. 47. Drive unit according to claim 46, characterized in that the at least rotationally usable secondary part structure (70R) and the at least linearly translationally usable secondary part structure (70C) essentially adjoin one another in the longitudinal direction (78).
48. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand zwischen einer einem Lager (56, 58) zugewandten Seite (81) einer Primärteilstruktur (80) und dem jeweiligen Lager mindestens dem maximalen Vorschubweg (V) des Aktors (50) in der Längsrichtung (78) entspricht.48. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that a distance between a side (81) facing a bearing (56, 58) of a primary part structure (80) and the respective bearing is at least the maximum feed path (V) of the actuator (50) in the longitudinal direction (78).
49. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktor (50) zur Längsachse (54) rotationssymmetrische Mantelflächen (60) aufweist.49. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (50) to the longitudinal axis (54) has rotationally symmetrical lateral surfaces (60).
50. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktor (50) zur Längsachse (54) rotationssymmetrische Lagerflächen (62, 66) aufweist, welche in Lageraufnahmen (64, 68) der Lager (56, 58) geführt sind.50. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (50) to the longitudinal axis (54) has rotationally symmetrical bearing surfaces (62, 66) which are guided in bearing seats (64, 68) of the bearings (56, 58).
51. Antriebseinheit nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelflächen (60) im Bereich der Sekundärteilstrukturen (70) koaxial zu den Lagerflächen ausgebildet sind.51. Drive unit according to claim 50, characterized in that the lateral surfaces (60) in the region of the secondary part structures (70) are formed coaxially to the bearing surfaces.
52. Antriebseinheit nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (60) im Bereich der Sekundärteilstruktur (70) einen mit mindestens einer Lagerfläche (62, 66) identischen Radius aufweist.52. Drive unit according to claim 51, characterized in that the lateral surface (60) in the region of the secondary part structure (70) has an identical radius with at least one bearing surface (62, 66).
53. Antriebseinheit nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelflächen (60) denselben Radius wie beide Lagerflächen (62, 66) aufweisen. 53. Drive unit according to claim 52, characterized in that the lateral surfaces (60) have the same radius as both bearing surfaces (62, 66).
54. Antriebseinheit nach Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen (62, 66) zumindest teilweise die Sekundärteilstruktur (70) übergreifen.54. Drive unit according to claim 52 or 53, characterized in that the bearing surfaces (62, 66) at least partially overlap the secondary part structure (70).
55. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung (40) zur Positionierung des Aktors (50) in der Längsrichtung (78) und der Azimutalrichtung (76) vorgesehen ist.55. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that a controller (40) for positioning the actuator (50) in the longitudinal direction (78) and the azimuthal direction (76) is provided.
56. Antriebseinheit nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (40) eine Lageerkennungseinrichtung (100) umfaßt.56. Drive unit according to claim 55, characterized in that the controller (40) comprises a position detection device (100).
57. Antriebseinheit nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerkennungseinrichtung (100) eine Lageerfassungseinheit (110, 120) und eine von der Lageerfassungseinheit (120) abtastbare Lageerfassungsstruktur (122) umfaßt.57. Drive unit according to claim 56, characterized in that the position detection device (100) comprises a position detection unit (110, 120) and a position detection structure (122) which can be scanned by the position detection unit (120).
58. Antriebseinheit nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) mit dem Aktor (50) verbunden ist und daß die Lageerfassungseinheit (120) am Lagergehäuse (52) angeordnet ist.58. Drive unit according to claim 57, characterized in that the position detection structure (122) is connected to the actuator (50) and that the position detection unit (120) is arranged on the bearing housing (52).
59. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 57 oder 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) sich der Azimutalrichtung (76) erstreckt.59. Drive unit according to one of claims 57 or 58, characterized in that the position detection structure (122) extends the azimuthal direction (76).
60. Antriebseinheit nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) als in der Azimutalrichtung (76) geschlossene Struktur ausgebildet ist. 60. Drive unit according to claim 59, characterized in that the position detection structure (122) is designed as a closed structure in the azimuthal direction (76).
61. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 57 bis 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) sich in der Längsrichtung (78) erstreckt.61. Drive unit according to one of claims 57 to 60, characterized in that the position detection structure (122) extends in the longitudinal direction (78).
62. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 57 bis 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) auf einer um die Längsachse (54) des Aktors (50) umlaufenden Fläche (114, 130, 152) angeordnet ist.62. Drive unit according to one of claims 57 to 61, characterized in that the position detection structure (122) is arranged on a surface (114, 130, 152) surrounding the longitudinal axis (54) of the actuator (50).
63. Antriebseinheit nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) auf einer zylindrisch zur Längsachse (54) des Aktors (50) verlaufenden Fläche (130, 152) angeordnet ist.63. Drive unit according to claim 62, characterized in that the position detection structure (122) on a cylindrical to the longitudinal axis (54) of the actuator (50) extending surface (130, 152) is arranged.
64. Antriebseinheit nach Anspruch 62 oder 63, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) auf einer Zylinderfläche des Aktors (50) angeordnet ist.64. Drive unit according to claim 62 or 63, characterized in that the position detection structure (122) is arranged on a cylindrical surface of the actuator (50).
65. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 57 bis 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) auf einer senkrecht zur Längsachse (54) verlaufenden Fläche (114) des Aktors (50) angeordnet ist.65. Drive unit according to one of claims 57 to 62, characterized in that the position detection structure (122) is arranged on a surface (114) of the actuator (50) running perpendicular to the longitudinal axis (54).
66. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 57 bis 65, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) in einem Innenraum (148) des Aktors (50) angeordnet ist.66. Drive unit according to one of claims 57 to 65, characterized in that the position detection structure (122) is arranged in an interior (148) of the actuator (50).
67. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 57 bis 65, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) auf einer Außenseite (60) des Aktors (50) angeordnet ist. 67. Drive unit according to one of claims 57 to 65, characterized in that the position detection structure (122) is arranged on an outside (60) of the actuator (50).
68. Antriebseinheit nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) auf einer Mantelfläche (60) des Aktors (50) angeordnet ist.68. Drive unit according to claim 67, characterized in that the position detection structure (122) is arranged on a lateral surface (60) of the actuator (50).
69. Antriebseinheit nach Anspruch 67 oder 68, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) sich zumindest teilweise über die Sekundärteilstruktur (70) hinwegerstreckt.69. Drive unit according to claim 67 or 68, characterized in that the position detection structure (122) extends at least partially over the secondary part structure (70).
70. Antriebseinheit nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) sich über die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare und die zumindest linear translatorisch wirksam einsetzbare Sekundärteilstruktur (70) hinwegerstreckt.70. Drive unit according to claim 69, characterized in that the position detection structure (122) extends beyond the at least rotationally effective and at least linearly translationally effective secondary part structure (70).
71. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 69, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) in einem regelmäßigen Muster angeordnete Strukturkörper (124, 132) aufweist.71. Drive unit according to one of claims 69, characterized in that the position detection structure (122) has structural bodies (124, 132) arranged in a regular pattern.
72. Antriebseinheit nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) identische Strukturkörper (124, 132) aufweist.72. Drive unit according to claim 71, characterized in that the position detection structure (122) has identical structural bodies (124, 132).
73. Antriebseinheit nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturkörper (132) mit zwischen diesen liegenden Zwischenräumen (134) angeordnet sind.73. Drive unit according to claim 72, characterized in that the structural bodies (132) are arranged with intermediate spaces (134) between them.
74. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 57 bis 70, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) ein stochastisches Flächenmuster aufweist. 74. Drive unit according to one of claims 57 to 70, characterized in that the position detection structure (122) has a stochastic surface pattern.
75. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 57 bis 74 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) durch mindestens einen Sensor der Lageerfassungseinheit (120') abtastbar ist, mit welchem ein Drehwinkel des Aktors (50) um die Längsachse (54) erfaßbar ist.75. Drive unit according to one of claims 57 to 74, characterized in that the position detection structure (122) can be scanned by at least one sensor of the position detection unit (120 '), with which an angle of rotation of the actuator (50) about the longitudinal axis (54) can be detected ,
76. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 57 bis 75, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerfassungsstruktur (122) durch mindestens einen Sensor der Lageerfassungseinheit (120) abtastbar ist, mit welchem eine linear translatorische Bewegung in der Längsrichtung (78) erfaßbar ist.76. Drive unit according to one of claims 57 to 75, characterized in that the position detection structure (122) can be scanned by at least one sensor of the position detection unit (120) with which a linear translational movement in the longitudinal direction (78) can be detected.
77. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest rotatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur (80) durch die Steuerung (40) hinsichtlich der Drehstellung des Aktors (50) relativ zum Lagergehäuse (52) mittels einer Lageregelung ansteuerbar ist.77. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that the at least rotationally effective primary part structure (80) can be controlled by the controller (40) with respect to the rotational position of the actuator (50) relative to the bearing housing (52) by means of a position control.
78. Antriebseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest linear translatorisch wirksam einsetzbare Primärteilstruktur (80) durch die Steuerung (40) hinsichtlich der linearen Position des Aktors (50) in der Längsrichtung (78) relativ zum Lagergehäuse (52) mittels einer Lageregelung ansteuerbar ist.78. Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that the at least linear translationally effective primary part structure (80) by the controller (40) with respect to the linear position of the actuator (50) in the longitudinal direction (78) relative to the bearing housing (52) can be controlled by means of a position control.
79. Antriebseinheit nach Anspruch 77 oder 78, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageregelung für die linear translatorische Position des Aktors (50) relativ zum Lagergehäuse (52) und die Lageregelung für die Drehposition des Aktors (50) relativ zum Lagergehäuse parallel arbeiten. 79. Drive unit according to claim 77 or 78, characterized in that the position control for the linear translational position of the actuator (50) relative to the bearing housing (52) and the position control for the rotational position of the actuator (50) work parallel to the bearing housing.
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