[发明专利]组合的支承和驱动系统

说明书

本发明涉及一种按权利要求1前序部分的用于自动运行门的组合支承和驱动系统。组合支承和驱动系统由一永久磁铁励磁的磁力支承系统和一直线电机组成，前者具有至少一列位置固定的磁铁和至少一列位置可变的磁铁，其中成对的面对面的位置固定和位置可变磁铁条极性相同，直线电机与磁性支承系统相连接，其中直线电机和支承系统安装在一个共同的壳体内。

由DE 40 16 948 A1已知一种这一类型的支承和驱动系统，其中相互共同作用的磁铁在正常的载荷时作用成借助于一直线电机可运动地保持在一滑轨内的门扉的非接触悬浮导轨。这里缺点是永久磁铁的V形结构，因为通过这种结构不能实现对于直线电机电枢的稳固的侧向导轨。

此外已知，直线移动装置典型的是借助于机械支承导向，并用绳索、皮带、齿形带等等与旋转电机形式的驱动装置相连接。电机可以受控制地或自动调节地运行。支承和驱动的分离决定了高的结构成本，其次由于支承部位的机械接触导致磨损现象。

因此本发明的目的是开发一种按权利要求1前序部分的支承和驱动系统，使得在功能提高和使用材料和成本减小的情况下形成一种节省空间的系统。

这个目的用在权利要求1中规定的特征来实现。权利要求1的内容的优选结构在从属权利要求中给出。

本发明按权利要求1的支承和驱动系统具有这样的优点，由于支承系统磁铁回路布局的优化一方面可以在功能方面改善支承的导向，另一方面以小的磁铁体积达到要求的支承力，因此磁铁费用较低。

通过永磁支承系统和直线电机的结合形成的支承和驱动的功能集成使得一个紧凑和共同的结构可以安装在一合适的壳体内。采用直线型永久磁铁励磁的悬浮系统作为支承系统，它建立在同性磁极结构的排斥力作用的基础上。因此悬挂的装置，例如单扇或多扇滑门装置的门可以灵活和完全没有声响地运动。由于非接触的支承不出现磨损，并且可以不用润滑剂。因为在支承面上不产生磨损，并且支承和驱动系统完全安装在一个壳体内，由外界影响造成的工艺过程的功能故障减小到最小的限度。由于造成了一个结构单元不需要单独的支承。得到一个紧凑的、机械方面牢固的和价格低廉的驱动装置。

壳体适宜于由轻型材料，例如铝型材构成。这里特别是在大的重量负荷时由于其相对于其它类型的型材固有的稳定性好，因此优选采用U形型材。

直线电机的布局取决于所采用的壳体类型和具体的安装条件。直线电机可以例如垂直地安装在悬浮系统的下面或上面，或侧向错开地安装在它旁边，其中直线电机相对于悬挂的装置可以朝水平方向或垂直方向定向。出现的横向力通过支承和驱动系统加以补偿。装置可以直接或间接地固定在直线电机的电枢上，或支承系统的悬浮部分上。这里间接固定可以借助于相应的结构，例如方形或臂形结构进行。原则上装置必须在本身的导轨中移动，并且装置一支承系统的连接应该补偿所出现的移动。其中在用在多门扉门装置时门的连接这样地进行，使它们相向移动。这里两个悬浮支承系统的连接是有利的。

永磁支承按力的排斥作用原理工作。这种作用原理可以达到稳定的悬浮状态，而不需要电气调节装置。为了得到悬浮状态不需要辅助能量。这种磁力支承直线导轨由于消除了摩擦其特征是，特别好的灵活性和无噪声的工作方式，并且没有磨损和无需保养。

永久磁铁励磁的支承系统由于其结构的对称性处于不稳定的重量平衡状态下。在固定支座和可动支座上分别有一磁铁条，它们根据结构的不同相互离开或不离开一定距离。无论在那种情况下面对面的磁铁条在磁性方面都是极性相同的，以便达到磁力作用。不管是固定支座还是可动支座都做成平的，因此固定在它上面的磁铁条各自分布在一个平面内，并借助于一侧向导向元件得到稳定的导向。如果磁力系统正好位于磁铁条的中心，那么侧向力等于零。这个位置用导向元件来实现。在误差很小时得到很大的横向力，随着移动的加大横向力超比例增大。对于刚度足够大的导轨悬浮系统用一个框架安装在支座型材内。

通过应用高能磁铁、例如由钕铁硼(NdFeB)组成，由于其较高的剩余磁感应可产生比使用硬磁性铁氧体磁体高得多的力密度。因此在规定的支承力时用高能磁体系统在几何尺寸上可以做得更小，从而节省位置。高能磁铁高的材料费用至少通过比较小的磁铁体积得到补偿。

根据原理支承力随气隙、也就是支承系统的固定部分和运动部分之间的间距的不同而变化。气隙越小、在磁铁系统内产生的支承力越大。偏移量和力之间的关系通常是非线性的。

永久磁铁悬浮系统可以做成单列或多列的。磁路结构可以通过磁化方向的改变、磁铁条的间距优化，磁通的引导可以通过钢填隙片加以改善。