Elektrolinearmotor und Prüfeinrichtung

Die Erfindung betrifft einen Elektrolinearmotor und eine Prüfeinrichtung zur Prüfung eines elektronischen Geräts.

Die EP 0905869 AI offenbart einen Linearmotor mit einer Vielzahl von Statorelementen, von denen jedes ein Joch mit wenigstens einer ebenen Fläche und eine Vielzahl von Wicklungen aufweist, die in einer sich entlang einer vorbestimmten Richtung erstreckenden, gleichmäßig beabstandeten Anordnung angeordnet sind, sowie mit einem bewegbaren Element mit einer Magneteinrichtung, die wenigstens einen Magneten und kein Joch aufweist, wobei die Statorelemente mit deren ebenen Flächen einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Magneteinrichtung des bewegbaren Elements zwischen den gegenüberliegenden ebenen Flächen angeordnet und in einer dazu senkrechten Richtung polarisiert ist, und wobei die Vielzahl von Wicklungen an jeweiligen Statorjochen so angeordnet ist, dass die Wicklungen an gegenüberliegenden Statorelementen einander gegenüberliegen, und so, dass wenigstens die Wicklungsseiten, die dem wenigstens einen Magneten gegenüberliegen, an den jeweiligen gegenüberliegenden Flächen angeordnet sind, um im Wesentlichen in derselben Ebene zu liegen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Elektrolinearmotor und eine Prüfeinrichtung für ein elektronisches Gerät bereitzustellen, bei denen eine kompakte Bauform und eine einfache Aufbauweise gewährleistet sind.

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Erfindungsaspekt für einen Elektrolinearmotor der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .

Erfindungsgemäß weist der Elektrolinearmotor ein Motorgehäuse auf, das von einer Läuferausnehmung durchsetzt ist, in der eine erste Magnetanordnung ortsfest aufgenommen ist und in der ein Läufer, der eine zweite Magnetanordnung aufweist, linearbeweglich längs eines Bewegungswegs, aufgenommen ist, wobei eine der Magnetanordnungen eine Spulenanordnung mit wenigstens einer Spule umfasst und wobei die andere Magnetanordnung als Permanentmagnetanordnung ausgebildet ist, wobei wenigstens eine der Magnetanordnungen einen als Profilkörper ausgebildeten Rückschluss umfasst, dessen Profilachse parallel zum Bewegungsweg ausgerichtet ist und der wenigstens eine Querschnittsverjüngung aufweist, die zur lokalen Erhöhung eines Flusswiderstands für einen längs eines Bewegungswegs des Läufers ausgerichteten magnetischen Fluss im Rückschluss ausgebildet ist, um mindestens eine Vorzugsposition für den Läufer längs des Bewegungswegs zu bestimmen, wobei die

Querschnittsverjüngung in Querrichtung zum Bewegungsweg eine Erstreckung aufweist, die kleiner als eine Erstreckung des Profilkörpers in Querrichtung zum Bewegungsweg ist.

Der Elektrolinearmotor ist zur Bereitstellung einer Linearbewegung längs des Bewegungswegs ausgebildet, wobei die Linearbewegung auf einer magnetischen Wechselwirkung zwischen den beiden Magnetanordnungen beruht. Für eine Bewegung des Läufers längs des Bewegungswegs muss die Spulenanordnung mit einem Spulenstrom versorgt werden, um die gewünschte magneti- sehe Wechselwirkung mit der Permanentmagnetanordnung bereitstellen zu können.

Um längs des Bewegungswegs des Läufers wenigstens eine Vorzugsposition für den Läufer vorgeben zu können, ohne hierfür eine Steuerung oder Regelung für die Position des Läufers vornehmen zu müssen, ist die wenigstens eine

Querschnittsverjüngung vorgesehen, die im Rückschluss ausgebildet ist und die eine lokale Veränderung der Flussdichte des magnetischen Flusses im Rückschluss bewirkt. Durch die Querschnittsverjüngung wird somit eine lokale Flusskonzentration für den magentischen Fluss im Rückschluss bewirkt, durch die eine besonders starke lokale magentische Wechselwirkung der beiden Magnetanordnungen hervorgerufen wird.

Da der Läufer bei einer Versorgung der Spulenanordnung mit elektrischem Strom bevorzugt diejenige Position gegenüber der ersten, ortsfest im Motorgehäuse aufgenommenen Magnetanordnung einnimmt, in der die magnetische Wechselwirkung zwischen den beiden Magnetanordnungen am stärksten ist, kann somit für eine Bewegung des Läufers längs des Bewegungswegs durch die wenigstens eine Querschnittsverjüngung wenigstens eine Vorzugsposition festgelegt werden. Bei ausreichender Beabstan- dung zwischen längs des Bewegungswegs angeordneten

Querschnittsverjüngungen ist es möglich, mehrere Vorzugsposition für den Läufer längs des Bewegungswegs vorzugeben. Hierzu ist es ferner vorteilhaft, wenn die Spulenanordnung mehrere, längs des Bewegungswegs angeordnete und elektrisch getrennt ansteuerbare Spulen umfasst.

Ferner stellt sich in der Vorzugsposition bei Abwesenheit eines Spulenstroms in der Spulenanordnung aufgrund der Fluss - konzentration im Rückschluss im Bereich der Querschnittsverjüngung ein magnetisches Gleichgewicht für den Läufer gegenüber dem Rückschluss ein. Somit kann der Läufer die Vorzugsposition ohne Energiezufuhr an die Spule selbsthaltend beibehalten, solange keine äußeren Kräfte auf den Läufer einwirken, die oberhalb eines konstruktiv vorgegebenen Kraftniveaus liegen und/oder solange keine Beaufschlagung der Spule mit einem Spulenstrom erfolgt .

Dementsprechend weist der Elektrolinearmotor aufgrund dieser wenigstens einen Vorzugsposition trotz seines einfachen Aufbaus eine Eigenschaft auf, die ihn für bestimmte Anwendungen als Ersatz für einen fluidischen Aktor, insbesondere einen Pneumatikzylinder, interessant werden lassen. Bei einem fluidischen Aktor, insbesondere Pneumatikzylinder, kann eine Vorzugsposition ohne weitere Energiezufuhr dadurch gehalten werden, dass Zugänge zu dem oder den Arbeitsräumen im fluidischen Aktor abgesperrt werden, so dass durch Einschließen des Arbeitsfluids keine Verlagerung eines Arbeitskolbens stattfindet, sofern ein vorgebbares Kraftniveau von äußeren Kräften nicht überschritten wird. Dieses Verhalten von fluidischen Aktoren wird durch den Elektrolinearmotor mit der wenigstens einen Querschnittsverjüngung im Rückschluss in vorteilhafter Weise nachgebildet.

Der Rückschluss ist als Profilkörper ausgebildet, weist also ein Profil auf, das längs der Profilachse extrudiert ist, wobei die Profilachse parallel zum Bewegungsweg ausgerichtet ist. Die wenigstens eine Querschnittsverjüngung stellt eine lokale Veränderung des Profils dar, wobei eine Erstreckung der Querschnittsverjüngung in Querrichtung zum Bewegungsweg kleiner als eine Erstreckung des Profilkörpers in Querrichtung zum Bewegungsweg ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass der magnetische Fluss im Rückschluss zwar aufgrund der Querschnittsverjüngung und einer dadurch bewirkten lokalen Reduzierung einer Dicke des Rückschlusses lokal konzentriert wird, aber auch im Bereich der Querschnittsverjüngung zumindest bereichsweise die vollständige Dicke des Rückschlusses für den magnetischen Fluss bereitsteht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .

Zweckmäßig ist es, wenn der Rückschluss mit einer größten Oberfläche gegenüberliegend zur Magnetanordnung angeordnet ist und wenn die Erstreckung der Querschnittsverjüngung in jeder Flächenrichtung der größten Oberfläche kleiner als die Erstreckung der größten Oberfläche in der jeweiligen Flächenrichtung ist. Beispielhaft kann die Querschnittsverjüngung in einem als Planparallelplatte ausgebildeten Rückschluss, dessen längste Kante parallel zum Bewegungsweg ausgerichtet ist, parallel zu einer Seitenkante ausgerichtet sein, die zusammen mit der längsten Kante eine größte Oberfläche des Rückschlusses bestimmt, wobei die Erstreckung der

Querschnittsverjüngung in Richtung der Seitenkante kürzer als die Erstreckung der Seitenkante ist. Vorzugsweise ist die Querschnittsverjüngung in der Art einer Nut oder eines

Schlitzes ausgebildet, wobei sich eine Nutlängsachse der Nut oder eine Schlitzlängsachse des Schlitzes quer zur Bewegungsrichtung und parallel zur größten Oberfläche des Rückschlusses erstreckt. Bei der Betrachtung der größten Oberfläche des Rückschlusses sollen Größenunterschiede, wie sie bei gekrümmten Oberflächen, insbesondere bei einem rohrförmig ausgebildeten Rückschluss auftreten können, außer acht gelassen werden . Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Querschnittsverjüngung als Ausnehmung ausgebildet ist, die den Rückschluss vollständig durchsetzt. Hierdurch wird eine vorteilhafte Herstellung der Querschnittsverjüngung durch ein Trennverfahren wie Sägen, Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden, Stanzen, Bohren und somit eine kostengünstige Herstellung des Rückschlusses ermöglicht.

Bevorzugt ist die Querschnittsverjüngung, insbesondere ausschließlich, an einer der Magnetanordnung abgewandten größten Oberfläche ausgebildet. Dies ist insbesondere bei einer Ausgestaltung des Rückschlusses mit einer gekrümmten Profilierung von Interesse, da in diesem Fall eine Bearbeitung einer als Außenoberfläche ausgebildeten größten Oberfläche bedeutend einfacher sein kann als eine Bearbeitung einer als Innenoberfläche ausgebildeten größten Oberfläche des Rückschlusses. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Rückschluss kreiszylindrisch profiliert ist und die

Querschnittsverjüngung als bereichsweise umlaufende

Einfräsung in die Außenoberfläche des Rückschlusses eingebracht ist.

Ergänzend oder alternativ ist vorgesehen, dass die

Querschnittsverjüngung, insbesondere ausschließlich, an einer der Magnetanordnung zugewandten größten Oberfläche ausgebildet ist. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn der Rückschluss in einer Doppelfunktion als Gehäuse oder

Gehäusebestandteil für den Elektrolinearantrieb ausgebildet ist und eine glatte Außenoberfläche aufweisen soll.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rückschluss eine zylindrische, insbesondere eine kreiszylindrische, Profilierung aufweist und dass die Querschnittsverjüngung in einer Umfangsrichtung des Rückschlusses eine begrenzte Erstreckung aufweist. Beispielhaft ist der Rückschluss als rohrförmige, kreiszylindrische Hülse ausgebildet und ist an einer Außenoberfläche oder an einer Innenoberfläche mit der Querschnittsverjüngung versehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen dass die Querschnittsverjüngung in der Querrichtung, insbesondere in einer Umfangsrichtung, eine prismatische Profilierung und/oder eine Profilierung mit variierendem Profil aufweist. Eine derartige Profilierung kann beispielsweise durch Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden in den Rückschluss eingebracht werden und ermöglicht eine vorteilhafte Anpassung des Verlaufs des magnetischen Flusses durch den Rückschluss.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Läufer eine quaderförmige Hüllgeometrie aufweist und dass wenigstens eine Spule benachbart zu einer der Quaderflächen des Läufers angeordnet ist, deren Spulenwindungen eine quer zur Quaderfläche ausgerichtete Wicklungs achse bestimmen, und dass die andere Magnetanordnung als Per manentmagnetanordnung ausgebildet ist.

Insbesondere ist ein Elektrolinearmotor mit einem Motorgehäu se vorgesehen, das von einer Läuferausnehmung durchsetzt ist in der eine ortsfeste erste Magnetanordnung und ein linearbe weglicher Läufer, dem eine zweite Magnetanordnung zugeordnet ist, aufgenommen sind, wobei der Läufer eine quaderförmige Hüllgeometrie aufweist und wobei eine der Magnetanordnungen eine Spulenanordnung mit wenigstens einer Spule umfasst, die benachbart zu einer der Quaderflächen des Läufers angeordnet ist und deren Spulenwindungen eine quer zur Quaderfläche aus gerichtete Wicklungsachse bestimmen, und wobei die andere Magnetanordnung als Permanentmagnetanordnung ausgebildet ist.

Aufgrund der geometrischen Ausgestaltung des Läufers mit einer quaderförmigen Hüllgeometrie und der Aufnahme der beiden Magnetanordnungen in der Lauferausnehmung des Motorgehäuses lässt sich eine besonders kompakte Gestaltung des Elektroli- nearmotors verwirklichen. Dabei kann vorgesehen sein, dass dem Läufer ein aus der quaderförmigen Hüllgeometrie herausragender Betätigungsabschnitt zugeordnet ist. Dieser Betätigungsabschnitt kann beispielsweise für eine Kopplung mit einer außerhalb des Motorgehäuses angeordneten Maschinenkomponente oder für eine Bewegung einer Steckeinrichtung, die für eine zeitweilige elektrische Verbindung mit einer Gerätschnittstelle eines zu prüfenden Geräts vorgesehen ist, ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Motorgehäuse ebenfalls mit einer quaderförmigen Hüllgeometrie ausgebildet, wobei sowohl die Hüllgeometrie für das Motorgehäuse als auch die Hüllgeometrie für den Läufer zumindest nahezu vollständig vom Motorgehäuse bzw. vom Läufer ausgefüllt sind. Dies bedeutet, dass das Motorgehäuse bzw. der Läufer zwar geringe Abweichungen gegenüber der jeweiligen Hüllgeometrie aufweisen, jedoch ein von der jeweiligen Hüllgeometrie bestimmtes Hüllvolumen zumindest zu 80 Prozent, vorzugsweise zumindest zu 90 Prozent, insbesondere zumindest zu 95 Prozent, ausgefüllt ist. Die Aufgabe der beiden Magnetanordnungen besteht darin, durch magnetische Wechselwirkung, die durch eine Bereitstellung von Spulenstrom an die Spulenanordnung hervorgerufen werden kann, eine kontaktlose Krafteinleitung von dem Motorgehäuse auf den Läufer zu bewirken, so dass dieser längs eines Bewegungswegs und entgegen evtl. vorliegender äußerer Kräfte in der Läufer- ausnehmung bewegt werden kann. Vorzugsweise ist die Läufer- ausnehmung prismatisch, insbesondere mit rechteckigem Quer- schnitt, längs der Bewegungsachse für den Läufer ausgebildet und weist vorzugsweise eine oder mehrere Innenoberflächen auf, die parallel zu den Quaderflächen der Hüllgeometrie für das Motorgehäuse ausgerichtet sind. Die in der Läuferausneh- mung angeordnete Spulenanordnung ist ebenfalls auf eine kompakte Bauweise des Motorgehäuses hin abgestimmt, hierzu sind die Spulenwindungen der wenigstens einen Spule seitlich am Läufer angeordnet und umgeben den Läufer nicht. Vielmehr ist vorgesehen, dass eine Wicklungsachse der Spulenwindungen quer zu einer Quaderfläche der Hüllgeometrie für den Läufer ausgerichtet ist. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Wicklungsachse der Spulenwindungen quer zu einer größten Quaderfläche der quaderförmigen Hüllgeometrie für den Läufer ausgerichtet ist. Da die Spulenwindungen zwar vorzugsweise in Windungsebenen verlaufen, die benachbart, insbesondere parallel, zur Quaderfläche des Läufers ausgerichtet sind, in der Praxis jedoch einen dreidimensionalen Verlauf zwischen zwei Hüllebenen aufweisen können, wobei die Hüllebenen zueinander und zur Quaderfläche des Läufers einen Winkel von wenigen Grad einnehmen können, ist auch die Wicklungsachse nicht zwingend normal mit einem Winkel von 90 Grad, sondern mit einer möglicherweise um wenige Grad von einer Normalen abweichenden Ausrichtung gegenüber der Quaderfläche des Läufers ausgerichtet .

Zweckmäßig ist es, wenn die Permanentmagnetanordnung mehrere plattenförmig ausgebildete Permanentmagnete umfasst, deren Schmalseiten gegenüberliegend, insbesondere aneinandergren- zend angeordnet sind und/oder deren größte Oberflächen benachbart zu den Windungen der Spulen angeordnet sind. Durch die plattenförmige Ausgestaltung der Permanentmagnete, die somit ebenfalls eine quaderförmige Hüllgeometrie aufweisen, lässt sich eine vorteilhafte Anpassung an die Hüllgeometrien für den Läufer und das Motorgehäuse erzielen, wodurch eine vorteilhafte Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums gewährleistet ist. Die plattenförmig/quaderförmig ausgebildeten Permanentmagnete weisen einander entgegengesetzte größte Oberflächen auf, die durch einander entgegengesetzte Schmalseiten und einander entgegengesetzte Stirnseiten miteinander verbunden sind. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine größte Kantenlänge der Schmalseiten größer als eine größte Kantenlänge der Stirnseiten gewählt ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass eine kleinste Kantenlänge der Schmalseiten und der Stirnseiten lediglich einen Bruchteil der größten Kantenlänge der Schmalseiten und der Stirnseiten, insbesondere weniger als 20 Prozent, vorzugsweise weniger als 10 Prozent, besonders bevorzugt weniger als 5 Prozent der größten Kantenlänge der Schmalseiten und Stirnseiten beträgt. Durch die an- einandergrenzende Anbringung der Permanentmagnete mit deren Schmalseiten lässt sich eine besonders kompakte Gestaltung der Permanentmagnetanordnung verwirklichen. Ferner kann ergänzend oder alternativ vorgesehen sein, dass größte Oberflächen der Permanentmagnete benachbart zu den Windungen der Spule angeordnet sind und somit die Quaderfläche, insbesondere die größte Quaderfläche, des Läufers bestimmen, die benachbart zu der Spulenanordnung angeordnet ist.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Permanentmagnete mit ihren Stirnseiten in einem umlaufenden Rahmen aufgenommen sind und dass entlang wenigstens einer Rahmenseite ein Haltemittel mit U- förmigem Querschnitt am Rahmen angeordnet ist, das den Rahmen und jeweils einen endseitigen Bereich der Stirnseiten der Permanentmagnete umgreift. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Stirnseiten und die Schmalseiten der Permanentmagnete eine kleinste gemeinsame Kantenlänge aufweisen, die lediglich ei- nen Bruchteil einer größten Kantenlänge der Stirnseiten und Schmalseiten beträgt. Daher lässt sich allein aufgrund der aneinandergrenzenden Anordnung der Permanentmagnete unter Berücksichtigung der von den Permanentmagneten ausgehenden Magnetkräfte keine stabile Anordnung der Permanentmagnete erreichen. Dementsprechend sind die Permanentmagnete in einem umlaufenden Rahmen aufgenommen, der eine Festlegung der Permanentmagnete zueinander gewährleistet. Für eine zusätzliche Sicherung der Permanentmagnete in dem umlaufenden Rahmen ist vorgesehen, an wenigstens einer Rahmenseite ein Haltemittel mit U- förmigem Querschnitt auf den Rahmen aufzuschieben, das sowohl einen Teilbereich des Rahmens als auch einen endseiti- gen Bereich der Stirnseiten der Permanentmagnete umgreift und somit eine formschlüssige Festlegung der Permanentmagnete im Rahmen gewährleistet. Ergänzend kann vorgesehen werden, die Permanentmagnete im Rahmen und mit dem U- förmigen Haltemittel zu verkleben.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Spule mit einer dem Läufer entgegensetzten Windung an einem plattenförmig ausgebildeten Rückschluss, insbesondere einem Eisenrückschluss oder an einer dem Rückschluss zugeordneten Isolationsschicht anliegt, wobei der Rückschluss dem Motorgehäuse zugeordnet ist. Die Aufgabe des Rückschlusses, der vorzugsweise aus einem ferromagnetischem Material als Eisenrückschluss ausgebildet sein kann, liegt darin, einen magnetischen Fluss, der bei Bestromung der Spule bereitgestellt wird, in vorteilhafter Weise zu lenken und eine Einkopplung dieses magnetischen Flusses auf die Permanentmagnetanordnung mit einem hohen magnetischen Wirkungsgrad zu gewährleisten. Für eine vorteilhafte Ausnutzung der für den Elektrolinearmotor vorgesehenen, insbesondere quaderförmigen, Hüllgeometrie, ist auch der Rückschluss plattenförmig ausgebildet und weist eine eben- falls quaderförmige Hüllgeometrie auf. Gegebenenfalls ist zwischen der Magnetspule und dem Rückschluss eine Isolationsschicht, insbesondere eine, gegebenenfalls zumindest einseitig selbstklebende, Isolationsfolie, angeordnet, mit der eine elektrische Isolation zwischen der Magnetspule und dem Rückschluss verbessert werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Querschnittsverjüngung als quer zum Bewegungsweg erstreckte, insbesondere nutförmige, Ausnehmung oder Gruppe von Ausnehmungen im Rückschluss ausgebildet ist. Für die lokale Erhöhung des Flusswiderstands im Rückschluss umfasst die Querschnittsverjüngung eine oder mehrere Ausnehmungen, die als Einprägungen oder Vertiefungen in den Rückschluss eingebracht sind oder den Rückschluss vollständig durchsetzen. Um die gewünschte Festlegung wenigstens einer Vorzugsposition für den Läufer zu gewährleisten, erstreckt sich die

Querschnittsverjüngung quer zum Bewegungsweg für den Läufer. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die

Querschnittsverjüngung als nutförmiger Schlitz quer zum Bewegungsweg in den Rückschluss eingebracht ist, wobei dieser Schlitz als Vertiefung oder als vollständige Ausklinkung im Rückschluss verwirklicht werden kann. Alternativ kann die Querschnittsverjüngung als Reihe von Bohrungen ausgebildet sein, die beispielsweise längs einer Achse am Rückschluss angeordnet sind, die ihrerseits zum Bewegungsweg ausgerichtet ist .

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Spulenanordnung die erste Magnetanordnung bildet und einander gegenüberliegende Spulen mit parallel, insbesondere koaxial, ausgerichteten Wicklungsachsen umfasst, zwischen denen der Läufer mit der Permanentmagnetanordnung, die die zweite Magnetanordnung bil- det, aufgenommen ist. Durch die Anordnung von Spulen beidseits des Läufers lässt sich eine vorteilhafte Krafteinleitung aufgrund der magnetischen Wechselwirkungen zwischen der Spulenanordnung und der Permanentmagnetanordnung auf den Läu fer bewirken, wodurch insbesondere Reaktionskräfte zwischen den Magnetanordnungen in Raumrichtungen abseits des Bewegungswegs minimiert werden können, so dass auch Lagerkräfte für die Lagerung des Läufers gegenüber dem Motorgehäuse so gering wie möglich gehalten werden können. Dies ermöglicht den Einsatz einer konstruktiv einfachen Lagerung für den Läu fer, beispielsweise einer Gleitlagerung.

In gleicher Weise gilt dies auch für die Anordnung von Rückschlüssen beidseitig des Läufers sowie der Ausrichtung der Magnetisierung für die Permanentmagnete der Permanentmagnet - anordnung . Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Läufer symmetrisch zwischen den beiden Rückschlüssen angeordnet ist, so dass sich die Magnetkräfte zwischen der Permanentmagnetanord nung des Läufers und den Rückschlüssen, die insbesondere aus einem ferromagnetischem Material hergestellt sind, gegenseitig aufheben und der Läufer diesbezüglich kraftfrei im Motor gehäuse aufgenommen ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spulenanordnung eine oder mehrere, insbesondere kernlose Rechteckspulen/Kastenspulen umfasst und/oder im Motorgehäuse eine Ansteuerschaltung zur bewegungsrichtigen Bestromung der Spulenanordnung aufgenommen ist, die eine Kommunikations- schnittstelle zur Kommunikation mit einer übergeordneten Steuerungseinrichtung umfasst. Durch die kernlose Ausführung der Spulen lässt sich eine einfache Aufbauweise verwirklichen. Die Gestaltung der Spulen als Rechteckspulen, die auch als Kastenspulen bezeichnet werden, ermöglicht eine platzspa rende Integration der Spulenanordnung in die Lauferausnehmung des quaderförmig ausgebildeten Motorgehäuses. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Rechteckspulen/Kastenspulen eine quaderförmige Hüllgeometrie mit vorzugsweise rechteckförmi- ger, insbesondere quadratischer, Grundfläche aufweisen und im Inneren eine quaderförmige Ausnehmung, vorzugsweise ebenfalls mit quadratischer Grundfläche, aufweisen. Mit Hilfe der im Motorgehäuse aufgenommenen, insbesondere in der Läuferausnehmung angeordneten, Ansteuerschaltung kann eine vorteilhafte Ansteuerung der Spulenanordnung durchgeführt werden. Die Ansteuerschaltung umfasst eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einer übergeordneten Steuerungseinrichtung, beispielsweise einer speicherprogrammierbaren Steuerung

(SPS) , die ein Soll-Positionssignal an die Ansteuerschaltung bereitstellt, das von der Ansteuerschaltung in geeignete Spulenströme für die jeweiligen Spulen umgesetzt wird.

Hierzu ist es vorteilhaft, wenn in der Läuferausnehmung wenigstens eine Sensoranordnung zur Bereitstellung eines Ist- Positionssignals in Abhängigkeit von einer relativen Lage des Läufers gegenüber dem Motorgehäuse angeordnet ist. Das wenigstens eine Ist-Positionssignal der Sensoranordnung kann an die Ansteuerschaltung bereitgestellt werden, um beispielsweise eine Positionssteuerung oder eine Positionsregelung für den Läufer zu ermöglichen. Bei der Sensoranordnung handelt es sich beispielhaft um wenigstens einen magnetfeldempfindlichen Sensor, insbesondere einen Hall-Sensor, der beispielsweise zur Erfassung des magnetischen Flusses der Permanentmagnetanordnung des Läufers ausgebildet ist, um anhand des erfassten Flusses einen Rückschluss auf eine relative Lage des Läufers gegenüber dem Motorgehäuse zu ermöglichen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Lauferausnehmung end- seitig von einer, vorzugsweise flussleitend ausgebildeten, Endplatte verschlossen ist, die insbesondere von einer Ausnehmung für einen am Läufer ausgebildeten Zungenfortsatz durchsetzt ist. Dabei besteht die Aufgabe der wenigstens einen Endplatte darin, die Lauferausnehmung endseitig zu verschließen und somit ein Eindringen von Verschmutzungen in die Lauferausnehmung zu vermeiden und als Endanschlag für eine Bewegung des Läufers längs des Bewegungswegs zu dienen. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Endplatte flussleitend ausgebildet ist, so dass sie zum Bestandteil eines magnetischen Kreises wird und somit zur Erzeugung einer Vorzugsposition beitragen kann. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Endplatte von einer Ausnehmung durchsetzt ist, durch die ein am Läufer ausgebildeter Zungenfortsatz in eine Umgebung des Motorgehäuses herausgeführt werden kann, um eine Einleitung von Linearbewegungen auf Maschinenkomponenten zu ermöglichen, an denen der Elektroline- armotor angebracht ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten Aspekt durch eine Prüfeinrichtung zur Prüfung und/oder Programmierung eines elektronischen Geräts gelöst. Diese Prüfeinrichtung umfasst eine Geräteaufnahme für eine zeitweilige Festlegung des Geräts, eine PrüfSteuerung zur Durchführung der Prüfung sowie eine Steckeinrichtung für eine zeitweilige elektrische Verbindung der PrüfSteuerung mit einer Geräteschnittstelle des Geräts, wobei die Steckeinrichtung an einem Läufer eines Elektrolinearmotors nach einem der Ansprüche 1 bis 11 angeordnet ist und wobei der Elektrolinearmotor elektrisch mit der PrüfSteuerung verbunden ist und ortsfest an der Geräteaufnahme angeordnet ist. Die Aufgabe der Prüfeinrichtung besteht darin, eine Überprüfung und/oder eine Programmierung eines elektronischen Geräts wie eines Mobiltelefons oder eines Tablet-Computers zu ermöglichen. Hierzu bedient sich die Prüfeinrichtung einer am Gerät vorgesehenen elektromechanischen Geräteschnittstelle, die für eine elektrische Kontaktierung durch eine Steckeinrichtung vorgesehen ist. Um einen automatisierten Prüfungsablauf gewährleisten zu können, ist die Steckeinrichtung am Läufer eines Elektrolinearmotors angebracht und elektrisch mit einer PrüfSteuerung verbunden, in der ein oder mehrere Prüfprogramme gespeichert sind, die zur Prüfung und gegebenenfalls zur Programmierung des elektronischen Geräts vorgesehen sind. Ferner ist vorgesehen, dass die PrüfSteuerung mit dem Elekt- rolinearmotor verbunden ist, um eine Ansteuerung des Elektrolinearmotors zu ermöglichen und dadurch einen Einsteckvorgang bzw. Ausgangsteckvorgang für die Steckeinrichtung gegenüber der Geräteschnittstelle des zu prüfenden elektronischen Geräts zu ermöglichen. Typischerweise findet eine Prüfung und/oder Programmierung von derartigen elektronischen Geräten in einer Prüfanordnung statt, die eine Vielzahl von Prüfeinrichtungen umfasst. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn eine Hüllgeometrie für den Elektrolinearmotor gleich oder zumindest nicht größer als eine Hüllgeometrie für das zu prüfende elektronische Gerät ist, da in diesem Fall eine kompakt gestapelte Anordnung einer Vielzahl von Prüfeinrichtungen vorgesehen werden kann. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass benachbarte Prüfeinrichtungen mit zueinander gegenüberliegenden größten Oberflächen der Elektrolinearmotoren angeordnet sind.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt: eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Elektrolinearmotors mit zwei un terschiedlichen Vorzugsstellungen für den Läufer, eine Explosionsdarstellung der im nicht dargestell ten Motorgehäuse aufgenommenen Komponenten des Elektrolinearmotors gemäß der Figur 1, eine Vorderansicht des Läufers, eine Ansicht von unten auf den Läufer gemäß der Fi gur 3, eine schematische Längsschnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Elektrolinearmotors, und eine schematische Längsschnittdarstellung des Rück Schlusses für den Elektrolinearmotor gemäß der Figur 5.

Ein in der Figur 1 perspektivisch dargestellter Elektrolinearmotor 1 gemäß einer ersten Ausführungsform ist zur Bereit Stellung einer Linearbewegung an eine nicht dargestellte Maschinenkomponente ausgebildet und umfasst hierzu ein Motorge häuse 2 sowie einen linearbeweglich im Motorgehäuse 2 aufgenommenen, in den Figuren 2 bis 4 näher dargestellten Läufer 3, der mit einem Zungenfortsatz 4 das Motorgehäuse 2 durchsetzt .

Wie in der Figur 1 durch die gestrichelte Darstellung des Zungenfortsatzes 4 verdeutlicht wird, kann der der Läufer 3 mit dem Zungenfortsatz 4 eine Linearbewegung längs eines Bewegungswegs 5 durchführen. Dabei entspricht der in Figur 1 angezeichnete Bewegungsweg 5 einem Abstand zwischen zwei Vorzugsstellungen, die der Läufer 3 und der damit gekoppelte Zungenfortsatz 4 einnehmen und ohne Stromzufuhr innerhalb eines vorgebbaren Kraftintervalls halten können. Ein nicht eingezeichneter Bewegungsweg für den Läufer 3 und den Zungenfortsatz 4 kann größer als der eingezeichnete Bewegungsweg 5 ausgebildet sein und wird vom Läufer 3 durch eine entsprechende Bereitstellung von elektrischer Energie an den Elekt- rolinearmotor 1 abgefahren.

Exemplarisch ist vorgesehen, dass das Motorgehäuse 2 des Elektrolinearmotors 1 eine quaderförmige Hüllgeometrie aufweist, die als Anordnung von senkrecht zueinander ausgerichteten, jeweils paarweise angeordneten Quaderflächen 6 und 7, 8 und 9 sowie 10 und 11 ausgebildet ist. Die Quaderflächen 6 und 7 werden auch als größte Quaderflächen bezeichnet, die Quaderflächen 8 und 9 werden auch als Stirnflächen bezeichnet und die Quaderflächen 10 und 11 werden auch als Schmalseiten bezeichnet .

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Motorgehäuse 2 einen Profilkörper 12 sowie zwei Endplatten 15, 16 umfasst, die in nicht näher dargestellter Weise mechanisch miteinander verbunden sind. Hierzu können beispielsweise Schraubverbindungen vorgesehen werden, die in der Figur 1 nicht dargestellt sind. Der Profilkörper 12 weist längs des Bewegungswegs 5 beziehungsweise längs einer parallel zum Bewegungsweg 5 ausgerichteten Längsachse 17 ein prismatisches Hohlprofil mit einem in der Figur 1 erkennbaren rechteckigen Außenquerschnitt und einem nicht dargestellten, rechteckigen Innenquerschnitt auf und kann beispielsweise als Strangpressprofil aus Aluminium hergestellt sein. Durch den in der Figur 1 nicht dargestellten Innenquerschnitt des Profilkörpers 12 wird eine ebenfalls nicht sichtbare, beispielhaft quaderförmige Lauferausnehmung 14 gebildet, in die die in der Figur 2 dargestellten Komponenten des Elektrolinearmotors 1 aufgenommen werden können. Die Innenausnehmung des Profilkörpers 12 wird endseitig durch die Endplatten 15 und 16 begrenzt, die somit auch einen maximalen Bewegungsweg für den in den Figuren 2 bis 4 näher dargestellten Läufer 3 bestimmen.

In der Läuferausnehmung 14 im Motorgehäuse 2 sind gemäß der Darstellung der Figur 2 neben dem Läufer 3 eine Führungsanordnung 18, eine Spulenanordnung 31, 32, 33, 34 sowie eine Rückschlussanordnung 40, 45 vorgesehen. Die Führungsanordnung 18 bildet zusammen mit dem nachstehend näher beschriebenen Läufer eine Gleitlagerung für die linearbewegliche Aufnahme des Läufers 3 im Motorgehäuse 2. Hierzu umfasst die Führungsanordnung 18 zwei jeweils mit U- förmiger Profilierung ausgebildete Führungsschienen 21, deren Außenquerschnitt auf einen Innenquerschnitt der nicht dargestellten Läuferausnehmung 14 im Motorgehäuse 2 angepasst ist. Somit können diese Führungsschienen 21 zumindest nahezu spielfrei in das Motorgehäuse 2 eingeschoben werden und werden dort durch Wechselwirkung mit den Endplatten 15, 16 und dem Läufer 3 ortsfest aufgenommen. Vorzugsweise sind die Führungsschienen 21 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das eine vorteilhafte Gleitpaarung mit dem Läufer 3 bildet.

Der in den Figuren 2 bis 4 dargestellte Läufer 3 umfasst einen Rahmen 22 mit rechteckiger Grundfläche, in den eine ebenfalls rechteckige Ausnehmung 23 eingebracht ist, in der exemplarisch eine Magnetanordnung aus vier plattenförmigen Permanentmagneten 24 eingebracht ist. Dabei sind die Ausnehmung 23 im Rahmen 22 und die Permanentmagnete 24 derart aufeinander abgestimmt, dass die Permanentmagnete 24 in Richtung des Bewegungswegs 5 sowie in einer Querrichtung hierzu formschlüssig im Rahmen 22 aufgenommen sind. Um eine Festlegung der Permanentmagnete 24 auch in der dritten Raumrichtung zu gewährleisten, sind an den längeren Rahmenseiten 25, 26 des Rahmens 22 jeweils Magnethalter 29, 30 mit U-förmigem Querschnitt aufgeschoben, die die längeren Rahmenseiten 25, 26 sowie stirnseitige Endbereiche der Permanentmagnete 24 formschlüssig umgreifen. Zusätzlich kann vorgesehen sein, die Permanentmagnete 24 stoffflüssig, insbesondere durch Verkleben, im Rahmen 22 festzulegen. Exemplarisch ist vorgesehen, die Magnethalter 29, 30 aus einem nicht magnetisierbaren, federelastischen Metallmaterial herzustellen, sodass die Magnethalter 29, 30 keinen Einfluss auf einen magnetischen Fluss der Permanentmagnete 24 aufweisen.

Die Permanentmagnete 24 sind jeweils gegensinnig magneti- siert, wie dies in der Figur 3 durch die Kennzeichnung der Nordpole N und Südpole S symbolisiert ist. An eine kürzere Rahmenseite 27 des Rahmens 22 schließt sich der Zungenfortsatz 4 an, die andere kürzere Rahmenseite 28 dient als Anschlag gegenüber der Endplatte 16 zur Begrenzung des Bewegungswegs für den Läufer 3.

Die Spulenanordnung wird rein exemplarisch von den vier Kastenspulen 31, 32, 33, 34 gebildet, die jeweils eine quaderförmige Hüllgeometrie und eine quaderförmige Ausnehmung aufweisen und paarweise gegenüberliegend bezüglich des Läufers 3 angeordnet sind. Ferner ist rein exemplarisch vorgesehen, dass Wicklungsachsen 48 jeweils gegenüberliegender Kastenspulen 31, 33 beziehungsweise 32, 34 koaxial zueinander angeordnet sind. Die vorzugsweise kernlos ausgebildeten Kastenspulen 31 bis 34 können beispielhaft aus Backlackdraht hergestellt sein und eigenstabil ausgebildet sein. Die nicht näher darge- stellten Windungen der Kastenspulen 31 bis 34 sind vorzugsweise in nicht näher dargestellten Windungsebenen angeordnet, die ihrerseits weitgehend parallel zu einer größten Oberfläche 35 des Läufers 3 ausgerichtet sind.

Exemplarisch ist vorgesehen, die Kastenspulen 31 bis 34 mit dem Läufer 3 abgewandten größten Oberflächen 36 bis 39 unter Zwischenschaltung einer Isolationsfolie 40, 41 an größten Oberflächen 42, 43 von Rückschlüssen 44, 45 anzugbringen. Beispielhaft kann vorgesehen sein, die Kastenspulen 31 bis 34 mit einer Klebeschicht an den Isolationsfolien 40 beziehungsweise 41 festzulegen, die ihrerseits beispielhaft mit einer weiteren Klebeschicht an den Rückschlüssen 44 und 45 festgelegt sind.

Jeder der Rückschlüsse 44, 45 ist aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere Eisen, hergestellt und weist eine quaderförmige Hüllgeometrie auf, deren Ausdehnung durch die Außenkanten der jeweiligen Rückschlüsse 44, 45 bestimmt wird. In jedem der Rückschlüsse 44, 45 sind exemplarisch zwei in der Art von Ausklinkungen vorgesehene Ausnehmungen 46, 47 eingebracht, die als Querschnittsverjüngungen zur lokalen Erhöhung eines Flusswiderstands für den längs des Bewegungswegs 5 ausgerichteten magnetischen Fluss im Rückschluss 44, 45 ausgebildet sind, um Vorzugspositionen für den Läufer 3 längs des Bewegungswegs 5 festzulegen. Durch diese Ausnehmungen 46, 47 werden somit energielose Vorzugspositionen für den Läufer 3 längs des Bewegungswegs 5 bestimmt. Die quer zum Bewegungsweg 5 erstreckten Ausnehmungen 46, 47 können bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Rückschlüsse 44, 45 auch als Einfräsungen oder als Anordnung von Bohrungen oder Durchbrüchen in den jeweiligen Rückschlüssen 44, 45 ausgebildet sein . Exemplarisch kann vorgesehen sein, die elektrische Anbindung der Kastenspulen 31, 32, 33, 34 durch die Ausnehmungen 46, 47 vorzunehmen, wodurch sich eine kompakte Anordnung für die Kastenspulen 31 bis 34 an den Rückschlüssen 44, 45 verwirklichen lässt. In diesem Fall kann vorgesehen sein, die Isolationsfolie 40, 41 derart vorzuformen, dass der vorgeformte Bereich in die Ausnehmungen 46 beziehungsweise 47 eingreift und diese gewissermaßen auskleidet, sodass die elektrischen Anschlussleitungen für die Kastenspulen 31 bis 34 in einem dadurch geführten isolierten Kanal zuverlässig geführt werden können .

Rein exemplarisch ist benachbart zur Kastenspule 33 eine Ansteuerschaltung 50 angeordnet, die für eine Bereitstellung von Spulenströmen an die Kastenspulen 31 bis 34 ausgebildet ist und die einen nicht näher dargestellten Mikroprozessor sowie Treiberbausteine für die einzelnen Kastenspulen 31 bis 34 umfasst. Der Mikroprozessor ist für eine Ansteuerung der Treiberbausteine, bei denen es sich insbesondere um Endstufen von Leistungsverstärkern handeln kann, in Abhängigkeit von einem externen Steuersignal, das über eine nicht dargestellte Kommunikationsschnittstelle an einer Außenoberfläche des Motorgehäuses 2 von einer ebenfalls nicht dargestellten übergeordneten Steuerungseinrichtung bereitgestellt werden kann, ausgebildet. Ergänzend oder alternativ ist der Mikroprozessor für eine Ansteuerung der Treiberbausteine in Abhängigkeit von einem Sensorsignal einer Sensoranordnung 51 ausgebildet, wobei die Sensoranordnung rein exemplarisch zwischen den Kastenspulen 33 und 34 angeordnet ist und beispielhaft als Hall- Sensor zur Erfassung des magnetischen Flusses der Permanentmagnete 24 ausgebildet ist. Ein in der Figur 5 schematisch dargestellter Elektrolinearmo- tor 101 ist zur Bereitstellung einer Linearbewegung an eine nicht dargestellte Maschinenkomponente ausgebildet und um- fasst hierzu ein Motorgehäuse 102 sowie einen linearbeweglich im Motorgehäuse 102 aufgenommenen Läufer 103, der mit endsei- tig angeordneten Führungsstangen 104 versehen ist. Der Läufer 103 ist für eine Linearbewegung längs eines Bewegungswegs 105 ausgebildet. Die Position des Läufers 103 längs des Bewegungswegs 105 entspricht einer Vorzugsstellung, die der Läufer 103 einnehmen und ohne Stromzufuhr innerhalb eines vorgebbaren Kraftintervalls halten kann. Der Läufer 103 kann durch eine Bereitstellung von elektrischer Energie an den Elektrolinearmotor 101 aus der dargestellten Vorzugsstellung ausgelenkt werden.

Exemplarisch ist vorgesehen, dass das Motorgehäuse 102 des Elektrolinearmotors 101 eine kreiszylindrische Hüllgeometrie aufweist, die von einem hülsenförmig ausgebildeten Profilkörper 112 sowie von zwei ringförmig ausgebildeten Endplatten 115, 116 gebildet wird, die in nicht näher dargestellter Weise mechanisch miteinander verbunden sind.

Der Profilkörper 112 begrenzt zusammen mit den Endplatten 115, 116 eine kreiszylindrische Läuferausnehmung 114, in der der Läufer 103 linearbeweglich aufgenommen ist.

In der Läuferausnehmung 114 ist rein exemplarisch eine Spulenanordnung 130 mit mehreren, beispielhaft kreisringförmig ausgebildeten Ringspulen 131, 132, 133, 134 vorgesehen, die in nicht näher dargestellter Weise mit einer Steuereinrichtung verbunden werden können, wobei die Steuereinrichtung zur Bereitstellung von elektrischer Energie an einzelne Ringspulen 131, 132, 133, 134 ausgebildet ist. Eine lineare Gleit- führung des Läufers 103 wird durch Ausnehmungen 160, 161 in den Endplatten 115, 116 gewährleistet.

Der Läufer 103 ist nur rein schematisch dargestellt und um- fasst exemplarisch eine Magnetanordnung mit einem hohlzylindrisch ausgebildeten Permanentmagneten 124, der in Richtung des Bewegungswegs 105 magnetisiert ist, wie dies in der Figur 5 durch die Kennzeichnung des Nordpols N und des Südpols S symbolisiert ist.

Die vorzugsweise kernlos ausgebildeten Ringspulen 131 bis 134 können beispielhaft aus Backlackdraht hergestellt sein und eigenstabil ausgebildet sein. Exemplarisch ist vorgesehen, die Ringspulen 131 bis 134 mit dem Läufer 103 abgewandten größten Oberflächen 136 bis 139 an einer Innenoberfläche 142 eines exemplarisch kreisringförmig profilierten, hülsenförmi- gen Rückschlusses 144 angebracht sind.

Der beispielhaft rohrförmig ausgebildete, in der Figur 6 näher dargestellte Rückschluss 144 ist aus einem ferromagneti- schen Material, insbesondere Eisen, hergestellt und weist rein exemplarisch an seiner Innenoberfläche 142 beispielhaft vier nutförmige Ausnehmungen 163, 164, 165, 166 auf, die als Querschnittsverjüngungen zur lokalen Erhöhung eines Flusswiderstands für den längs des Bewegungswegs 105 ausgerichteten magnetischen Fluss im Rückschluss 144 ausgebildet sind, um Vorzugspositionen für den Läufer 103 längs des Bewegungswegs 105 festzulegen. Durch diese Ausnehmungen 163, 164, 165, 166 wird somit eine energielose Vorzugsposition für den Läufer 103 längs des Bewegungswegs 105 bestimmt.

Die im Rückschluss 144 gemäß der Figur 6 mit ihrer Haupter- streckung oder Nutachse 167 quer zum Bewegungsweg 105 erstreckten Ausnehmungen 163, 164, 165, 166 können bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Rückschlüsse auch als Einfrasungen an einer Außenoberfläche 143 des Rückschlusses oder als Anordnung von Bohrungen oder Durchbrüchen im Rück- schluss 144 ausgebildet sein.