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Diese Anmeldung bezieht sich auf die
japanische Patentanmeldung Nr. 2004-159996 , eingereicht am 28. Mai 2004, und beansprucht Priorität aus dieser, wobei auf deren Offenbarung hiermit voll in den vorliegenden Text eingeschlossen wird.
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Die Erfindung betrifft einen Wegsensor, welcher einen Magnetsensor, wie beispielsweise einen Hall-IC, und eine Magnetfelderzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes aufweist, das in der Lage ist, sich relativ zum Magnetsensor zu bewegen. Vom Magnetsensor des Wegsensors wird ein elektrisches Signal ausgegeben, dessen Pegel der Relativbewegung, d. h. dem relativen Versatz zwischen dem Magnetsensor und der Magnetfelderzeugungsvorrichtung entspricht.
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Die Erfindung betrifft auch eine Magnetfelderzeugungsvorrichtung, welche unter Verwendung eines Magnetelementes, beispielsweise eines Permanentmagneten, ein Magnetfeld in der Umgebung bereitstellt.
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Eine Positionsmessvorrichtung (Wegsensor) wie in der
JP 2001-263319 A offenbart, weist einen Permanentmagneten auf, der an einem beweglichen Element, wie beispielsweise einem Antriebsschaft eines Einlass-/Auslassventils eines Motors angebracht ist. Die Position (Weg) des Einlass-/Auslassventils wird durch den Permanentmagneten und ein Hall-Element erfasst. Der stangenförmige Permanentmagnet ist in einem rohrförmigen Element untergebracht, das mit einem Ende des Antriebsschaftes verbunden ist, und ist im rohrförmigen Element durch einen Klebstoff, beispielsweise ein Epoxidharz, elastisch befestigt.
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Bei diesem Typ von Wegsensor ist die Endfertigung des Permanentmagneten schwierig, und somit ist es schwierig, den Permanentmagneten direkt am beweglichen Element wie beispielsweise dem zuvor erwähnten Antriebsschaft des Einlass-/Auslassventils zu befestigen. Daher wird bei der erwähnten
JP 2001-263319 A ein Aufbau verwendet, mittels dessen das rohrförmige Element am zu erfassenden Objekt befestigt wird, und der Permanentmagnet ist im rohrförmigen Element untergebracht und an diesem befestigt. Bei diesem Aufbau muss der Permanentmagnet im rohrförmigen Element in einer vorgeschriebenen Position angeordnet sein, typischerweise einer Position, in welcher die Mittelachse des Permanentmagneten mit der Mittelachse des rohrförmigen Elementes übereinstimmt (mit anderen Worten in einer zum rohrförmigen Element koaxialen Position). Jedoch ist es bei dem Montageverfahren, das in der
JP 2001-263319 A beschrieben ist und bei dem ein Klebstoff verwendet wird, um den Permanentmagneten im Inneren des rohrförmigen Elementes zu befestigen, schwierig, die Mittelachse des Permanentmagneten mit der Mittelachse des rohrförmigen Elementes präzise auszurichten. Außerdem ist bei diesem Montageverfahren eine beträchtliche Menge an Zeit für das Aushärten des Klebstoffes erforderlich, und somit ist der Montageprozess langsam.
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Dokument
DE 10 2005 020 876 A1 offenbart eine Magnetfelderzeugungsvorrichtung zur Ausbildung eines Magnetfelds in einem Außenraum, aufweisend: einen Schaft, der einen rohrförmigen Teil mit einer Seitenwand, welchen einen zylindrischen Innenraum umgibt, und mit einer Öffnung aufweist, die an einem Ende des rohrförmigen Teils vorgesehen ist; ein stangenförmiges Magnetelement, welches das Magnetfeld erzeugt und welches in den Innenraum im rohrförmigen Teil des Schaftes eingesetzt und am rohrförmigen Teil fixiert ist; und ein ringförmiges Abstandsstück, das über das Magnetelement aufgeschoben und an der Seitenwand des rohrförmigen Teils fest angebracht ist, wodurch die Mittelachse des Magnetelements im rohrförmigen Teil in einer vorgeschriebenen Position fixiert wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Magnetfelderzeugungsvorrichtung und einen diese verwendenden Wegsensor bereitzustellen, wobei ein Magnetelement, wie beispielsweise ein Permanentmagnet, in einer vorgeschriebenen Position mit einem hohen Grad an Präzision befestigt werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Montagevorgang des Magnetelementes zu erleichtern.
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Diese Aufgaben werden mit einer Magnetfelderzeugungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und einem Wegsensor gemäß Patentanspruch 12 gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die beanspruchte Magnetfelderzeugungsvorrichtung weist mehrere Löcher oder Nuten auf, die den Innenraum des rohrförmigen Teils des Schafts mit einem Außenraum des Schafts verbinden, und die in dem Abstandsstück vorgesehen sind, und in der Draufsicht auf einem zur Mittelachse senkrechten Querschnitt im Wesentlichen in symmetrischer Anordnung positioniert sind.
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Bei dem beanspruchten Aufbau der Magnetfelderzeugungsvorrichtung kommt das ringförmige Abstandsstück, welches auf das stangenförmige Magnetelement aufgeschoben ist, mit der Seitenwand des rohrförmigen Teiles des Schaftes in engen Kontakt, wodurch die Mittelachse des Magnetelementes in einer vorgeschriebenen Position im Innenraum des rohrförmigen Teiles fixiert wird (beispielsweise der Position der Mittelachse des Innenraums). Somit kann mittels einer einfachen Operation, die während der Montage durchgeführt wird und darin besteht, das ringförmige Abstandsstück auf das Magnetelement aufzuschieben und das Magnetelement von der Öffnung an dem einen Ende des Schaftes her in den Innenraum des rohrförmigen Teiles einzuführen, die Mittelachse des Magnetelementes mit einem hohen Grad an Präzision in der vorgeschriebenen Position im Innenraum positioniert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform hat das stangenförmige Magnetelement eine Form, deren Außendurchmesser sich in axialer Richtung verändert (beispielsweise die Form einer Spindel, bei welcher die mittlere Stelle am dicksten ist). Der Innenraum des rohrförmigen Teiles des Schaftes ist in einer solchen Größe und Form ausgebildet, dass die dickste Stelle des Magnetelementes hineinpasst. Somit ist das Magnetelement an seiner dicksten Stelle mit der Seitenwand des rohrförmigen Teiles des Schaftes in engem Kontakt. Das ringförmige Abstandsstück wird dann auf eine einzelne vorbestimmte Stelle am schmaleren Teil des Magnetelementes aufgeschoben, so dass es mit der Seitenwand des rohrförmigen Teiles des Schaftes in engen Kontakt kommt. Demzufolge ist die Mittelachsenposition des Magnetelementes durch die dickste Stelle des Magnetelementes und das ringförmige Abstandsstück fixiert. In Übereinstimmung mit diesem Aufbau kann die Mittelachsenposition des Magnetelementes in einer vorgeschriebenen Position im rohrförmigen Teil mittels einer extrem einfachen Operation fixiert werden, die während der Montage durchgeführt wird und darin besteht, das einzelne ringförmige Abstandsstück auf die zuvor erwähnte einzelne vorbestimmte Stelle des Magnetelementes aufzuschieben und das Magnetelement in den Innenraum des rohrförmigen Teiles einzuführen.
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Bei einem Aufbau der Magnetfelderzeugungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 2 kann das Magnetelement im Schaft mittels einer einfachen Operation, die während der Montage durchgeführt wird, vollständig fixiert werden, und zwar wird das Magnetelement in den Innenraum des rohrförmigen Teiles der Welle eingeführt und der Verschluss wird in der Nähe der Öffnung ausgebildet derart, dass das Magnetelement nicht aus dem rohrförmigen Teil herausfallen kann.
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Bei einem Aufbau der Magnetfelderzeugungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 4 ist, wenn sie bei einem Wegsensor zum Einsatz kommt, der beispielsweise als Differenzöldrucksensor oder Hydraulikventil-Hubsensor oder dergleichen verwendet wird, der Raum, in dem sich das bewegliche Element bewegt (d. h. der Außenraum des Schafes), mit Hydraulikfluid angefüllt, und es besteht die Tendenz, dass der Öldruck dieses Außenraumes stark schwankt. Dadurch, dass der Außenraum mit dem Innenraum über ein Loch oder eine Nut verbunden ist, wird verhindert, dass der Differenzdruck zwischen dem Außenraum und dem Innenraum übermäßig groß wird, und zwar selbst wenn auf diese Weise der Druck des Außenraumes stark schwankt, und demzufolge wird das Risiko beseitigt, dass durch diesen Differenzdruck das Magnetelement aus dem Schaft herausgedrückt wird oder der Schaft bricht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
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1 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Wegsensors, welcher eine Magnetfelderzeugungsvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet;
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2A eine Vorderansicht eines Abstandsstücks von vorne gesehen, und 2B einen Querschnitt entlang Linie A-A in 2A;
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3A einen Querschnitt entlang einer Mittelachse einer Struktur an einem hinteren Ende einer Halterung zur Befestigung eines Permanentmagneten, und 3B eine Ansicht von hinten des hinteren Endes der Halterung;
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4A einen Querschnitt, welcher ein modifiziertes Beispiel eines eine Schraube verwendenden Verschlusses darstellt, und 4B einen Querschnitt, welcher ein modifiziertes Beispiel des einen Deckel verwendenden Verschlusses darstellt;
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5A bis 5C Querschnitte, welche ein modifiziertes Beispiel einer Struktur zur Fixierung der Axialposition eines Permanentmagneten von unterschiedlicher Form darstellt;
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6 einen Querschnitt, welcher ein modifiziertes Beispiel darstellt, bei welchem die Axialposition des Permanentmagneten unter Verwendung von zwei Abstandsstücken an zwei Stellen fixiert ist; und
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7 einen Querschnitt, welcher ein modifiziertes Beispiel zeigt, bei dem ein Verbundkörper, welcher zwei Permanentmagneten und ein magnetisches Material kombiniert, als Magnetfelderzeugungsvorrichtung verwendet wird.
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1 ist ein Querschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Wegsensors, welcher eine Magnetfelderzeugungsvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet. In den Zeichnungen sind Bauelemente, die mit einer diagonalen Schraffur dargestellt sind, aus magnetischen Materialien hergestellt. Mit Ausnahme eines Permanentmagneten 28 sind schwarz umrandete Bauelemente aus nicht-magnetischem Material hergestellt (beispielsweise nicht-magnetischem rostfreien Stahl, Kunststoff, Gummi usw.).
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Wie in 1 dargestellt, weist ein Wegsensor 10 einen Sensorhauptkörper 12, eine stangenförmige Magnetismus-Erzeugungsvorrichtung 14 (im Folgenden als ”bewegliches Stopfenelement” bzw. Kolben bezeichnet), welches in den Sensorhauptkörper 12 eingesetzt ist, so dass es axial beweglich ist. Der Sensorhauptkörper 12 weist ein rohrförmiges Hauptkörpergehäuse 16, das Öffnungen an seinem vorderen und hinteren Ende aufweist, und einen Hauptkörper-Verschlussdeckel 18 auf, der auf das hintere Ende des Hauptkörpergehäuses 16 aufgesetzt ist. Sowohl das Hauptkörpergehäuse 16 als auch der Hauptkörper-Verschlussdeckel 18 sind aus magnetischem Material hergestellt, bilden die Außenhülle des Sensorhauptköpers 12 und haben die Funktion, den Innenraum des Sensorhauptkörpers 12 gegenüber der Umgebung magnetisch abzuschirmen.
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Eine druckbeständige Buchse 20 ist in das Hauptkörpergehäuse 16 von dessen die vordere (links in 1) Öffnung aufweisenden Seite her eingesetzt und in diesem fixiert. Eine oder mehrere (im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft zwei) Magnetsensoren, beispielsweise Hall-ICs 34A, 34B, sind an unterschiedlichen Positionen der Außenfläche der druckbeständigen Buchse 20 befestigt. Von den Hall-ICs 34A, 34B ausgegebene Sensorsignale werden über ein Signalkabel 37 aus Sensorhauptkörper 12 herausgeführt und einer in der Zeichnung nicht dargestellten Signalverarbeitungsschaltung zugeführt.
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Die druckbeständige Buchse 20 weist eine Öffnung in ihrem vorderen Ende auf, und ein Bewegungsraum 30 für den Kolben 14, der eine lang gestreckte zylindrische Form hat und von der Wand der druckbeständigen Buchse 20 umgeben ist, ist im inneren der druckbeständigen Buchse 20 vorgesehen. Eine typische Anwendung für den Wegsensor 10 besteht darin, einen Weg (Verschiebung) in einer Hydraulikmaschine zu erfassen, beispielsweise den Weg eines Steuerschiebers, der durch einen Differenzöldruck bewegt wird, oder den Hub eines hydraulischen Ventils. Bei einer derartigen Anwendung ist der Bewegungsraum 30 im Inneren der druckbeständigen Buchse 20 mit einem Hochdruck-Hydraulikfluid angefüllt derart, dass ein hoher Öldruck auf die Wand der druckbeständigen Buchse 20 einwirkt. Die druckbeständige Buchse 20 besteht aus einem haltbaren, nicht-magnetischen Material (beispielsweise nicht-magnetischem rostfreien Stahl) und hat daher eine ausreichende Festigkeit, um dem hohen Öldruck des Innenraums 30 standzuhalten.
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Der Kolben 14 ist in den Bewegungsraum 30 von der Öffnung am vorderen Ende der druckbeständigen Buchse 20 her eingeführt. Der Kolben 14 ist an einer Position angeordnet, die zum Bewegungsraum 30 koaxial ist. Der Kolben 14 kann sich innerhalb eines festgelegten Streckenbereiches entlang seiner Mittelachse 22 bewegen. Der Außendurchmesser desjenigen Teiles des Kolbens, welcher in die druckbeständige Buchse 20 eingeführt ist, ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der druckbeständigen Buchse 20, und somit ist ein geringfügiges Spiel zwischen der Außenfläche des Kolbens 14 und der Innenfläche der druckbeständigen Buchse 20 gewährleistet, was ein leichtgängiges Bewegen des Kolbens 14 ermöglicht. Wie zuvor beschrieben, ist bei einer Anwendung zur Erfassung des Weges in einer hydraulischen Maschine der Spalt (Bewegungsraum 30) zwischen dem Kolben 14 und der druckbeständigen Buchse 20 mit einem hydraulischen Fluid gefüllt.
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Der Hauptkörper des Kolbens 14 ist durch einen im Wesentlichen zylindrischen Schaft 24 gebildet, der aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt ist. Eine Schraube ist an einem vorderen Ende 25 des Schaftes 24 ausgebildet, um das bewegliche Stopfenelement mit einem Objekt der Wegmessung zu verbinden, beispielsweise dem Steuerschieber eines Hydraulikventils oder dergleichen. Ein Teil 26 einer hinteren Hälfte des Schaftes 24, der in die druckbeständige Buchse 20 eingeführt ist, dient als Halterung zur Fixierung des Permanentmagneten 28. Die Halterung 26 ist zylindrisch und weist eine Seitenwand 26b, welche einen zylindrischen Innenraum 26a umgibt, und eine Öffnung 26c an ihrem hinteren Ende auf. Der runde stangenförmige Permanentmagnet 28 ist im Innenraum 26a der Halterung 26 untergebracht. Eine Mehrzahl von Klauen 26d ist an der Hinterkante der Seitenwand 26b der Halterung 26 vorgesehen. Diese Klauen 26 sind nach innen gebogen, so dass sie die Öffnung 26c verschließen, wodurch sie mit der hinteren Stirnfläche des Permanentmagneten 28 in Kontakt kommen. Mit anderen Worten dienen die Klauen 26d als Verschluss, um den Permanentmagneten 28 in der Halterung 26 zu fixieren, derart, dass sich der Permanentmagnet 28 nicht in Richtung der Mittelachse 22 bewegt. Weiter ist der Permanentmagnet 28 in einer zur Halterung 26 koaxialen Position auf eine später noch erläuterte Weise fixiert.
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Der Permanentmagnet 28 ist zu einer Form gegossen, deren Dicke (Außendurchmesser) sich in Richtung der Mittelachse 22 abhängig vom Ort ändert. Beispielsweise ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Permanentmagnet 28 zu einer spindelartigen Form gegossen, die an dem in axialer Richtung mittleren Abschnitt am dicksten ist und sich von dort aus zu beiden Enden hin verjüngt. Diese Form wurde für den Permanentmagneten 28 gewählt, um der Verteilung der Stärke des durch den Permanentmagneten 28 gebildeten Magnetfeldes 33 (insbesondere der Stärke der Magnetfeldanteile, die durch die Hall-ICs 34A, 34B erfasst werden) eine vorbestimmte Kennlinie zu erteilen (z. B. eine lineare Kennlinie). Der Innenraum 26a der Halterung 26 hat solche Form und Größe, dass die dickste Stelle (beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die mittlere Stelle) des Permanentmagneten 28 hineinpasst. Demgemäß befindet sich der Permanentmagnet 28 an seiner dicksten, mittleren Stelle in engem Kontakt mit der Seitenwand 26b der Halterung 26. Ein ringförmiges Abstandsstück 32 ist auf das dünnere hintere Ende des Permanentmagneten 28 aufgeschoben. Die Innenfläche des Abstandsstückes 32 ist in engem Kontakt mit dem Permanentmagneten 28, und die Außenfläche des Abstandsstückes 32 ist in engem Kontakt mit der Seitenwand 26b der Halterung 26. Demgemäß ist der Permanentmagnet 28 in der Halterung an seiner dicksten mittleren Stelle und den zwei am hinteren Ende befindlichen Stellen fixiert, an denen das Abstandsstück 32 angebracht ist, derart, dass die axiale Position des Permanentmagneten 28 mit der Mittelachse 22 der Halterung 26 übereinstimmt. Durch geeignete Auswahl des Materials des Abstandsstücks 32 ist es auch möglich, die auf den Permanentmagneten 28 aufgebrachte Belastung zu verringern.
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Der Innenraum 26a der Halterung 26 ist in zwei Gebiete unterteilt, nämlich eines, das sich vor dem mittleren Abschnitt des Permanentmagneten 28 befindet, und ein anderes, das sich hinter dem mittleren Abschnitt befindet. Ein, vorzugsweise mehrere Druckentlastungslöcher 26e, die eine Verbindung zwischen dem vorderen Gebiet des Innenraums 26a der Halterung 26 und dem Außenraum (d. h. dem Bewegungsraum 30) der Halterung 26 bilden, sind an einer bzw. mehreren Stellen der Seitenwand 26b der Halterung 26 ausgebildet. Weiter sind, wie in 2 dargestellt und später noch beschrieben, wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Druckentlastungsnuten 32c, welche eine Verbindung zwischen dem hinteren Gebiet des Innenraums 26a der Halterung 26 und dem Außenraum (dem Bewegungsraum 30) der Halterung 26 herstellen, im Abstandsstück 32 ausgebildet. In der zuvor erwähnten Anwendung zur Wegmessung in einer hydraulischen Maschine ist der Außenraum (der Bewegungsraum 30) der Halterung 26 mit Hochdruckhydraulikfluid angefüllt, und insbesondere im Fall einer Baumaschine oder dergleichen schwankt der Öldruck des Hydraulikfluids stark. Durch die Wirkung des einen oder der mehreren Druckentlastungslöcher 26e und des einen oder der mehreren Druckentlastungsnuten 32c können selbst in einem derartigen Fall ein Druckunterschied zwischen dem Innenraum 26a der Halterung 26 und dem Außenraum (dem Bewegungsraum 30) unterdrückt werden, und daher Probleme vermieden werden, die auftreten können, wenn diese Druckdifferenz übermäßig groß wird.
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Betrachtet man eine Struktur, bei welcher beispielsweise weder Druckentlastungslöcher 26e noch Druckentlastungsnuten 32c ausgebildet sind, kann, wenn der Öldruck im Außenraum (Bewegungsraum 30) der Halterung 26 extrem groß wird, das unter diesem großen Druck stehende Hydraulikfluid durch den sehr kleinen Spalt zwischen dem Abstandsstück 32 oder dem Permanentmagneten 28 und der Seitenwand 26b der Halterung 26 eindringen und in den Innenraum 26a eintreten. Wenn anschließend der Öldruck im Außenraum (Bewegungsraum 30) der Halteeinrichtung 26 fällt, kann der im Innenraum 26a vorhandene hohe Öldruck den Permanentmagneten 28 aus der Halterung 26 drücken oder ein Brechen der Halterung 26 verursachen. Derartige Probleme werden durch Druckentlastungsloch und Druckentlastungsnut gelöst, wie zuvor beschrieben wurde.
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2 zeigt den Aufbau des Abstandsstücks 32. 2A ist eine Vorderansicht des Abstandsstücks 32 von vorne gesehen und 26 ist ein Querschnitt entlang Linie A-A in 2A.
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Wie in 2 dargestellt, weist das Abstandsstück 32 eine Innenfläche 32a, welche in engen Kontakt mit dem Permanentmagneten 28 kommt, und eine Außenfläche 32b auf, welche in engen Kontakt mit der Seitenwand 26b der Halterung 26 kommt. Vorzugsweise sind mehrere Druckentlastungsnuten 32c an verschiedenen Stellen der Außenfläche 32b ausgebildet. Wie in 2A gezeigt, sind die Druckentlastungsnuten 32c insbesondere in der Draufsicht auf den Querschnitt im wesentlichen symmetrisch angeordnet. Die nicht in 2A, aber in 3B gezeigten Klauen 26d sind entsprechend in der Draufsicht auf den Querschnitt im wesentlichen symmetrisch angeordnet, jedoch in Umfangsrichtung gegenüber den Druckentlastungsnuten 32c versetzt. Es hat sich als für die erstrebte Wirkung des Druckausgleichs günstig erwiesen, mehrere Druckentlastungsnuten 32c in Umfangsrichtung in im wesentlichen gleichmäßigen Abständen vorzusehen und für die Klauen 26d eine entsprechende, aber versetzte Anordnung zu wählen. Eine entsprechende im wesentlichen symmetrische Anordnung (gesehen in einer Schnittansicht senkrecht zur Mittelachse) bzw. eine Anordnung in in Umfangsrichtung im wesentlichen gleichmäßigen Abständen wählt man zweckmäßigerweise auch für die oben erwähnten Druckentlastungslöcher 26e, wie in 5A bis 5C angedeutet.
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3 zeigt die Struktur am hinteren Ende der Halterung 26 zur Fixierung des Permanentmagneten 28. 3A ist ein Querschnitt entlang der Mittelachse 22 der Struktur am hinteren Ende der Halterung 26, und 3B ist eine Ansicht von hinten des hinteren Endes der Halterung 26.
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Wie in 3 dargestellt, sind die beispielsweise vier Klauen 26d, die sich von der Kante des hinteren Endes der Halterung 26 aus erstrecken, über die äußere Form des hinteren Endes des Abstandsstücks 32 und des Permanentmagneten 28 nach innen gebogen, wodurch sie als Verschluss zur sicheren Befestigung des Permanentmagneten 28 dienen, so dass sich der Permanentmagnet 28 nicht in axiales Richtung bewegen kann. Wie in 3B dargestellt, sind die Druckentlastungsnuten 32c des Abstandsstücks 32 in den Freiräumen zwischen benachbarten Klauen 26d positioniert.
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Es sei angemerkt, dass, abgesehen von der Mehrzahl von gebogenen Klauen 26d, die, wie in 3 dargestellt, voneinander getrennt sind, verschiedene Konfigurationen verwendet werden können. Beispielsweise kann die Hinterkante der Halterung 26 verstemmt sein, so dass sie über den gesamten Umfang der Halterung 26 gleichmäßig nach innen gebogen ist, wodurch sie als Verschluss dient. Alternativ kann, wie in 4A dargestellt, eine in die Halterung 26 eingeschraubte Schraube 40 als Verschluss zur Befestigung des Permanentmagneten 28 und des Abstandsstücks 32 verwendet werden: Alternativ kann, wie in 4B dargestellt, ein auf der Halterung 26 angeordneter Deckel 41 als Verschluss zur Befestigung des Permanentmagneten 28 und des Abstandsstücks 32 verwendet werden. Außerdem können weitere Druckentlastungslöcher in der Seitenwand 26b der Halterung 26 anstelle der im Abstandsstück 32 vorgesehenen Druckentlastungsnuten 32c vorgesehen sein.
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Überdies kann, in Abhängigkeit von der gewünschten Verteilungskennlinie des Magnetfeldes 33, für den Permanentmagneten 28 eine sich von der in 1 dargestellten Spindelform unterscheidende Form verwendet werden. Weiter kann, wie in den Beispielen der 5A bis 5C dargestellt, die Struktur zur Fixierung der Axialposition des Permanentmagneten 28 (beispielsweise Position, Größe usw. des Abstandsstücks 32) gemäß der Form des Permanentmagneten 28 verändert werden.
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In den Beispielen, die in den 1 und 5A bis 5C dargestellt sind, kommt der Permanentmagnet 28 an seiner dicksten Stelle mit der Seitenwand 26b der Halterung 26 in engen Kontakt, und seine Axialposition wird dadurch fixiert, dass an einer anderen Stelle das Abstandsstück 32 angebracht wird. Ein Abstandsstück 32 kann jedoch auch an mehreren, beispielsweise zwei Stellen des Permanentmagneten 28 angebracht werden, derart, dass die Axialposition des Permanentmagneten 28 durch die Abstandsstücke 32 an diesen zwei Stellen fixiert wird. 6 zeigt ein Beispiel dafür. In dem in 6 dargestellten modifizierten Beispiel ist die Axialposition des Permanentmagneten 28 durch zwei Abstandsstücke 32A, 32B fixiert, die auf die beiden Enden des Permanentmagneten 28 aufgeschoben sind. In diesem Fall braucht der Permanentmagnet 28 selbst nicht in direkten Kontakt mit der Seitenwand 26b der Halterung 26 zu kommen. Außerdem erfolgt durch die Abstandsstücke 32A, 32B auf noch einfachere Weise eine Verringerung der auf den Permanentmagneten aufgebrachten Belastung.
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Weiter kann ein Verbundkörper, welcher einen oder eine Mehrzahl von Permanentmagneten mit einem magnetischen Material kombiniert, anstelle des einzelnen Permanentmagneten 28 als Magnetfelderzeugungsquelle verwendet werden. 7 zeigt ein Beispiel dafür. In dem in 7 dargestellten modifizierten Beispiel sind die zwei ringförmigen Permanentmagnete 51A, 51B auf die beiden Enden eines zylindrischen Joches 50 aufgeschoben, das aus einem magnetischen Material hoher Permeabilität besteht. Damit die Verteilung des Magnetfeldes, das durch diesen Verbundkörper, bestehend aus dem Joch 50 und dem Permanentmagneten 51A, 51B, linear ist, hat das Joch 50 eine äußere Form, deren Außendurchmesser an den beiden Enden am größten ist und sich zur Mitte hin verjüngt. Die Axialposition dieses Verbundkörpers ist ebenfalls durch die zwei Abstandsstücke 32A, 32B fixiert, die jeweils auf an den beiden Enden befindliche Stellen aufgeschoben sind.
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Zuvor wurden ein Ausführungsbeispiel und mehrere modifizierte Beispiele der Erfindung beschrieben. In allen diesen Fallen lässt sich die Operation, die während der Montage durchgeführt wird, um den Permanentmagneten 28 (oder den Verbundkörper, bestehend aus dem Joch 50 und dem Permanentmagneten 51) im Schaft 24 des Kolbens 14 zu montieren, leichter und schneller als beim Stand der Technik durchführen. insbesondere wird mittels einer einfachen Operation, bei der das einzelne Abstandsstück 32 (oder eine Mehrzahl von Abstandsstücken) über den Permanentmagneten 28 (oder den aus dem Joch 50 und dem Permanentmagneten 51 bestehenden Verbundkörper) aufgeschoben wird, der Permanentmagnet 28 von der Öffnung 26c am hinteren Ende der Halterung 26 her in den Innenraum 26a der Halterung 26 eingeführt wird, und ein Verschluss an der Öffnung 26c ausgebildet wird, der Permanentmagnet 28 (oder der aus dem Joch 50 und dem Permanentmagneten 51 bestehende Verbundkörper) selber in einer vorgeschriebenen, zur Halterung 26 koaxialen Position fixiert.
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Die vorangehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele versteht sich lediglich als beispielhaft, und der Schutzumfang der Erfindung ist nicht ausschließlich auf dieses Ausführungsbeispiel eingeschränkt. Die Erfindung kann in verschiedenen weiteren Modi realisiert werden, ohne vom erfinderischen Gedanken abzuweichen.
