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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft einen Linearaktor und insbesondere einen Linearaktor mit einer Sperrfeder.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Linearaktoren kommen in vielfältigen Umgebungen und bei vielfältigen Anwendungen zum Einsatz. Bei vielen Anwendungen wird bevorzugt, dass der Linearaktor unbeeinträchtigt bleibt von externen Stößen. Eine übliche Vorgehensweise zum Einschränken der Wirkung von externen mechanischen Stößen, die auf den Linearaktor wirken, ist die Verwendung einer starken Rückstellfeder, die einen Kolben des Aktors bis zu einem bestimmten Beschleunigungsgrad in Position hält. Solch starke Rückstellfedern sind normalerweise Kompressionsfedern oder konische Federn. Ein wesentlicher Nachteil der Vorgehensweise, die eine starke Rückstellfeder vorsieht, ist, dass die starke Rückstellfeder eine ausreichende Leistung des Aktors zum Überwinden der Rückstellfeder erfordert. Die Energie, die notwendig ist, um diese Leistung zum Überwinden der Rückstellfeder zu erbringen, ist unter Umständen größer als die Energie, die für die Bewegung des Aktors benötigt wird, und die größere Energie kann wiederum die Wärme in dem Aktor problematisch erhöhen. Ein weiterer Nachteil ist, dass es bei diesen Vorrichtungen mit höheren Federrückstell- und Betätigungskräften auch zu einem deutlichen Anstieg von unerwünschten vernehmbaren Geräuschen kommt.
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Einige konventionelle Aktoren, die durch den Aktor in 15 repräsentiert sind, verwenden eine innere Sperrfeder getrennt von der Rückstellfeder, um an einem Absatz in dem Spulenkörper zu stoppen und eine Bewegung des Mitnehmerbolzens (Kolbens) zu verhindern, bis Strom zugeführt wird. Wegen des kurzen Kraftarms an der Sperrfeder ist die Federkonstante höher, damit die Sperrfeder in die Sperrposition zurückgestellt werden kann. Der Aktor in 15 beinhaltet auch eine Magnetkonstruktion zum Schließen eines Luftspalts, wobei eine Basis axial auf den Betätigungsbolzen (Kolben) ausgerichtet ist. Wenn bei dieser Konstruktion die Sperrfeder zur Basis betätigt wird, ist ein Reibungswiderstand vorhanden, der überwunden werden muss. Wenn der Strom ansteigt, kann der Kolben an die Basis angezogen werden, bevor sich die Sperrfeder von der Sperrposition wegbewegt, was bewirken würde, dass die Betätigung durch die Einheit fehlschlägt. Es wird daher zusätzlich Strom benötigt, um sicherzustellen, dass sich die Sperrfeder zuerst bewegt. Da diese Bauform einen zu schließenden Luftspalt nutzt und ermöglicht, dass der Kolben die Basis kontaktiert, stellen Geräusche und Restmagnetismus ein Problem dar. Wird die Sperrfeder zu schwach ausgebildet, ist der Restmagnetismus auch hier ein Problem, da die Feder die Basis kontaktiert. Das Problem mit dem Restmagnetismus führt auch zu notwendigen höheren Kraftpegeln der Rückstellfeder.
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ÜBERSICHT
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Aus diesem Grund wird ein verbesserter Linearaktor benötigt.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Linearaktor angegeben, umfassend: eine Kolbenaufnahme mit einem Hohlraum, der zumindest teilweise durch eine Innenfläche der Kolbenaufnahme gebildet wird; einen magnetischen Kolben, der zumindest teilweise in dem Hohlraum angeordnet ist, für eine lineare Bewegung entlang einer Kolbenachse; eine Spule zum Erzeugen eines Magnetfelds, wenn sie mit Strom gespeist wird; eine Sperrfeder, die derart konfiguriert und orientiert ist, dass sie den Kolben in einer ausgefahrenen Kolbenposition sperrt, wenn die Spule nicht mit Strom gespeist wird; und eine magnetische Basis, die relativ zu dem Kolben radial angeordnet ist; wobei die Sperrfeder derart konfiguriert und angeordnet ist, dass sie an die magnetische Basis angezogen wird, um zu ermöglichen, dass sich der Kolben in die zurückgezogene Kolbenposition bewegt, wenn die Spule mit Strom gespeist wird.
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Vorzugsweise ist die Spule um wenigstens einen Teil einer Außenfläche der Kolbenaufnahme gewickelt.
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Vorzugsweise ist die magnetische Basis durch eine Öffnung eingesetzt, die in einer zylindrischen Seitenwand der Kolbenaufnahme gebildet ist.
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Vorzugsweise ist die magnetische Basis durch eine Öffnung eingesetzt, die in einer Endwand der Kolbenaufnahme gebildet ist, so dass die magnetische Basis an einer vertieften Innenfläche der zylindrischen Seitenwand der Kolbenaufnahme liegt.
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Vorzugsweise ist ein Aktorrahmen vorgesehen, der eine Rahmenöffnung hat, durch welche sich ein distaler Bereich des Kolbens erstreckt, wenn sich der Kolben in der ausgefahrenen Kolbenposition befindet, wobei die magnetische Basis dazu dient, die Kolbenaufnahme relativ zu dem Rahmen in ihrer Position zu halten.
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Vorzugsweise ist ein Teil des Aktorrahmens an der magnetischen Basis befestigt.
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Vorzugsweise ist die magnetische Basis radial außerhalb eines Innenumfangs der Kolbenaufnahme angeordnet, in einem Maß, das den Restmagnetismus zwischen der magnetischen Basis und der Sperrfeder verringert.
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Vorzugsweise hat die Sperrfeder ein erstes Sperrfederende, das mit dem Kolben verbunden ist, und ein zweites Sperrfederende, wobei das zweite Sperrfederende angeordnet ist zum Sperren des Kolbens in der ausgefahrenen Kolbenposition, wenn die Spule nicht mit Strom gespeist wird, und für eine Anziehung an die magnetische Basis, wenn die Spule mit Strom gespeist wird, um dadurch die Bewegung des Kolbens in die zurückgezogene Kolbenposition zu ermöglichen.
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Vorzugsweise ist eine Rückstellfeder angeordnet, um den Kolben in die ausgefahrene Kolbenposition vorzuspannen.
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Vorzugsweise spannt die Rückstellfeder den Kolben in die ausgefahrene Kolbenposition vor. Die Kolbenaufnahme hat eine Kolbenaufnahme-Endwand. Ein erstes Ende der Rückstellfeder kontaktiert die Kolbenaufnahme-Endwand, und ein zweites Ende der Rückstellfeder liegt an dem Kolben an. Die Kolbenaufnahme-Endwand hat eine Hakenausbildung, die in das zweite Ende der Sperrfeder eingreift.
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Vorzugsweise hat die Hakenausbildung eine Schrägfläche, die für den Eingriff in das zweite Ende der Sperrfeder ausgebildet ist.
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Vorzugsweise hat die Kolbenaufnahme-Endwand eine Öffnung, wobei das zweite Ende der Sperrfeder durch die Öffnung hindurchtritt, wenn sich der Kolben in der zurückgezogenen Kolbenposition befindet.
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Vorzugsweise hat die Sperrfeder ein erstes Sperrfederende, das mit der Kolbenaufnahme verbunden ist, und ein zweites Sperrfederende, wobei das zweite Sperrfederende für den Eingriff mit dem Kolben in der ausgefahrenen Kolbenposition angeordnet ist.
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Vorzugsweise hat die Kolbenaufnahme eine Kolbenaufnahme-Endwand. Eine Sperrfeder-Rastvorrichtung des Kolbens ist an dem Kolben gebildet. Das erste Sperrfederende ist mit der Kolbenaufnahme-Endwand verbunden, und das zweite Sperrfederende ist angeordnet für den Eingriff mit der Sperrfeder-Rastvorrichtung des Kolbens, wenn sich der Kolben in der ausgefahrenen Kolbenposition befindet.
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Vorzugsweise ist die Sperrfeder-Rastvorrichtung des Kolbens an einem nichtmagnetischen Bereich des Kolbens gebildet.
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Vorzugsweise sind das zweite Sperrfederende und der Kolben derart konfiguriert und positioniert, dass die Sperrfeder an den Kolben angezogen wird, nachdem das zweite Sperrfederende an die magnetische Basis angezogen wurde und den Kolben für eine Bewegung freigegeben hat.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Zeichnungsfigur erscheinen, sind in sämtlichen Figuren, in denen sie erscheinen, grundsätzlich identisch gekennzeichnet. Die Dimensionen von Komponenten und Merkmalen sind im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Die Figuren sind nachstehend aufgelistet.
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1 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearaktors gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei der Kolben in einer ausgefahrenen Position gezeigt ist;
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2 ist eine linke Endansicht entlang der Linie 2-2 von 1;
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3 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearaktors gemäß 1, wobei der Kolben in einer zurückgezogenen Position gezeigt ist;
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4 und 5 sind jeweils eine Seitenansicht und eine rechte Endansicht eine Sperrfeder, die Teil des Aktors von 1 ist;
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6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs des Linearaktors von 1, in der insbesondere eine Sperrfeder gezeigt ist, wobei sich der Kolben in der ausgefahrenen Position befindet;
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7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs des Linearaktors von 1, in der insbesondere die Sperrfeder gezeigt ist, wobei sich der Kolben in der zurückgezogenen Position befindet;
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8 ist eine auseinandergezogene Darstellung des Linearaktors von 1;
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9A ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearaktors gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform, die den Linearaktor mit dem Kolben in der ausgefahrenen Position zeigt;
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9B ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs von 9A;
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10A ist eine geschnittene Seitenansicht des Linearaktors von 9A, die den Kolben in einer halb zurückgezogenen Position zeigt;
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10B ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs von 10A;
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11A ist eine geschnittene Seitenansicht des Linearaktors von 9A und zeigt den Kolben in der vollständig zurückgezogenen Position;
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11B ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs von 11A;
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12 ist eine geschnittene Teilseitenansicht zur Darstellung einer Positionierung einer Magnetbasis relativ zu einer Fläche der Kolbenaufnahme unterhalb eines bündigen Abschlusses;
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13 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearaktors gemäß einer dritten Ausführungsform, wobei der Kolben in der ausgefahrenen Position gezeigt ist;
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14 ist eine auseinandergezogene Darstellung des Linearaktors von 13;
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15 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Linearaktors gemäß dem Stand der Technik.
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DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die 1 bis 8 zeigen einen Linearaktor 20 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform. 1 zeigt den Linearaktor 20 in einem Betriebsmodus mit ausgefahrenem Kolben, d. h. mit dem Kolben in seiner ausgefahrenen Position. Wie 1 und 8 zeigen, hat der Linearaktor 20 eine Kolbenaufnahme 22; eine Spule 24; einen Kolben 26; eine magnetische Basis 28; eine Rückstellfeder 30; und eine Sperrfeder 32. Der Kolben 26 fährt entlang der Kolbenachse 34 zwischen einer ausgefahren Kolbenposition (in 1 gezeigt), wenn kein elektrischer Strom an der Spule 24 anliegt, und einer zurückgezogenen Kolbenposition (in 3 gezeigt), wenn elektrischer Strom an der Spule 24 anliegt, ein und aus. Der Kolben 26, die magnetische Basis 28 und die Sperrfeder 32 sind ferromagnetisch.
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Die Kolbenaufnahme 22 hat eine zylindrische Wand 36, die um die Kolbenachse 34 im Wesentlichen zentriert ist. Die zylindrische Wand 36 hat eine Außenfläche und eine Innenfläche. Die Innenfläche der zylindrischen Wand 36 definiert einen Hohlraum, in dem ein Teil des Kolbens 26 angeordnet ist. Wie 8 zeigt, hat die Kolbenaufnahme 22 eine distale oder erste Endwand 38 und einen proximalen oder zweiten Endwandabschnitt 39. Die oberen Abschnitte der distalen Endwand 38 und des proximalen Endwandabschnitts 39 sind so gekrümmt, dass sie im Wesentlichen zu der zylindrischen Wand 36 konzentrisch sind. Die Bodenbereiche der distalen Endwand 38 und des proximalen Endwandabschnitts 39 sind im Wesentlichen rechteckig, so dass sie an einer ebenen Fläche eines Rahmens positioniert werden können. Solchermaßen können die distale Endwand 38 und der proximale Endwandabschnitt 39 jeweils betrachtet werden, als hätten sie eine ”D”-Form, die auf dem flachen Schenkel des D liegt. Der proximale Endwandabschnitt 39 hat eine größere Erstreckung entlang der Achse 34 als die distale Endwand 38. Der proximale Endwandabschnitt 39 ist entlang der Achse 34 so dimensioniert, dass er eine rechteckvolumenförmige Öffnung 40 enthält, in welche die Basis 28 eingepasst sein kann. An seiner Oberseite hat der proximale Endwandabschnitt 39 eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden Flanschen. Ein Flansch des proximalen Endwandabschnitts und die distale Endwand definieren ein Segment der zylindrischen Wand 36, auf welchem die Spule 24 gewickelt ist. Ein weiterer der mehreren Flansche ist ein Flansch 41, der einen Spulenanschlussdraht hält.
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Die Kolbenaufnahme 22 hat auch eine Kolbenaufnahme-Endwand 42. Eine Innenfläche der Kolbenaufnahme-Endwand 42 kann zumindest teilweise den Hohlraum definieren, der Bereiche des Kolbens 26 aufnimmt. Ein Bereich der Kolbenaufnahme-Endwand 42 erstreckt sich radial und parallel zu dem den Spulenanschlussdraht tragenden Flansch 41, so dass der Spulenanschlussdraht 44 zwischen der Kolbenaufnahme-Endwand 42 und dem den Spulenanschlussdraht tragenden Flansch 41 gehalten wird. Der Spulenanschlussdraht 44 ist mit einer (nicht gezeigten) Stromquelle verbunden, die zur Stromversorgung der Spule 24 zum Beispiel durch eine Steuereinheit oder dergleichen selektiv betrieben wird.
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Die zylindrische Wand 36 der Kolbenaufnahme oder ein Teil der zylindrischen Wand 36 der Kolbenaufnahme, um den die Spule 24 gewickelt ist, kann als Spulenkörper betrachtet werden. In einigen Ausführungsformen können die zylindrische Wand 36 der Kolbenaufnahme und die Kolbenaufnahme-Endwand 42 einstückig sein und somit im Wesentlichen eine einstückige Kolbenaufnahme 22 bilden. In anderen Ausführungsformen kann die Kolbenaufnahme-Endwand 42 ein verschiedenartiges Teil aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material sein, das mit der zylindrischen Wand 36 der Kolbenaufnahme verbunden ist. Die Kolbenaufnahme 22, die ihre zylindrische Wand 36, die distale Endwand 38 und den proximalen Endwandabschnitt 39 umfasst, kann als Spulenkörper betrachtet werden, der zusammen mit der um die zylindrische Wand 36 der Kolbenaufnahme gewickelten Spule 24 als Spulenanordnung angesehen werden kann.
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Auf der gegenüberliegende Seite ihrer Endwand 42 ist die Kolbenaufnahme 22 zum Teil von einer Kappe 45 der Kolbenaufnahme umschlossen. Die Kappe 45 der Kolbenaufnahme hat eine zentrale Öffnung, die durch einen an der Kolbenachse 34 zentrierten Hals 46 der Kappe der Kolbenaufnahme definiert wird. Ein O-Ring 48 oder ein anderes elastisches Dämpfungselement ist zwischen einer Innenfläche der Kappe 45 der Kolbenaufnahme und dem Kolben 26 positioniert. Der Hals 46 der Kappe der Kolbenaufnahme ist durch eine Öffnung in dem Aktorrahmen 50 eingesetzt. In der Ausführungsform von 1 ist der Rahmen 50 derart dargestellt, dass er im Wesentlichen eine L-Form hat, wenngleich abhängig von der Verwendung und Installation des Linearaktors 20 bezüglich umliegender Konstruktionen für den gedachten Zweck auch andere Formen und Konfigurationen denkbar sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aktorrahmen 50 vorzugsweise ferromagnetisch, um die Leistungsfähigkeit zu verbessern, wenngleich in anderen Ausführungsformen ein nichtferromagnetischer Rahmen 50 verwendet werden kann.
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Wie in 2 gezeigt ist, hat eine untere Innenfläche der zylindrischen Wand 36 der Kolbenaufnahme eine in ihr gebildete Sperrfedernut 51. Die Sperrfedernut 51 hat einen im Wesentlichen ebenen Boden und erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der zylindrischen Wand 36 der Kolbenaufnahme parallel zur Achse 34. Die Sperrfedernut 51 ist konfiguriert für die Aufnahme der Sperrfeder 32 und ermöglicht, dass die Sperrfeder 32 in der Sperrfedernut 51 gleitet. Die Platzierung und Positionierung der Sperrfeder 32 in der Sperrfedernut 51 richtet die Sperrfeder 32 auf die magnetische Basis 28 und auf eine Hakenausbildung 76 (siehe 6) aus und begrenzt auch die Drehung des Kolbens 26.
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Der Kolben 26 hat einen Kolbenhauptbereich 52 und einen distalen Kolbenbereich 54. Zumindest ein Bereich des Kolbens 26 ist ferromagnetisch. In einer beispielhaften Ausführungsform ist beispielsweise zumindest ein Bereich des Kolbens 26 ein natürlicher Magnet (d. h. ein Permanentmagnet). In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der gesamte Kolben 26 magnetisch sein. Der Kolbenhauptbereich 52 ist im Wesentlichen durch den Hohlraum begrenzt, der durch die zylindrische Wand 36 der Kolbenaufnahme definiert wird, und hat einen größeren Durchmesser als der distale Kolbenbereich 54. Zumindest ein Teil des distalen Kolbenbereichs 54 erstreckt sich durch den Hals 46 der Kappe der Kolbenaufnahme und durch eine Öffnung, die in dem Aktorrahmen 50 vorgesehen ist. Der Grad des Vorsprungs des distalen Kolbenbereichs 54 von dem Aktorrahmen 50 hängt davon ab, ob der Kolben 26 sich in der ausgefahrenen Position (wie in 1 gezeigt) oder in der zurückgezogenen Position (wie in 3 gezeigt) befindet. In der zurückgezogenen Position kann sich, wenn überhaupt, nur ein ganz kleiner Teil des distalen Bereichs 54 des Kolbens durch den Aktorrahmen 50 erstrecken, was von den Betriebsanforderungen abhängig ist.
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Die magnetische Basis 28 ist bezüglich des Kolbens 26 radial angeordnet. Mit anderen Worten: die magnetische Basis 28 ist außerhalb eines Umfangs des Kolbens 26 positioniert und ist nicht axial auf den Kolben 26 ausgerichtet. Solchermaßen liegt kein Bereich der magnetischen Basis 28 entlang der Kolbenachse 34. Darüber hinaus bezieht sich die Formulierung ”außerhalb eines Umfangs des Kolbens 26” auf die Tatsache, dass die magnetische Basis 28 radial außenseitig zu den imaginären Verlängerungen von zylindrischen Seitenwänden des Kolbens 26 in einer Richtung parallel zur Achse 34 liegt, wie in 1 gezeigt. In der dargestellten Ausführungsform ist die magnetische Basis 28 radial durch einen Bereich der zylindrischen Wand 36 hindurch in der Nähe, jedoch leicht beabstandet von der Endwand 42 der Kolbenaufnahme angeordnet. In dieser Ausführungsform hat die magnetische Basis 28 im Wesentlichen die Form eines rechteckigen Prismas und ist so bemessen, dass sie in die rechteckförmige Öffnung 40 passt. Die rechteckförmige Öffnung 40 ist in einer Bodenfläche des proximalen Endwandabschnitts 39 des Kolbens gebildet.
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Nach dem Einsetzen der magnetischen Basis 28 in die Öffnung 40 ist der proximale Endwandabschnitt 39 der Kolbenaufnahme durch den Rahmen 50 unterlegt. Der Rahmen 50 hat eine Öffnung, die auf eine Schraubengewindeöffnung der magnetischen Basis 28 ausgerichtet ist. Der Rahmen 50 sitzt über der Kappe 45 der Kolbenaufnahme und ist unter dem proximalen Endwandabschnitt 39 positioniert. Wenn die Rahmenöffnung und die Öffnung in der magnetischen Basis 28 aufeinander ausgerichtet sind, wird ein Gewindeschaft einer Befestigungsschraube 56 in die Schraubengewindeöffnung gesteckt und festgezogen. Nachdem dem Einsetzen der Befestigungsschraube in die Gewindeöffnung in der magnetischen Basis 28 ist die Kolbenaufnahme 22 durch den Hals 46 der Kappe in dem Rahmen gefangen und zwischen dem Rahmen 50 und der magnetischen Basis 28 festgekeilt. Wie zum Beispiel in 8 gezeigt ist, hat der Aktorrahmen 50 eine Rahmenöffnung, durch welche sich der distale Endbereich 54 des Kolbens erstreckt, wenn sich der Kolben 26 in der ausgefahrenen Position befindet, und die magnetische Basis 28 dient zum Halten der Kolbenaufnahme 22 in ihrer Position (z. B. in einer axialen Position entlang der Achse 34) an dem Rahmen 50. Auf diese Weise ist in der ersten Ausführungsform ein Teil des Aktorrahmens 50 über die Befestigungsschraube 56 an der magnetischen Basis 28 festgelegt, um den Rahmen an der Spulenanordnung zu sichern.
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Die Rückstellfeder 30 ist angeordnet, um den Kolben 26 in die ausgefahrene Position vorzuspannen. Vorzugsweise ist die Rückstellfeder 30 eine gewendelte Kompressionsfeder. Ein erstes Ende der Rückstellfeder 30 kontaktiert und wird durch eine Innenfläche der Kolbenaufnahme-Endwand 42 gehalten (und kann mit dieser verbunden sein). Ein zweites Ende der Rückstellfeder 30 liegt an dem Kolben 26 an. Insbesondere liegt das zweite Ende der Rückstellfeder 30 an dem Stützelement 60 der Rückstellfeder an. Das Stützelement 60 der Rückstellfeder ist eine zwischenlegscheibenförmige Konstruktion, die unter einem Kopf des Kolben-Mitnehmerbolzens 62 gefangen ist. Der Kolben-Mitnehmerbolzen 62 hat einen Schaft, der sich in eine zentrale Öffnung des Kolbenhauptbereichs 52 hinein erstreckt. Solchermaßen ist der Kolben-Mitnehmerbolzen 62 durch den Presssitz zwischen dem Mitnehmerbolzen und der Kolbenöffnung gesichert. Das Stützelement 60 der Rückstellfeder dient ebenfalls zum Sichern eines ersten oder proximalen Endes der Sperrfeder 32, z. B. des proximalen Endes 64 der Sperrfeder, zwischen sich und dem Kolbenhauptbereich 52. Die Rückstellfeder 30 dient somit nicht nur zum Vorspannen des Kolbens 26 in seine ausgefahrene Position, sondern auch zur Ausübung einer Kraft auf den Kolben und zur Bewegung der gesamten Kolbenanordnung (umfassend den Kolben 26, die Sperrfeder 32, das Stützelement 60 der Rückstellfeder und den Mitnehmerbolzen 62) in die ausgefahrene Position. Die Rückstellfeder 30 dient somit zum Bewegen der Sperrfeder 32 entlang der Richtung der Achse 34 nach links (wie in 1 gezeigt), nachdem die Spule 24 außer Strom gesetzt wurde, so dass die Sperrfeder 32 erneut die Position einnehmen kann, in der sie ihre Sperrfunktion ausübt.
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Die Sperrfeder 32 ist konfiguriert und orientiert für das Sperren des Kolbens 26 in einer ausgefahrenen Kolbenposition, wenn die Spule 24 nicht mit Strom gespeist wird. Doch ist die Sperrfeder 32 auch konfiguriert und orientiert für eine Anziehung an die magnetische Basis 28 (z. B. in die Sperrfedernut 51 hinein), um dadurch eine Bewegung des Kolbens 26 in die zurückgezogene Position zu ermöglichen, wenn die Spule 24 mit Strom gespeist wird. Es sind vorliegend verschiedene Ausführungsformen und Konfigurationen der Sperrfeder 32 beschrieben, wobei sich einige Ausführungsformen zum Beispiel durch den Ort, an dem das erste Ende der Sperrfeder 32 in einer Position verankert oder verbunden ist, und/oder durch die Weise, in welcher ein zweites Ende der Sperrfeder eine Bewegung des Kolbens 26 ermöglicht (wenn die Spule 24 aktiviert ist) oder alternativ die Bewegung des Kolbens begrenzt oder seine volle Bewegung verhindert (wenn die Spule 24 nicht aktiviert ist), unterscheiden.
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In der ersten Ausführungsform, die in 1 bis 8 gezeigt ist, ist das erste Ende 64 (proximale Ende) der Sperrfeder mit dem Kolben 26 verbunden. Ein zweites oder distales Ende der Sperrfeder 32 (distales Ende 66 der Sperrfeder) derart orientiert, dass es den Kolben 26 in der in 1 dargestellten ausgefahrenen Kolbenposition sperrt, wenn der Spule 24 kein Strom zugeführt wird. Wie in 3 dargestellt ist, ist das distale Ende 66 der Sperrfeder andererseits derart orientiert und konfiguriert, dass es an die magnetische Basis 28 angezogen wird (z. B. in die Sperrfedernut 51 hinein) und dadurch eine Bewegung des Kolbens 26 in die zurückgezogene Kolbenposition erlaubt, wenn die Spule 24 mit Strom gespeist wird.
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Wie in 1 und, vergrößert, in 4 gezeigt ist, scheint die Sperrfeder 32 in einem Seitenprofil zwei lineare Segmente zu umfassen, wovon eines das proximale Ende 64 der Feder und das andere das distale Ende 66 der Feder aufweist. In dem Seitenprofil scheinen die beiden Segmente der Sperrfeder 32 dieser eine annähernde L-Form zu verleihen. Die Form der Sperrfeder 32 wird deshalb als ”annähernde L-Form” bezeichnet, weil ein Innenwinkel zwischen den beiden Segmenten in der Größenordnung von 84° +3°/–0° liegt. Wenn das Magnetfeld angelegt wird, wird die Feder 32 ausgelenkt, so dass das distale Ende 66 der Sperrfeder parallel zur Mittellinie liegt (z. B. zur Achse 34). Zum Beispiel wird die Feder in einer Weise ausgelenkt, dass der Innenwinkel zwischen den beiden Segmenten mindestens 90° beträgt, so dass das distale Ende 66 im Wesentlichen parallel zur Richtung der Bewegung des Kolbens 22 liegt. Das distale Ende 66 der Sperrfeder ist so weit elastisch, dass dieses hinsichtlich des proximalen Endes 64 der Sperrfeder einen größeren Innenwinkel einnehmen kann, z. B. neunzig Grad oder mehr, wenn das distale Ende 66 der Sperrfeder nach Aktivierung der Spule 24 an die magnetische Basis 28 angezogen wird.
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Die Konfiguration des proximalen Endes 64 der Sperrfeder in einer beispielhaften Ausführungsform ist von einem rechten Ende des Linearaktors 20 betrachtet dargestellt, wie in 5 gezeigt. Wie in 5 dargestellt ist, hat das proximale Ende 64 der Sperrfeder ein kreisförmiges zentrales Element 70, das in derselben Ebene von zwei annähernd halbkreisförmigen Armen 72 umschlossen ist, durch welche das zentrale Element 70 an dem Segment der Sperrfeder 32 befestigt ist, das in dem distalen Ende 66 der Sperrfeder endet. Jeder der Arme 72 hat zwei halbkreisförmige Segmente, die durch einen bogenförmigen Spalt getrennt sind, wobei das äußere Segment der beiden Segmente jedes Arms 72 von einer axialen Mitte des proximalen Endes 64 der Sperrfeder an einer weiter radialen Position liegt als das innere Segment. An seiner Peripherie ist das zentrale Element 70 mit den distalen Enden der inneren Segmente beider halbkreisförmigen Arme 72 verbunden. An ihrer weitesten Erstreckung von der Befestigung an dem zentralen Element 70 sind die inneren Segmente der halbkreisförmigen Arme 72 für den Anschluss an die äußeren Segmente ihrer jeweiligen halbkreisförmigen Arme 72 um 180 Grad gebogen. Ein proximales Ende des äußeren Segments jedes halbkreisförmigen Arms 72 ist mit dem distalen Ende 66 der Sperrfeder verbunden.
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Normalerweise ist die Federkonstante eines Kragarms (z. B. Balkens) umgekehrt proportional der dritten Potenz der Länge des Kragarms. Die Konfiguration der Sperrfeder 32, wie sie in 5 gezeigt ist, definiert die Länge des freitragenden Abschnitts der Sperrfeder 32 als Summe der Länge der halbkreisförmigen inneren Segmente und der halbkreisförmigen äußeren Segmente der halbkreisförmigen Arme 72. Solchermaßen konfiguriert hat die Sperrfeder 32 eine niedrige Federkonstante, d. h. einen geringen Kraftbedarf für ihre Auslenkung und Entriegelung.
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Wie in 1 und in größerem Detail in 6 gezeigt ist, hat die Kolbenaufnahme-Endwand 42 eine Hakenausbildung 76 für den Eingriff in das distale Ende 66, wenn die Spule 24 nicht mit Strom gespeist wird. Die Hakenausbildung 76 umfasst einen Finger, der sich von der Kolbenaufnahme-Endwand 42 entlang der Richtung der Kolbenachse 34 im Wesentlichen senkrecht erstreckt und eine Schrägfläche aufweist, für den Eingriff oder das ”Einhaken” in das distale Ende 66 der Sperrfeder, wenn die Spule 24 nicht mit Strom gespeist wird. Die Hakenausbildung 76 kann mit der Kolbenaufnahme-Endwand 42 einstückig ausgebildet sein oder kann ein separates, freitragendes oder geeignetes Element sein, das an der Kolbenaufnahme montiert oder anderweitig gesichert ist. Eine Öffnung 74 in der Endwand 42 erlaubt, dass sich die Sperrfeder frei durch die Endwand erstreckt, wenn sich der Kolben in die zurückgezogene Position bewegt.
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Eine zweite beispielhafte Ausführungsform des Linearaktors 20' ist in 9A–9B, 10A–10B und 11A–11B gezeigt. Der Linearaktor 20' ist ähnlich wie der Aktor 20 von 1 und unterscheidet sich von diesem in erster Linie durch die Art der Befestigung und Orientierung der Sperrfeder 32'. Zum Beispiel hat die Sperrfeder 32' ein erstes oder proximales Ende 64', das mit der Kolbenaufnahme 22 verbunden ist, und ein zweites oder distales Ende 66'. Wie die Seitenprofilansicht in 9A, 10A und 11A zeigt, hat die Sperrfeder 32' im Wesentlichen eine ”L”-förmige Konfiguration, ähnlich wie die Sperrfeder 32 von 1, ist jedoch bezüglich der Richtung der Achse 34 anders orientiert. Sowohl das proximale Ende 64' der Sperrfeder als auch das distale Ende 66' der Sperrfeder sind federnd.
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Das proximale Ende 64' der Sperrfeder erstreckt sich in einer zur Achse 34 orthogonalen Ebene. In dieser orthogonalen Ebene kann das proximale Ende 64' der Sperrfeder eine Kreisform mit einer zentralen kreisförmigen Öffnung aufweisen. Die zentrale kreisförmige Öffnung des proximalen Endes 64' der Sperrfeder sitzt an einer zentralen Nabe 80, die an einer Innenfläche der proximalen Seitenwand 24 der Kolbenaufnahme gebildet oder montiert ist. Die zentrale Nabe 80 ragt in einen Kolbenhohlraum hinein. In der Nähe ihres distalen Endes hat die zentrale Nabe 80 einen Federbefestigungsrand 81, an dem ein Ende der Rückstellfeder 30 anliegt. Zwischen dem Federbefestigungsrand 81 und der Innenfläche der rechten Seitenwand 24 der Federaufnahme hat die zentrale Nabe 80 eine umfangsseitige Nut 82 der Nabe. Eine Innenfläche der zentralen kreisförmigen Öffnung des proximalen Endes 64' der Sperrfeder sitzt über der zentralen Nabe 80 und liegt in der umfangsseitigen Nut 82 der Nabe.
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Der Kolben 26 des Aktors 20' der zweiten Ausführungsform hat eine nichtmagnetische Kolbenmanschette 84. Die nichtmagnetische Kolbenmanschette 84 hat die Form eines Hohlzylinders. Eine hohle Mitte der nichtmagnetischen Kolbenmanschette 84 nimmt ein Ende der Rückstellfeder 30 auf und bildet somit das Nichtarbeitsende des Kolbens 26. Wie in der vergrößerten Ansicht von 9B, 10B und 11B gezeigt ist, ist eine äußere Umfangsfläche der nichtmagnetischen Kolbenmanschette 84 gestuft oder gekerbt, um eine Hakenausbildung 86 für die Sperrfeder des Kolbens zu bilden. Die Hakenausbildung 86 der Kolben-Sperrfeder ist derart orientiert, dass sie den Kolben 26 in der ausgefahrenen Kolbenposition (in 9A und 9B gezeigt) sperrt bzw. verriegelt, wenn die Spule 24 nicht mit Strom gespeist wird. Befindet sich der Kolben 26 in seiner ausgefahrenen Kolbenposition, wie in 9A und 9B gezeigt, ist eine Spitze des distalen Endes 66' der Sperrfeder durch die Elastizität der Sperrfeder vorgespannt für den Eingriff in die Hakenausbildung 86 der Kolben-Sperrfeder, wodurch die axiale Verlagerung des Kolbens 26 in Richtung auf die zurückgezogene Kolbenposition begrenzt wird.
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Wenn die Spule 24 mit Strom gespeist wird, wird die Sperrfeder 32' in Richtung auf die magnetische Basis 28 angezogen und bewegt sich in die Sperrfedernut 51 hinein, wodurch der Kolben 26 beginnen kann, sich von seiner vollständig ausgefahrenen Position (in 9A und 9B gezeigt), in seine halb zurückgezogene Kolbenposition (allgemein in 10A und deutlicher in 10B gezeigt) bewegen kann. Die Anziehung der Sperrfeder 32 an die magnetische Basis 28 bewirkt, dass sich die Spitze des distalen Endes 66' der Sperrfeder radial in die Sperrfedernut 51 hinein bewegt und somit nicht mehr länger an der Sperrfeder-Hakenausbildung 86 des Kolbens anliegt. Die Konfiguration und Orientierung des distalen Endes 66' der Sperrfeder ist dergestalt, dass bei Bestromung der Spule 24 das distale Ende 66' der Sperrfeder an die magnetische Basis 28 (z. B. in die Sperrfedernut 51 hinein) angezogen wird und dadurch eine Bewegung des Kolbens 26 zunächst in die halb zurückgezogene Kolbenposition (allgemein in 10A und deutlicher in 10B gezeigt) ermöglicht wird.
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Bei fortgesetzter Bestromung der Spule 24 zieht sich der Kolben 26 weiter zurück, so dass sich ein magnetischer Bereich des Kolbens 26 (und nicht die nichtmagnetische Kolbenmanschette 84) in radialer Nähe der magnetischen Basis 28 befindet. Mit diesem fortgesetzten Rückzug wird das distale Ende 66' der Sperrfeder an eine Umfangsfläche des magnetischen Bereichs des Kolbens 26 angezogen. Sofern die Sperrfeder 32' eine flache Feder und der Kolben 26 ein Zylinder ist, besteht lediglich ein Linienkontakt zwischen dem Kolben 26 und der Sperrfeder 32', wobei dieser Linienkontakt lediglich eine minimale Reibung bewirkt. Da sich aber die auf den Kolben 26 wirkende Magnetkraft mit einer Positionsänderung erhöht, ist die Reibung lediglich wirksam für eine Verlangsamung der Geschwindigkeit des Kolbens 26, nicht aber für ein Stoppen der Bewegung. Den Vorteil dieses Phänomens hat man sich zunutze gemacht, nachdem festgestellt wurde, dass sich diese Reibung nutzen lässt, um die Haltekraft zu vergrößern und dadurch den gesamten Energieverbrauch und die Erwärmung zu verringern.
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Die nichtmagnetische Kolbenmanschette 84 dient nicht nur zum Anordnen der Sperrfeder-Hakenausbildung 86 des Kolbens, sondern auch zum Dämpfen des Magnetflusses an dem innersten Ende des Kolbens 26, so dass die Magnetkraft des Kolbens 26 nicht die auf die Sperrfeder 32' wirkende Anziehungskraft der magnetischen Basis 28 übersteigt, wenn der Kolben 26 entsperrt oder bewegt werden soll.
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Daher hat die Kolbenaufnahme 26 die Kolbenaufnahme-Endwand 42, wobei das erste Ende 64' der Sperrfeder mit der Kolbenaufnahme-Endwand 42 verbunden ist und wobei das zweite Ende 66' der Sperrfeder sich mit einer Sperrfeder-Hakenausbildung 86 des Kolbens in Kontakt befindet, wenn die Spule 24 nicht mit Strom versorgt wird. Die Sperrfeder-Hakenausbildung 86 des Kolbens ist vorzugsweise an einem nichtmagnetischen Bereich des Kolbens vorgesehen, z. B. an der nichtmagnetischen Kolbenmanschette 84. Das zweite Ende 66' der Sperrfeder und der Kolben 26 (einschließlich der nichtmagnetischen Kolbenmanschette 84) sind derart konfiguriert und positioniert, dass das zweite Ende 66' der Sperrfeder 32' erneut an den Kolben 26 angezogen wird (wie in 11A und 11B gezeigt), um die Haltekraft der zurückgezogenen Position zu verringern, nachdem das zweite Ende 66' der Sperrfeder an die Basis angezogen wurde und den Kolben für seine Bewegung freigegeben hat (wie in 10A und 10B gezeigt).
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Daher sind der Befestigungspunkt und die Orientierung der Sperrfeder in der zweiten Ausführungsform gemäß 9A, 9B, 10A, 10B, 11A und 11B im Wesentlichen umkehrt zur ersten Ausführungsform gemäß 1 bis 8. Auch wenn in der zweiten Ausführungsform eine magnetische Anziehung von dem Kolben 26 auf die Sperrfeder 32' vorhanden sein kann, ist die von der magnetischen Basis 28 ausgehende Kraft größer und bewirkt, dass sich die Sperrfeder 32' in die Sperrfedernut 51 hinein bewegt, so dass sich der Kolben 26 in die zurückgezogene Position bewegen kann.
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12 zeigt in einer vergrößerten Darstellung, dass die zum Kolben nächste Fläche der magnetischen Basis 28 an einer weiter radialen Position (bezüglich der Achse 34) als die Innenfläche der zylindrischen Wand 36 der Kolbenaufnahme liegt. Das heißt, die magnetische Basis 28 liegt bezüglich der Sperrfedernut 51, in welche bei Stromspeisung der Spule 24 (die Spule 24 in 12 ist aktiviert) das proximale Ende 64 der Sperrfeder hineingezogen wird, im Wesentlichen ”unterhalb der Fluchtlinie” oder ist radial von der Sperrfedernut 51 beabstandet. Das Ergebnis ist, dass in der Schnittstelle von der Feder zur Basis (z. B. in einer Schnittstelle zwischen Sperrfeder 32 und magnetischer Basis 28) kein Restmagnetismus vorhanden ist und dass die Sperrfeder 32 auf dem Reibmaterial, das einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat (z. B. der Reibungskoeffizient von Kunststoff) gleitet, was zu einer Verringerung des Energieverbrauchs beiträgt. Das heißt, die magnetische Basis 28 ist radial außerhalb eines Innenumfangs der zylindrischen Wand 36 der Kolbenaufnahme angeordnet, und zwar in einem Maß, das den Restmagnetismus zwischen der magnetischen Basis 28 und der Sperrfeder 32 verringert. Wenn darüber hinaus versucht werden würde, den Kolben 26 ohne eine Stromzufuhr zur Spule 24 zu bewegen, würde ein flexibler Bereich der Sperrfeder 32 erlauben, dass der Kolben 26 an die Sperrfeder 32 stößt, so dass das distale Ende der Sperrfeder als Säule belastet werden würde. Müsste im Stand der Technik hingegen eine Federkonstante vorgesehen werden in dem Versuch, den Energieverbrauch zu verringern, ginge das im Stand der Technik zu Lasten der Säulenfestigkeit, was wiederum eine bleibende Durchbiegung und eine fehlerhafte Funktion verursachen könnte. Mit anderen Worten: würde man im Stand der Technik die Federkonstante herabsetzen, wäre das Federmaterial sehr viel dünner und daher wegen der reduzierten Säulenfestigkeit stärker knickgefährdet.
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12 beschreibt daher zumindest einen Teil der Funktionsweise des zurückgezogenen Kolbens des Linearaktors der ersten Ausführungsform gemäß 1 und zumindest die Funktionsweise des halb zurückgezogenen Kolbens (siehe z. B. 10A und 10B) des Linearaktors 20' der zweiten Ausführungsform.
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13 und 14 zeigen eine dritte beispielhafte Ausführungsform eines Linearaktors 20''. Elemente des Linearaktors 20'' der dritten Ausführungsform, die ähnlich sind wie jene der vorangehenden Ausführungsformen, tragen ähnliche bzw. die gleichen Bezugszeichen. Die Sperrfeder 32 des Linearaktors 20'' von 13 und 14 ist ähnlich orientiert und positioniert wie in der zweiten Ausführungsform. Bei dem Linearaktor 20'' der dritten Ausführungsform ist die magnetische Basis 28'' jedoch axial eingesetzt, und nicht radial. Das heißt, bei dem Linearaktor 20'' der dritten Ausführungsform ist die magnetische Basis 28'' durch die Öffnung 74'' der Endwand (siehe 14) in einer zur Achse 34 parallelen Richtung eingesetzt. Nach dem Einsetzen liegt die magnetische Basis 28'' an einer vertieften Innenfläche 90 der zylindrischen Wand 36'' der Kolbenaufnahme. Die vertiefte Innenfläche 90 ist bezüglich der Achse 34 radial positioniert, so dass die magnetische Basis 28'' der dritten Ausführungsform bezüglich der Sperrfedernut 51 ebenfalls im Wesentlichen ”unterhalb der Fluchtlinie” liegt oder radial von der Sperrfedernut 51 beabstandet ist, in der gleichen Weise wie vorstehend mit Bezug auf 12 beschrieben. Diesbezüglich kann die Endwandöffnung 74'' in einer beispielhaften Implementierung im Wesentlichen parallel zu der vertieften Innenfläche 90 liegen. In einer weiteren beispielhaften Implementierung kann die Endwandöffnung 74'' über der Achse 34 oder radial näher zur Achse 34 positioniert sein, so dass die magnetische Basis 28'' radial einsinkt, um auf der vertieften Innenfläche 90 der zylindrischen Wand 36'' der Kolbenaufnahme zu liegen. Wie in den anderen beispielhaften Ausführungsformen ist die magnetische Basis 28'' relativ zu dem Kolben radial angeordnet. Ferner hat die Spule 24 in der dritten Ausführungsform von 13 und 14 keine einheitliche radiale Dicke, da wegen der Bildung der vertieften Innenfläche 90 der zylindrischen Wand 36'' der Kolbenaufnahme die radiale Dicke der Spule entlang der Achse 34 und in der Nähe der magnetischen Basis 28'' geringer ist als die Solldicke entlang des Rests der Achse 34.
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Die Sperrfeder 32 gemäß der vorliegend beschriebenen Technologie ermöglicht eine niedrigere Federkonstante für die Rückstellfeder 30, z. B. eine Federkonstante von etwa 0,035 N/mm (0.2 lb/in), was niedriger ist als eine Federkonstante von etwa 0,157 N/mm (0.9 lb/in) beim Stand der Technik gemäß 15. Diese niedrigere Federkonstante ermöglicht eine ausreichende Säulensteifigkeit (d. h. eine Steifigkeit für das distale Ende der Sperrfeder 30 entlang der Kolbenachse 34), um den Kolben 26 in der ausgefahrenen Position zu halten. Bei der niedrigeren Federkonstante wird die Sperrfeder 32 mit wesentlich niedrigeren Kraftpegeln an die Magnetbasis 28 angezogen, wodurch wiederum ermöglicht wird, dass die Rückstellfeder 30 lediglich einen Grad an Vorspannung aufbringt, der nötig ist für die Rückstellung des Kolbens 26 in die ausgefahrene Position. Der Linearaktor der vorliegend beschriebenen Technologie erfordert keinen Puffer oder Dämpfer zwischen dem Kolben und der Basis, wodurch sich ein geringerer Energiebedarf realisieren lässt, ohne einen solchen Puffer oder Dämpfer vorsehen zu müssen.
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In einigen Ausführungsformen ist die Sperrfeder 32 durch ein nichtmagnetisches Element des Spulenträgers, z. B. die Hakenausbildung 76, von der magnetischen Basis 28 getrennt, so dass der Reibungswiderstand verringert wird. Da die magnetische Sperrfeder 32 an die magnetische Basis 28 angezogen wird und da die Magnetkraft exponentiell ansteigt, ohne dass die Sperrfeder 32 durch die Kolbenaufnahme 22 von der magnetischen Basis 28 getrennt ist, würde die Sperrfeder 32 eine hohe Normalkraft auf die magnetische Basis 28 ausüben, und der Kontakt ferromagnetisch zu ferromagnetisch würde zu einer hohen Reibung führen, während die Sperrfeder 32 mit dem Kolben 26 gleitet.
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Der Linearaktor 20 der vorliegend beschriebenen Technologie verwendet keine Konstruktion, bei der ein Luftspalt geschlossen wird. Stattdessen ist die magnetische Basis 28 radial zu dem Kolben 26 angeordnet. Der Kolben 26 wird magnetisch an die radial angeordnete magnetische Basis 28 angezogen, bis zu einem Punkt, an dem die Kraft verringert wird und die Bewegung zu einem Ende kommt. Daher sind die Vorteile der vorliegend beschriebenen Technologie unter anderem die Geräuschverringerung, denn es entsteht zum Beispiel kein Geräusch durch einen Aufprall, da es bei vorliegend beschriebener Technologie nicht zu einem Aufprall zwischen dem Kolben 26 und der magnetischen Basis 28 kommt. Darüber hinaus stellt auch der Restmagnetismus kein Problem dar, da kein Kontakt von Metall zu Metall gegeben ist. Während die Kraft aufgrund des Magnetkreises abnimmt, wird die Kolbenanordnung langsam zum Anhalten gebracht, wodurch der Stoß minimiert wird, der andernfalls mit einem Aufprall auf dem Puffer oder Dämpfer verbunden wäre.
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Da die Rückstellfeder 30 lediglich den Kolben 26 zurückstellen muss, wird der Aufprall des zurückkehrenden Kolbens 26 minimiert. Die geringe Rückstellfederkraft führt zu einer geringen Erregungsenergie und zu einer geringen Wärmeableitung. Die Verwendung der Sperrfeder 32 erlaubt daher eine vibrationsfeste Verriegelung, und die magnetische Basis 28 erlaubt niedrigere Kraftpegel und eine wesentliche Eliminierung von Geräuschen, die durch das Auftreffen von Metall auf Metall bedingt sind.
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Die vorliegend beschriebene Technologie sorgt für einen leisen, mechanisch vibrationsfesten, bidirektionalen, verbrauchsarmen Linearbewegungs-Aktor, der ohne Anlegen von Strom gegen eine Bewegung gesichert ist. Vorteile sind somit, dass der Linearaktor leise ist, wenig Energie benötigt, kaum Wärme produziert, mechanisch vibrationsfest ist und in der Hinsicht ausfallsicher ist, dass er bei Stromausfall in eine bekannte Position zurückkehrt.
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Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar. Der Fachmann wird erkennen, dass innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung verschiedene weitere Modifikationen möglich sind.
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Zum Beispiel wurde der Aktorrahmen 50 als eine im Wesentlichen offene, L-förmige Konfiguration gezeigt. Jedoch sind auch andere Konfigurationen des Rahmens 50 möglich. Zum Beispiel kann der Rahmen im Wesentlichen zylindrisch sein und die Spulenanordnung (z. B. die Kolbenaufnahme 22) in einer Situation, in der der Aktor als rohrförmiger Magnet dient, einkapseln. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der Rahmen 50 im Wesentlichen eine ”D”-Form aufweisen, wobei sich der Rahmen über die Oberseite und die Unterseite der Spulenanordnung erstreckt.
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Zumindest in einigen beispielhaften Ausführungsformen liegt die magnetische Basis 28 nicht nur außerhalb des Umfangs des Kolbens 26, sondern ist auch axial (entlang der Achse 34) von dem Kolben 24 beabstandet, so dass der Kolben 26 an die magnetische Basis 28 angezogen werden kann. Es sind auch andere Konfigurationen möglich. Zum Beispiel kann die Spulenanordnung gestuft sein, so dass eine Tasche für die magnetische Basis vorhanden ist, damit diese durch das rückseitige Ende hindurchragen kann, so dass zumindest ein Teil der Basis in der Spulenanordnung liegt.
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In einigen Ausführungsformen wurde die Sperrfeder mit einem mit der Kolbenaufnahme verbundenen Ende dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass ”verbunden mit” keine unmittelbare Befestigung an der Kolbenaufnahme erfordert, da die Sperrfeder über eine weitere oder Zwischenkonstruktion an der Kolbenaufnahme befestigt sein kann. Darüber hinaus kann die Sperrfeder in einer noch weiteren Ausführungsformen nicht nur mit der Kolbenaufnahme, sondern auch mit anderen Elementen verbunden sein, zum Beispiel mit dem Rahmen oder sogar mit der magnetischen Basis.
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Verben wie ”umfassen”, ”aufweisen”, ”enthalten” und ”haben” sowie deren Synonyme, die in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung verwendet werden, drücken aus, dass das genannte Element oder Merkmal vorhanden ist, sie schließen jedoch nicht aus, dass auch weitere Elemente oder Merkmale vorhanden sind.
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Es versteht sich, dass bestimmte Merkmale der Erfindung, die der Übersichtlichkeit halber im Kontext einzelner Ausführungsformen beschrieben wurden, auch in einer einzigen Ausführungsform kombiniert sein können. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die der Kürze der Beschreibung halber im Kontext einer einzigen Ausführungsform beschrieben wurden, ebenso getrennt oder in zweckmäßigen Unterkombinationen vorgesehen sein können.
