DE102019109570A1

DE102019109570A1 - Kronen-Polstufenrohr für Linearaktuatoren und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102019109570A1
Application number: DE102019109570.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Werner
Original assignee: Rapa Automotive GmbH and Co KG
Current assignee: Rapa Automotive GmbH and Co KG
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2020-10-15

Abstract

Die Erfindung schafft ein Polstufenrohr (2) für einen Linearaktuator (1), insbesondere einen Proportionalmagneten, mit einer umlaufenden Höhenmodulation an einem axialen Ende. Die Erfindung schafft weiterhin eine Polstufe, ein Polrohr, ein Gehäusebauteil, einen Linearaktuator (1) sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Polstufe für elektromagnetische Linearaktuatoren, insbesondere für Proportionalmagnete, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Linearaktuatoren umfassen als elektromagnetischen Direktantrieb einen magnetisch leitenden, üblicherweise ferromagnetischen Magnetanker, der im Innern einer Magnetspule entlang deren Längsachse geradlinig beweglich ist. Ein Linearaktuator umfasst weiterhin eine Polstufe, die gegenüber der Magnetspule und einem magnetischen Gehäuse feststeht und ebenfalls magnetisch leitend ausgebildet ist. Bei Bestromung der Magnetspule erfährt bzw. erzeugt der Magnetanker eine Magnetkraft in Richtung der Polstufe und bewegt sich im einfachsten Fall in Richtung der Polstufe, so dass sich ein axialer Luftspalt zwischen Magnetanker und Polstufe bzw. deren Polkern verringert. Überlicherweise arbeitet der Magnetanker dabei gegen eine beispielsweise durch ein Federelement erzeugte Gegenkraft, die den magnetischen Anker beispielsweise nach dem Abschalten des Spulenstroms wieder in die Ausgangslage zurückgedrängt. Dabei steigt die Magnetkraft bei festem Spulenstrom mit abnehmender Breite des axialen Luftspalts im einfachsten Fall kontinuierlich und/oder exponentiell an, so dass sich beispielsweise eine Kraft-Hub-Kennlinie ergibt, wie sie in 8 als Kurve A1 dargestellt ist.
Dabei ist es bekannt in Linearaktuatoren je nach Anwendungsfall Schalt- oder Proportionalmagnete vorzusehen. Schaltmagnete kommen beispielsweise dann zum Einsatz wenn lediglich zwischen zwei Endlagen eines Magnetankers eines Linearakturators geschaltet werden soll, wie beispielsweise in Schaltventilen. Proportionalmagnete kommen dann zum Einsatz, wenn für eine Steuerung oder Regelung eine stromselektive Positionierbarkeit oder Kraftgenerierung des Magnetankers erforderlich ist, beispielsweise bei hydraulischen und pneumatischen Schieberventilen im Automobilbereich und der Industrietechnik oder bei Antriebsmechaniken wie beispielsweise Nockenwellenverstellern. Die Position des Magnetankers bzw. die Magnetkraft des Linearaktuators auf dem vorgesehenen Verfahrweg ist dann abhängig von und beispielsweise proportional zu dem Spulenstrom des Aktuators.
Zu diesem Zweck weisen Proportionalmagnete, anders als die technisch einfacheren Schaltmagnete, zumindest in einem vorgegebenen Arbeitsbereich bezüglich des Hubs bzw. der Breite eines axialen Luftspalts, bei festem Spulenstrom, beispielsweise eine lineare und/oder nur geringfügig ansteigende Magnetkraft auf, deren Steigung beispielsweise geringer ist als die Steigung der beispielsweise von einem Federelement erzeugten Gegenkraft. Denkbar ist auch eine horizontale oder sogar negative Kraft-Hub-Kennlinie über dem gewünschten Arbeitsbereich. In 8 sind Kraft-Hub-Kennlinien B1 und B2 für unterschiedliche Bestromungen dargestellt, die im Arbeitsbereich 21 horizontal verlaufen. Dadurch lässt sich eine gewünschte Gleichgewichtsposition des Magnetankers bezüglich der Magnetkraft des Magnetankers und der Gegenkraft eines rückstellenden (Feder-)Elements vorzugsweise proportional zum Spulenstrom einstellen. Die resultierende Position des Magnetankers wird somit mit dem Spulenstrom gezielt gesteuert oder geregelt. Auch für hochdynamische Schaltmagnete, welche nicht direkt positioniert oder „proportional“ betrieben werden müssen, kommt gegebenenfalls dennoch eine derartige lineare Kraftkennlinie zum Einsatz, wenn beispielsweise neben kurzen Schaltzeiten zusätzlich eine kontrollierte Bewegung des Ankers notwendig ist. Dies kann interessant sein, um den mechanischen Impuls beim Aufschlag zu reduzieren, beispielsweise aus akustischen Gründen. Auch die Haltekraft kann im geschalteten Zustand damit reduziert werden.
Eine derart gezielte Formgebung der Kennlinie fällt in den Bereich der sogenannten „Kennlinienbeeinflussung“ von Elektromagneten. Die Form der Kennlinie eines elektromagnetischen Antriebes wird hauptsächlich durch die Geometrie der Polstufe bestimmt, die die Übertrittstelle des magnetischen Flusses von dem beweglichem Magnetanker in den gegenüber der Magnetspule feststehenden Stator bzw. das magnetische Gehäuse darstellt.
Dabei umfasst das magnetische Gehäuse des Linearaktuators neben einer Polstufe ein Außengehäuse, das auf den Außenseiten der Magnetspule verläuft und dem magnetischen Ringschluss dient, sowie gegebenenfalls ein Magnetrohr, das ebenfalls auf der Innenseite der Magnetspule angeordnet ist.
Die Polstufe kann einen Polkern umfassen, dessen zu dem Magnetanker gerichtete Seite, im einfachsten Fall aus einer ebenen Fläche besteht, die gegebenenfalls auch als Anschlagsfläche für den Magnetanker dient, oder die auch gestuft, mit beispielsweise konzentrischen Vertiefungen ausgebildet sein kann. Gegebenenfalls kann der Polkern auch eine axiale Durchgangsöffnung aufweisen, durch welche beispielsweise ein mit dem Magnetanker verbundener Stößel verläuft.
Die Polstufe umfasst, insbesondere für die Kennlinienbeeinflussung, zusätzlich oder alternativ ein Polstufenrohr, in das der Magnetanker eintaucht. Im einfachsten Fall ist das Polstufenrohr zylindrisch und weist einen Innendurchmesser auf, der größer als der Außendurchmesser des ebenfalls zylindrischen Magnetankers ist, so dass sich zwischen Magnetanker und Polstufenrohr ein radialer Luftspalt ergibt, der für eine hohe magnetische Effizienz möglichst gering sein sollte. Ist der radiale Außendurchmesser des Magnetankers in axialer Richtung variabel, so gilt dies zumindest für denjenigen Teil des Magnetankers, der in das Polstufenrohr eintaucht. Das Polstufenrohr kann gegebenenfalls auch als Gleitlager für den Magnetanker dienen.
Der Magnetanker verfährt somit zumindest teilweise im Innern des Polstufenrohrs und gegebenenfalls auch im Innern des Magnetrohrs, wobei Magnetrohr und Polstufenrohr auch als Polrohr bezeichnet werden können, welches gegebenenfalls auch als Gleitlager für den Magnetanker dienen kann. Dabei sind üblicherweise Magnetrohr und Polstufenrohr zur Erzeugung eines magnetischen Kurzschlusses, der die Magnetfeldlinien gezielt über den Magnetanker leitet, durch einen Trennungsspalt axial voneinander beabstandet.
Für die gewünschte Kennlinienbeeinflussung in einem Proportionalmagneten ist es bekannt, entsprechend der Physik der magnetischen Felder, einen konischen, ggf. spitz zulaufenden, sich entgegen der Hubrichtung radial verjüngenden Ringabschnitt in dem Polstufenrohr vorzusehen (siehe z.B. US 6,198,369 B1 , 1 und 5). Je größer der beispielsweise lineare und/oder horizontale Arbeitsbereich des Proportionalmagneten (proportionaler Hubanteil) sein soll, desto länger muss dieser beispielsweise eine konische Schneide bildende Ringabschnitt der Polstufe sein, wodurch bei großem Arbeitsbereich spitzwinklige, scharfkantige und schneidenartige Ringstrukturen entstehen, die meist aufwendig spanend hergestellt werden müssen.
Derartige spitz zulaufende Polstufenrohre können besonders bei Proportionalmagneten mit Anforderungen an große Hübe (große Schneidenlänge in axialer Richtung) nur noch mit wenigen Verfahren prozesssicher hergestellt werden. Weiterhin werden die Toleranzen dieser Polstufen immer anspruchsvoller, da kleine Abweichungen in Schneidenlänge, -winkel und Spitzenstärke die Kennlinie ungewünscht verfälschen würden oder ungewollt große Streuungen in der Serienproduktion zur Folge hätten. Beides führt gerade in der Automobilindustrie (Massenproduktion), in der man typischerweise zu werkzeugfallenden Prozessen tendiert, zu teuren Einzelteilen und Aktuatoren.
Derartige schneidenartige und scharfkantige Polstufen bzw. Polstufenrohre sind weiterhin sehr empfindlich gegenüber mechanischen Einwirkungen, wodurch sie in der Regel nur als Setzware, nicht jedoch als Schüttgut gehandelt werden können, was die Produktionskosten zusätzlich erhöht.
Wie erwähnt werden diese Polstufenrohre mit schneidenartigen Enden zumeist spanend hergestellt. Der Rohling ist je nach Größe und Form ein Stab (Vollmaterial), ein Rohr oder ein geschmiedeter Rohling. Das Spanvolumen ist dabei typischerweise groß.
Als Alternative zur spanenden Bearbeitung lassen sich Polstufen auch aus ferromagnetischem Material sintern (werkzeugfallend) und notfalls dann noch leicht nachbearbeiten (umlaufende Schneide ausdrehen). Damit kann der Materialeinsatz im Vergleich zum „aus dem Vollen“ gedrehten Teil zwar reduziert werden, aber auch diese Methode ist recht teuer und nachteilig. Das Sintermetall weist schlechtere magnetische Eigenschaften auf und dadurch muss mehr Bauraum für das Polstufenrohr bzw. den Polstufenring eingeplant werden. Auch dies ist mit steigender Integration und stark limitiertem Bauraum nicht erstrebenswert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Polstufenrohr anzugeben, das eine Kennlinienbeeinflussung bei kostengünstiger Herstellung ermöglicht. Es ist weiterhin Aufgabe eine entsprechende Polstufe, ein Polrohr, ein Gehäusebauteil, einen Linearaktuator sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren anzugeben.
Die Aufgabe wird jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele und vorteilhafte Weiterbildungen sind in den sich jeweils anschließenden Unteransprüchen definiert.
Das erfindungsgemäße Polstufenrohr weist eine umlaufende Höhenmodulation an einem axialen Ende auf.
Im einfachsten Fall weist das erfindungsgemäße Polstufenrohr eine zylindrische Grundform auf, in dessen Wandung bzw. Mantelfläche an einem axialen Ende eine umlaufende Höhenmodulation vorgesehen ist. Die Höhenmodulation ist somit eine axiale Höhenmodulation bzw. eine Modulation in axialer Richtung, das heißt eine Modulation der Wandungs- bzw. Mantelflächenhöhe der zylindrischen Grundform des Polstufenrohrs in Umfangsrichtung (bei Bewegung entlang der Wandung in Umfangsrichtung des Polstufenrohrs).
Die umlaufende Höhenmodulation ist üblicherweise an genau einem axialen Ende des Polstufenrohrs vorgesehen, nämlich an demjenigen axialen Ende in das, bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Polstufenrohrs in einem Linearaktuator, der Magnetanker bei Bestromung einfährt bzw. eintaucht. Mit anderen Worten ist das die umlaufende Höhenmodulation aufweisende axiale Ende des erfindungsgemäßen Polstufenrohrs von einem gegebenenfalls vorhandenen Polkern abgewandt bzw. einem gegebenenfalls vorhandenen Magnetrohr zugewandt. Dabei ist die Amplitude der Höhenmodulation bevorzugt gleich oder im Wesentlichen gleich dem (maximalen) Hub eines Magnetankers in einem bestimmungsgemäßen Linearaktuator.
Die Innenseite des Polstufenrohrs wird vollständig oder zumindest in dem axialen Bereich, in welchen ein Eintauchen des Magnetankers vorgesehen ist, durch beispielsweise ein kreisförmiges bzw. zylindrisches Durchgangsloch mit in axialer Richtung gleichbleibendem (Innen)-Durchmesser zur Aufnahme eines Magnetankers gebildet.
Dabei dient die erfindungsgemäße, umlaufende Höhenmodulation der Kennlinienbeeinflussung und ersetzt im einfachsten Fall den aus dem Stand der Technik bekannte konischen bzw. schneidenförmigen Ringabschnitt des Polstufenrohrs. Entsprechend sind erfindungsgemäße Polstufenrohre aufgrund des Fehlens der umlaufenden Schneide mechanisch weniger empfindlich, können gegebenenfalls als Schüttgut gehandelt werden und bieten eine vereinfachte Herstellung, da beispielsweise eine Nachbearbeitung entfallen kann und das erfindungsgemäße Polstufenrohr im einfachsten Fall werkzeugfallend ist.
Aus magnetischer Sicht wird der der Kennlinienbeeinflussung zugrundeliegende, aus dem Stand der Technik bekannte Ansatz der Begrenzung des magnetischen Flusses am Trennungsspalt zwischen Polstufe und Magnetrohr durch eine rotationssymmetrische, konische Verjüngung der Wandung bzw. der radialen Wandstärke, und die entsprechende Ausbildung einer umlaufenden Schneidenkontur erfindungsgemäß nun durch eine - entlang des Umfangs nur lokale bzw. stellenweise - Überlappung der Polstufe mit dem Magnetanker realisiert beispielsweise an den Scheitelpunkten der Höhenmodulation.
Das Polstufenrohr ist dabei bevorzugt als einstückiges, beispielsweise tiefgezogenes Bauteil ausgestaltet. Das Polstufenrohr ist weiterhin bevorzugt vollständig aus einem magnetisierbaren bzw. magnetisch leitenden bzw. ferro-magnetischen Material aufgebaut.
Mit dem erfindungsgemäßen Polstufenrohr lassen sich in einem Linearaktuator - verglichen mit der Verwendung eines herkömmlichen Polstufenrohr mit umlaufender Schneide - überraschenderweise signifikant höhere Magnetkräfte des Magnetankers erzielen. Bei vergleichbaren Abmessungen und sonstigen Parametern des Linearaktuators, wie Kraft-Hub-Kennlinie, Magnetspule und Spulenstrom, liegt die Magnetkraft typischerweise um 10 bis 20% höher. Entsprechend kann ein Linearaktuator mit dem erfindungsgemäßen Polstufenrohr beispielsweise kleiner dimensioniert werden und/oder mit geringeren Spulenströmen betrieben werden.
Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Höhenmodulation des Polstufenrohrs eine n-zählige Drehsymmetrie auf, wobei n ≥ 2 und ganzzahlig ist. Dies gestattet es das Polstufenrohr ausreichend symmetrisch bezüglich der Längsachse auszugestalten, so dass sich gegebenenfalls auftretende radiale Kräfte auf den Magnetanker wegheben. Bevorzugt weist die Höhenmodulation eine 2-, 3-, 4-, 6-, 8-, 12-, 16-, 24-, 32- oder 48-zählige Drehsymmetrie auf.
Die Modulation kann im einfachsten Fall eine sinusförmige Höhenmodulation sein, die bei einer n-zähligen Drehsymmetrie der Höhenmodulation über einen vollständigen Umlauf um das Polstufenrohr (Azimuthalwinkel von 0° bis 360°) wenigstens n volle Perioden aufweist, so dass beispielsweise gilt: h(ρ) = sin (2π·n·ρ+β) mit der Wandungshöhe h, dem Azimuthalwinkel ρ, einem Offsetwinkel β, und Ordnung bzw. Drehsymmetrie n.
Im allgemeinen Fall kann die Höhenmodulation auch beispielsweise durch eine Überlagerung oder Summe von Sinus- bzw. Cosinusfunktionen mit zwei- und höher-zähligen Drehsymmetrien beschrieben werden, womit im Prinzip jede beliebige Höhenmodulation mit zwei- und höher-zähliger Drehsymmetrie beschrieben werden kann. Bevorzugt sind die Ordnungen der Sinus- bzw. Cosinusfunktionen ausschließlich Potenzen von 2.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die erfindungsgemäße Höhenmodulation in der Wandung aus einer Vielzahl von m Zacken gebildet mit m ≥ 2 und ganzzahlig, bevorzugt durch 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 24, 32 oder 48 Zacken. Dabei sind die Zacken in der Wandung angeordnete axiale Hervorstehungen, die beispielsweise in Richtung der Längsachse des Polstufenrohrs zeigen. Mit anderen Worten sind die Zacken Teil der Wandung des Polstufenrohrs.
Diese Zacken sind bevorzugt jeweils spiegelsymmetrisch bezüglich einer Mittenebene ausgebildet, die durch die Längsachse des Polstufenrohrs und eine durch die jeweilige Zacke verlaufende radiale Richtung aufgespannt wird, das heißt die Symmetrieachse der Zacken zeigt in axialer Richtung.
Diese Zacken sind beispielsweise (abgesehen von der zylindrischen Wandungskrümmung, das heißt wenn das Polstufenrohr in eine Ebene „abgerollt“ ist) jeweils als Dreiecke mit gegebenenfalls abgestumpfter Spitze ausgebildet. Derartige dreieckige Zacken können einfach und kostengünstig hergestellt werden, wie dies weiter unten noch näher erläutert wird. Im einfachsten Fall handelt es sich bei den Zacken um gleichschenklige Dreiecke, das heißt um Dreiecke mit geraden Schenkeln. Alternativ kann es sich auch um Dreiecke mit konkaven oder konvexe Schenkel handeln, die beispielsweise auf beiden Schenkeln einen gemeinsamen, über den gesamten Schenkel gleichbleibenden Krümmungsradius aufweisen.
Diese Zacken können alternativ (abgesehen von der zylindrischen Wandungskrümmung, das heißt wenn das Polstufenrohr in eine Ebene „abgerollt“ ist) jeweils als Rechtecke (mit gerader, in Umlaufsrichtung verlaufender Scheitelseite) oder als Rechtecke mit dreieckigen Spitzen ausgebildet sein. Das Rechteck bildet dann den unteren, ggf. polkernseitigen Abschnitt der Zacken und die dreieckige Spitze den oberen, ggf. magnetrohrseitigen Abschnitt der Zacke und umfasst somit den Scheitelpunkt der Zacken. Dabei können die dreieckigen Spitzen wie die zuvor beschriebenen Dreiecke ausgebildet sein können und beispielsweise abgestumpft sein, so dass sich mit anderen Worten Rechtecke mit abgeschrägte oberen Ecken ergeben.
Weiterhin können sämtliche Zacken identisch ausgebildet sein, so dass bevorzugt n = m gilt und sich entsprechend regelmäßig bzw. periodisch angeordnete Zacken bzw. eine kronenartige Struktur auf der Wandung des Polstufenrohrs ergibt. Alternativ können die Zacken auch eine Vielzahl von p Untergruppen aufweisen, wobei in jeder der Untergruppen die Zacken jeweils identisch ausgebildet sind und bevorzugt die Zacken verschiedener Untergruppen verschieden ausgebildet sind, und wobei bevorzugt n · p = m gilt mit m und p ganzzahlig.
Dabei ist bevorzugt eine Zackenhöhe der Zacken, die entlang der Längsachse beispielsweise über einem Zackengrund genommen wird, kleiner als oder gleich als der halbe Innendurchmesser des Polstufenrohrs. Dies vereinfacht das Herstellungsverfahren, insbesondere im Fall eines innenverzahnten Polstufenrohr. Der Innendurchmesser des Polstufenrohrs liegt bevorzugt im Bereich zwischen 5 und 50 mm und beträgt beispielsweise 5, 7, 10, 15, 20, 25, 30, 40 oder 50 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann.
Mit Vorteil liegt die Zackenhöhe entsprechend im Bereich zwischen 1 und 25 mm und beträgt beispielsweise 1, 2, 3, 5, 8, 10, 12, 15, 20 oder 25 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Alternativ oder zusätzlich ist die Zackenhöhe bzw. die größte Zackenhöhe bevorzugt gleich oder im Wesentlichen gleich dem (maximalen) Hub eines Magnetankers in einem bestimmungsgemäßen Linearaktuator.
Weiterhin liegt mit Vorteil ein Zacken- bzw. Flankenwinkel, der den Winkel zwischen axialer Richtung und Zackenflanke am Zackengrund beschreibt, wobei die Zackenflanke dann bevorzugt geradlinig ist, beispielsweise im Fall eines gleichschenkligen Dreiecks oder eines Rechtecks als Zacke, im Bereich zwischen 0° und 60° und beträgt beispielsweise 0°, 5°, 10°, 15°, 20°, 30°, 40°, 45°, 50°, 55° oder 60° wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Im einfachsten Fall ergibt sich der Zackenwinkel aus der Anzahl m der Zacken so dass gilt: 360°/2m.
Weiterhin sind mit Vorteil die Zacken in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, beispielsweise durch einen Zackengrund, das heißt durch einen ebenen, in Umfangsrichtung verlaufenden Bereich der Wandung, und weisen einen entsprechenden Zackengrundabstand im Bereich zwischen 0,0 und 20,0 mm auf, der beispielsweise 0,0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 0,7, 1,0, 1,2, 1,5 2,0, 2,5, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0, 8,0, 10,0, 12,0, 15,0 oder 20,0 mm beträgt, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Weiterhin sind mit Vorteil die dreieckigen Zacken abgestumpft und weisen in Umfangsrichtung eine entsprechende Zackenspitzenbreite im Bereich zwischen 0,0 und 10 mm auf, der beispielsweise 0,0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 0,7, 1,0, 1,2, 1,5 2,0, 2,5, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0, 8,0 oder 10,0 mm beträgt, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Im Fall von vollständig rechteckigen Zacken ist die Zackenspitzenbreite identisch zu einer Zackengrundbreite. Allgemein liegt die Zackengrundbreite im Bereich zwischen 1 und 50 mm und beträgt beispielsweise 1, 2, 3, 5, 8, 10, 15, 20, 30, 40 oder 50 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Mit Vorteil ist, insbesondere in dem Fall, dass sämtliche Zacken identisch und/oder vollständig rechteckig ausgebildet sind, der Zackengrundabstand kleiner als die Zackengrundbreite und beträgt beispielsweise weniger als oder genau 90%, 75%, 50%, 30%, 20% oder 10% der Zackengrundbreite.
Dabei hat die Zackenhöhe insbesondere Einfluss auf die Breite des Proportionalbereichs in der Kraft-Hub-Kennlinie, der Zackenwinkel hat Einfluss auf die Steigung der Kraft-Hub-Kennlinie und der Zackengrundabstand und die Zackenspitzenbreite können nichtlineare Effekte am Beginn und am Ende des Proportionalbereichs kompensieren.
Bevorzugt liegt die Wandstärke der Wandung im Bereich zwischen 0,1 und 5 mm und beträgt beispielsweise 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 0,8, 1,0, 1,2, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 4,0 oder 5,0 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Im einfachsten Fall weist das Polstufenrohr auf der gesamten Wandung durchgehend die gleiche, vorgegebene Wandstärke bzw. Dicke auf, wodurch die Höhenmodulation auch im Bereich der Scheitelpunkte mechanisch sehr stabil ist. Alternativ kann zusätzlich, beispielsweise im axialen Bereich der Höhenmodulation oder deren Scheitelpunkte, eine (konische) Verjüngung (in axialer Richtung) vorgesehen sein, was zusätzliche Freiheitsgrade für die Kennlinienbeeinflussung bereitstellt. Dabei ist es von Vorteil wenn die Verjüngung abgestumpft ist, das heißt die Wandstärke durch die Verjüngung nicht bis auf null sondern nur bis auf einen vorgegebenen von null verschiedenen Minimalwert sinkt, der beispielsweise in dem oben genannten Wertebereich liegt. Dadurch lassen sich beispielsweise mechanisch empfindliche Scheitelpunkte der Höhenmodulation vermeiden.
Eine erfindungsgemäße Polstufe für einen Linearaktuator, insbesondere einen Proportionalmagneten, weist im einfachsten Fall keinen Polkern auf und besteht demnach genau aus einem wie zuvor beschriebenen Polstufenrohr. Alternativ kann die Polstufe auch neben dem Polstufenrohr einen magnetisch leitenden Polkern aufweisen, der beispielsweise an dem der Höhenmodulation abgewandten axialen Ende des Polstufenrohrs angeordnet ist und sich radial auf der Innenseite des Polstufenrohrs erstreckt. Der Polkern kann dabei durchgängig ausgestaltet sein, das heißt das axiale Ende des Polstufenrohrs komplett verschließen, oder eine bevorzugt auf der Längsachse angeordnete konzentrische Durchgangsöffnung, beispielsweise für einen mit einem Magnetanker verbundenen Stößel, aufweisen. Dabei kann die Polstufe einstückig, beispielsweise als tiefgezogenes Bauteil, ausgestaltet sein.
Ein erfindungsgemäßes Polrohr für einen Linearaktuator, insbesondere einen Proportionalmagneten, umfasst ein Magnetrohr sowie ein wie oben beschriebenes Polstufenrohr oder eine wie oben beschriebene Polstufe. Das Magnetrohr ist dabei bevorzugt zylindrisch ausgebildet und weist eine zylindrische Ausnehmung, beispielsweise ein kreisförmiges Durchgangsloch auf, wobei das Magnetrohr im einfachsten Fall den gleichen Innendurchmesser und/oder die gleiche Wandstärke wie das Polstufenrohr aufweist. Magnetrohr und Polstufenrohr bzw. Polstufe sind dabei durch einen axialen Trennungsspalt beabstandet, der durch den Abstand zwischen Magnetrohr und den dem Magnetrohr am nächsten liegenden Scheitelpunkten der Höhenmodulation des Polstufenrohrs definiert ist. Dabei weist der axiale Trennungsspalt bevorzugt entweder eine Breite im Bereich zwischen 0,1 und 5 mm auf, die beispielsweise 0,1, 0,2, 0,5, 0,7, 1,0, 1,5, 2,0, 3,0 oder 5,0 mm beträgt, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann und/oder eine Breite auf, die genau oder wenigstens k-mal die Breite des radialen Luftspalts (zwischen Magnetanker und Polstufenrohr) beträgt, mit k ≥ 2 und ganzzahlig.
Die Ausnehmungen bzw. Durchgangslöcher in Magnetrohr und Polstufenrohr bzw. Polstufe schaffen zusammen mit dem axialen Trennungsspalt den Polrohr-Innenraum bzw. Magnetraum des Polrohrs für den verschieblichen Magnetanker, das heißt denjenigen Raum in welchem sich ein Magnetanker des späteren Linearaktuators entlang der Polrohrachse linear bzw. geradlinig bewegt. Dabei können Magnetrohr und Polstufenrohr bzw. Polstufe über ein weiteres Verbindungsbauteil miteinander mechanisch fest verbunden sein, so dass der axiale Trennungsspalt ungefüllt bzw. mit Luft gefüllt ist. Alternativ können Magnetrohr und Polstufenrohr bzw. Polstufe mit einem Kunststoff umgossen oder umspritzt sein und dadurch miteinander mechanisch fest verbunden sein, wobei bevorzugt zugleich der axiale Trennungsspalt mit dem Kunststoff gefüllt ist, wie dies beispielsweise in der DE 10 2016 103 168 A1 beschrieben ist und deren diesbezüglicher Offenbarungsgehalt in die vorliegende Schrift mit aufgenommen wird. Dies schafft ein Polrohr mit einem axialen Trennungsspalt und einer versatzfreien Innenseite.
Ein erfindungsgemäßes magnetisches Gehäusebauteil für eine Magnetspule eines Linearaktuators, insbesondere eines Proportionalmagneten, umfasst neben zumindest einem Teil eines Außengehäuses für die Magnetspule ein wie oben beschriebenes Polstufenrohr, eine wie oben beschriebene Polstufe, ein wie oben beschriebenes Polrohr oder ein Magnetrohr. Dabei sind die verschiedenen Bauteile miteinander jeweils fest verbunden. Bevorzugt sind dabei das Außengehäuse bzw. der Teil des Außengehäuses und das Polstufenrohr, die Polsstufe oder das Magnetrohr jeweils als einstückiges, beispielsweise tiefgezogenes Bauteil ausgestaltet.
Ein erfindungsgemäßer Linearaktuator bzw. Proportionalmagnet umfasst neben einem Magnetanker und einer Magnetspule ein wie oben beschriebenes Polstufenrohr, eine wie oben beschriebene Polstufe, ein wie oben beschriebenes Polrohr und/oder ein wie oben beschriebenes Gehäusebauteil.
Ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren für ein wie oben beschriebenes Polstufenrohr, eine wie oben beschriebene Polstufe und/oder ein wie oben beschriebenes Gehäusebauteil, umfasst die Schritte:

- Bereitstellen eines magnetisch leitenden Werkstücks, bevorzugt eines Blechs, einer Ronde oder eines anderweitigen Rohlings,
- Vorstrukturieren des Werkstücks zum Vorbereiten der Höhenmodulation, bevorzugt mit einer Innen- oder Außenverzahnung, und
- Tiefziehen des Werkstücks zur Schaffung des Polstufenrohrs, der Polstufe und/oder des Gehäusebauteils.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren basiert somit auf bekannten Tiefziehverfahren für Töpfe und Gehäuse. Vor dem Tiefziehen wird das Werkstück jedoch vorstrukturiert, indem beispielsweise durchgehende Schnitte und/oder Aussparungen, beispielsweise eine kronenförmige Kontur, beispielsweise als Innen- oder Außenverzahnung in das Werkstücke eingebracht werden/wird, so dass sich daraus durch das oder nach dem Tiefziehen die gewünschte Höhenmodulation ergibt. Eine Innenverzahnung liegt dann vor wenn die Vorstrukturierung nach innen gerichtet ist und beispielsweise zu einem Mittelpunkt gerichtete Zacken oder Zähne aufweist, was vorteilhaft bei der Herstellung eines wie oben beschriebenen Gehäusebauteils ist, bei dem sich mit dem Polstufenrohr einstückig verbundene weitere Bauteilabschnitte radial außen an das Polstufenrohr anschließen. Eine Außenverzahnung liegt dann vor wenn die Vorstrukturierung nach außen gerichtet ist und beispielsweise von einem Mittelpunkt weg gerichtete Zacken oder Zähne aufweist, was vorteilhaft bei der Herstellung einer wie oben beschriebenen Polstufe ist, bei der sich mit dem Polstufenrohr einstückig verbundene weitere Bauteilabschnitte wie ein Polkern radial innen an das Polstufenrohr anschließen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der einzelnen Aspekte der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Ebenso können die vorstehend genannten und die hier weiter ausgeführten Merkmale jeweils für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Verwendung finden. Funktionsähnliche oder identische Bauteile oder Komponenten sind teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele verwendeten Begriffe „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ beziehen sich auf die Zeichnungen in einer Ausrichtung mit normal lesbarer Figurenbezeichnung bzw. normal lesbaren Bezugszeichen. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließend zu verstehen, sondern haben beispielhaften Charakter zur Erläuterung der Erfindung. Die detaillierte Beschreibung dient der Information des Fachmanns, daher werden bei der Beschreibung bekannte Schaltungen, Strukturen und Verfahren nicht im Detail gezeigt oder erläutert um das Verständnis der vorliegenden Beschreibung nicht zu erschweren. Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine perspektivische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Linearakturators,
2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Polstufenrohrs gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels,
3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Polstufe,
4 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gehäusebauteils,
5A, 5B, 5C perspektivische Ansichten von erfindungsgemäßen Polstufenrohren gemäß jeweils zweiter, dritter und vierter Ausführungsbeispiel,
6 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Polstufenrohrs,
7 ein Flussdiagramm zu dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren, und
8 verschiedene Kraft-Hub-Kennlinien.

In 1 ist ein erfindungsgemäßer Linearaktuator 1, der als Proportionalmagnet ausgelegt ist, in perspektivischer Schnittansicht dargestellt. Der Linearaktuator 1 umfasst ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Polstufenrohrs 2 mit einer Höhenmodulation, das an seiner vom Magnetanker 8 abgewandten Oberseite an ein erstes Gehäusebauteil 3 des Außengehäuses bzw. magnetischen Gehäuses grenzt. Dabei umgreift das Gehäusebauteil 3 die Polstufenrohr-seitige Oberseite und die Außenseite der Magnetspule 4. Der Linearaktuator 1 umfasst weiterhin einen Grundträger 5, der ein Magnetrohr 6 und einen unteren Abschnitt des magnetischen Gehäuses bildet und einstückig ausgebildet ist. Polstufenrohr 2 und Magnetrohr 6 schaffen zusammen mit einem axialen Trennungsspalt 7 einen Polrohr-Innenraum, in welchem ein Magnetanker 8 angeordnet ist und in welchem bei Bestromung der Magnetspule 4 axial verfährt. An dem Magnetanker 8 ist weiter ein Stößel 9 angeordnet, der auf die Außenseite des Polrohr-Innenraums ragt.
Das in 1 dargestellte Polstufenrohr 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist in 2 genauer dargestellt. Das Polstufenrohr 2 umfasst als Höhenmodulation acht Zacken bzw. Zähne 10, die derart auf dem Umfang des abgesehen von der Höhenmodulation zylindrischen Polstufenrohrs 2 angeordnet sind, dass das Polstufenrohr 2 eine acht-zählige Drehsymmetrie aufweist. Die acht Zacken 10 sind somit jeweils identisch ausgebildet und auf dem Umfang regelmäßig bzw. periodisch angeordnet. Die Zacken 10 weisen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Zackenhöhe bzw. Zahnläge 11 von 9 mm, einen Zackenwinkel 12 (zwischen Flanke der Zacke und axialer Richtung gemessen wird) von 25° und einen Zackengrundabstand 13 von 1,5 mm auf. Dabei sind die Zacken 10 abgestumpft und weisen entsprechend eine von null verschiedene Zackenspitzenbreite 14 auf. Dabei weist das Polstufenrohr 2 einen Innendurchmesser von 20 mm auf woraus sich eine Zackengrundbreite 17 von ca. 6,35 mm ergibt. Das in 2 dargestellte Polstufenrohr 2 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel bezüglich des Umfangs bzw. der Mantelfläche keinen radial innenliegenden Bereich und somit kein Polkern bzw. Polkernabschnitt auf, ist somit vollständig zylindrisch und weist eine auf dem gesamten Bauteil durchgehende und gleichbleibende Wandstärke von 2 mm auf.
In 3 ist eine erfindungsgemäße Polstufe dargestellt, die ein Polstufenrohr 2 sowie einen Polkern 15 aufweist und dabei einstückig ausgebildet ist, wobei der Polkern 15 radial auf der Innenseite des Polstufenrohrs 2 angeordnet ist und entsprechend als Anschlagsfläche für den Magnetanker 8 dienen kann. Die dargestellte Polstufe kann auch als außenverzahnte Polstufe bezeichnet werden. Sie kann kann in einem einzigen Verfahrensschritt, beispielsweise einem Tiefziehschritt, hergestellt werden. In diesem Fall wird der axiale Luftspalt bzw. der Hub zwischen Magnetanker 8 und der Polstufe bzw. dem Polstufenrohr 2 beispielsweise durch den Abstand zwischen Magnetanker 8 und Polkern 15 bestimmt.
In 4 ist ein Gehäusebauteil 16 dargestellt, das ein Polstufenrohr 2 umfasst, welches einstückig mit einem Teil des Außengehäuses der Magnetspule 4 verbunden ist. Ein derartiges einstückiges Gehäusebauteil 16, das auch als innenverzahntes Gehäusebauteil bezeichnet werden kann, verbessert den magnetischen Fluss zwischen dem Polstufenrohr 2 bzw. dessen Zacken 10 und dem Außengehäuse und verbessert somit den magnetischen Ringschluss. Zudem kann ein derartiges Gehäusebauteil 16 in einem einzigen Verfahrensschritt, beispielsweise einem Tiefziehschritt, hergestellt werden.
In 5A ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Polstufenrohrs 2 dargestellt. Anstelle der Zacken 10 des ersten Ausführungsbeispiels ist als Höhenmodulation eine sinusförmige Modulation vorgesehen, wobei auch das Polstufenrohr 2 gemäß des zweites Ausführungsbeispiels eine acht-zählige Drehsymmetrie aufweist. Dadurch liegen anstelle der relativ spitzen Zacken 10 bzw. Scheitelpunkte der Höhenmodulation des ersten Ausführungsbeispiels von 2, nun relativ flache Scheitelpunkte vor, was die mechanische Stabilität des Polstufenrohrs 2 und dessen Höhenmodulation verbessert.
In 5B ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Polstufenrohrs 2 dargestellt. Es weist acht identische, rechteckige Zacken 10 auf und der Zackengrundabstand 13 und die Zackengrundbreite 17 bzw. Zackenspitzenbreite 14 sind identisch. Im Übrigen entsprechen die Abmessungen dem ersten Ausführungsbeispiel so dass sich ein Zackengrundabstand 13 bzw. eine Zackengrundbreite 17 von ca. 3,9 mm und ein Flankenwinkel von 0° ergibt.
In 5C ist ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Polstufenrohrs 2 dargestellt, das sich von dem dritten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass die oberen Abschnitte der Zacken 10 bzw. deren Scheitel nicht vollständig eben ausgestaltet sind. Vielmehr bilden die oberen Abschnitte dreieckige Ausläufer der rechteckigen unteren Abschnitte, was eine vereinfachte Herstellung gestattet. Dabei sind die oberen, dreieckigen Abschnitte wiederum abgestumpft und weisen eine Zackenspitzenbreite 14 von 1 mm auf.
In 6 ist eine Variante des Polstufenrohrs 2 auf Basis des ersten Ausführungsbeispiels (2) dargestellt, welche jedoch auf sämtliche Ausführungsbeispiele angewendet werden kann. In dieser Variante sind die Zacken 10 radial verjüngt. Mit anderen Worten nimmt die Wandstärke in Richtung der Spitzen der Zacken 10 ab. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Abnahme kontinuierlich und erstreckt sich über die gesamte Zackenhöhe 11. Alternativ kann die Verjüngung auch nur den Bereich der Spitze der Zacken 10 umfassen. Dabei geht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Verjüngung bzw. die Wandstärke nicht bis auf null zurück, sondern die Wandstärke der Zacken an ihren Spitzen weist einen endlichen Wert auf, der vorliegend 0,5 mm beträgt.
In 7 ist ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren schematisch dargestellt. In einem ersten Schritt S1 wird ein magnetisch leitendes Werkstück, beispielsweise ein Blech oder eine Ronde bereitgestellt. In einem sich daran anschließenden Verfahrensschritt S2 wird das Werkstück geeignet vorstrukturiert, um nach einem Tiefziehen die gewünschte Höhenmodulation zu erhalten. Hierzu werden beispielsweise Schnitte und/oder Ausnehmungen in das Werkstück eingebracht. In einem sich daran anschließenden weiteren Verfahrensschritt S3 wird das Werkstück tiefgezogen und damit das gewünschte Polstufenrohr 2 oder gegebenenfalls eine wie beispielsweise in 3 dargestellte Polstufe oder ein wie beispielsweise in 4 dargestelltes Gehäusebauteil erhalten.
In 8 sind Kraft-Hub-Kennlinien von Schalt- und Proportionalmagneten beispielhaft dargestellt. Dabei deutet eine gestrichelte Linie 20 eine mechanische Gegenkraft an, beispielsweise eine Federkraft, gegen die der Magnetanker 8 des Linearaktuators 1 arbeitet und die mit zunehmendem Hub bzw. sich verringerndem axialen Luftspalt im einfachsten Fall linear ansteigt. Kurve A1 stellt die Kraft-Hub-Kennlinien eines Schaltmagneten dar. Dabei liegt die Kraft-Hub-Kennlinie bei einer vorgesehenen, festen Bestromung an jeder Stelle über der Gegenkraft, so dass der Magnetanker nur zwischen zwei Endlagen verfährt.
In 8 sind auch typische Kraft-Hub-Kennlinien eines Proportionalmagneten dargestellt. Es ist entsprechend ein Arbeitsbereich 21 vorgesehen, in welchem - je nach Ausgestaltung des Proportionalmagneten - Kraft-Hub-Kennlinien für unterschiedliche Bestromungen eine kleinere Steigung als die Gegenkraft aufweisen, die Kraft-Hub-Kennlinien für unterschiedliche Bestromungen einen im Wesentlichen ebenen Verlauf aufweisen (dargestellter Fall, Kurven B 1 und B2 mit unterschiedlicher Bestromung) oder die Kraft-Hub-Kennlinien eine negative Steigung aufweisen. Im letzten Fall ist typischerweise der Bereich der Spulenströme, für die im Arbeitsbereich 21 die Kraft-Hub-Kennlinie des Magnetankers die Kraft-Hub-Kennlinie der Gegenkraft schneidet und für die entsprechend eine Gleichgewichtslage- bzw. -position existiert, größer, was unter anderem auch eine feinere Einstellmöglichkeiten der Gleichgewichtslage über die Bestromung schafft. Im Idealfall hängt die Gleichgewichtsposition des Magnetankers 8 dann proportional vom Spulenstrom ab.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6198369 B1 [0010]
DE 102016103168 A1 [0041]

Claims

Polstufenrohr (2) für einen Linearaktuator (1), insbesondere einen Proportionalmagneten, mit einer umlaufenden Höhenmodulation an einem axialen Ende.
Polstufenrohr (2) nach Anspruch 1, wobei die Höhenmodulation eine n-zählige Drehsymmetrie aufweist, mit n ≥ 2 und ganzzahlig, und wobei n bevorzugt 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 24, 32 oder 48 beträgt.
Polstufenrohr (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Höhenmodulation durch genau eine Sinusfunktion mit n-zähliger Drehsymmetrie beschrieben wird oder durch eine Überlagerung von Sinusfunktionen mit jeweils verschiedener n-zähliger Drehsymmetrie, wobei bevorzugt die Ordnungen der Sinusfunktionen Potenzen von 2 sind.
Polstufenrohr (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Höhenmodulation durch eine Vielzahl von m Zacken (10) gebildet wird, bevorzugt durch 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 24, 32 oder 48 Zacken, die bevorzugt - jeweils spiegelsymmetrisch ausgebildet sind und/oder - jeweils als Dreiecke, bevorzugt als gleichschenklige Dreiecke und/oder mit abgestumpfter Spitze ausgebildet sind und/oder - jeweils als Rechtecke oder als Rechtecke mit dreieckigen Spitzen ausgebildet sind und/oder - jeweils zueinander identisch sind und/oder - p Untergruppen aufweisen, wobei innerhalb jeder der Untergruppen die Zacken jeweils identisch ausgebildet sind und bevorzugt die Zacken verschiedener Untergruppen unterschiedlich ausgebildet sind, und wobei bevorzugt n · p = m gilt mit m und p ganzzahlig.
Polstufenrohr (2) nach Anspruch 4, wobei eine Zackenhöhe (11) der Zacken (10) kleiner als oder gleich ist wie der halbe Innendurchmesser des Polstufenrohrs und/oder der Innendurchmesser des Polstufenrohrs im Bereich zwischen 5 und 50 mm liegt.
Polstufenrohr (2) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Zacken (10) - eine Zackenhöhe (11) im Bereich zwischen 1 und 25 mm aufweisen, - einen Zackenwinkel (12) im Bereich zwischen 0° und 60° aufweisen, der bevorzugt 360°/2m beträgt, - einen Zackengrundabstand (13) im Bereich zwischen 0,0 und 20 mm aufweisen, - eine Zackengrundbreite (17) im Bereich zwischen 1 und 50 mm aufweisen, und/oder - eine Zackenspitzenbreite (14) im Bereich zwischen 0,0 und 10 mm aufweisen.
Polstufenrohr (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Wandung eine Wandstärke im Bereich von 0,1 bis 5 mm aufweist, und bevorzugt die gesamte Wandung eine gleichbleibende Wandstärke aufweist oder teilweise konisch ausgebildet ist.
Polstufe für einen Linearaktuator (1), insbesondere einen Proportionalmagneten, bestehend aus einem Polstufenrohr (2) nach einem der vorherigen Ansprüche und einem Polkern oder umfassend ein Polstufenrohr (2) nach einem der vorherigen Ansprüche und einen Polkern.
Polrohr für einen Linearaktuator (1), insbesondere einen Proportionalmagneten, umfassend ein Magnetrohr (6) sowie ein Polstufenrohr (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder eine Polstufe nach Anspruch 8, wobei Magnetrohr und Polstufenrohr bzw. Polstufe durch einen axialen Trennungsspalt (7) beabstandet sind, dessen Breite bevorzugt im Bereich zwischen 0,1 und 5 mm liegt und/oder genau oder wenigstens k-mal die Breite eines radialen Luftspalts beträgt, mit k ≥ 2 und ganzzahlig.
Polrohr nach Anspruch 9, wobei Magnetrohr (6) und Polstufenrohr (2) bzw. Polstufe mit einem Kunststoff umgossen oder umspritzt und bevorzugt der axialen Trennungsspalt mit dem Kunststoff gefüllt ist.
Gehäusebauteil (16) für einen Linearaktuator (1), insbesondere einen Proportionalmagneten, umfassend ein Polstufenrohr (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, eine Polstufe nach Anspruch 8, ein Polrohr nach Anspruch 9 oder 10 und/oder ein Magnetrohr (6).
Linearaktuator (1), insbesondere Proportionalmagnet, umfassend ein Polstufenrohr (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, eine Polstufe nach Anspruch 8, ein Polrohr nach Anspruch 9 oder 10 und/oder ein Gehäusebauteil (16) nach Anspruch 11, sowie einen Magnetanker und eine Magnetspule.
Herstellungsverfahren für ein Polstufenrohr (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, eine Polstufe nach Anspruch 8 oder ein Gehäusebauteil (16) nach Anspruch 11, umfassend die Schritte: - Bereitstellen (S1) eines magnetisch leitenden Werkstücks, bevorzugt eines Blechs oder einer Ronde, - Vorstrukturieren (S2) des Werkstücks zum Vorbereiten der Höhenmodulation - Tiefziehen (S3) des Werkstücks.