Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Linearlager gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiter ein Hubmagnet umfassend ein Linearlager gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 1.

Stand der Technik Das Dokument US 5,895,033 und das Dokument US 5,522,214 offenbaren je ein Linearlager umfassend eine Mehrzahl konzentrisch angeordneter Federn, wobei jede Feder als Tellerfeder ausgestaltet ist und wobei jede Feder einen spiralförmig verlaufenden Federarm aufweist. Diese Linearlager weist den Nachteil auf, dass die

Eigenschaften der Linearführung nicht befriedigen.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es ein verbessertes Linearlager sowie ein Hubmagnet umfassend ein verbessertes Linearlager zu bilden. Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Linearlager umfassend die Merkmale von Anspruch 1. Die Unteransprüche 2 bis 10 betreffen weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen. Die Aufgabe wird weiter gelöst mit einem Hubmagnet umfassend die Merkmale von Anspruch 1 1. Die Unteransprüche 12 bis 14 betreffen weitere, vorteilhafte

Ausgestaltungen.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst mit einem Linearlager

umfassend eine Mehrzahl von konzentrisch angeordneten Federn, wobei jede Feder als eine Tellerfeder ausgestaltet ist mit einem

Befestigungsteil und einer im Zentrum angeordneten Bohrung, wobei jede Feder zudem einen Federarm aufweist, welcher ausgehend vom Befestigungsteil in einem Endabschnitt endet, wobei der

Endabschnitt die Bohrung aufweist, und wobei die Bohrung

konzentrisch zum Befestigungsteil angeordnet ist, wobei jede Feder eine senkrecht zum Befestigungsteil verlaufende Bewegungsrichtung aufweist, und wobei die Federn in Bewegungsrichtung nacheinander folgend angeordnet sind, wobei der Federarm einen konzentrisch zur Bohrung verlaufenden Federarmabschnitt aufweist, der sich entlang eines Winkelbereichs γ zwischen 100° und 270°, und vorzugsweise sich entlang eines Winkelbereichs γ zwischen 180° und 300° erstreckt, wobei das Befestigungsteil zumindest teilweise ringförmig ausgestaltet ist, wobei der Federarmabschnitt in Bezüglich der Bohrung radialer Richtung eine Breite aufweist, welche zumindest fünf Mal grösser ist als die Dicke des Federarms, und wobei die Breite des Federarmabschnitts derart ausgestaltet ist, dass dieser bezüglich dem ringförmigen Befestigungsteil und dem Endabschnitt unter Ausbildung eines seitlichen Spaltes verläuft. Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst mit einem Linearlager umfassend eine Mehrzahl von konzentrisch angeordneten Federn, wobei jede Feder als eine Tellerfeder ausgestaltet ist mit einem

Befestigungsteil und einer im Zentrum angeordneten Bohrung, wobei jede Feder zudem einen insbesondere spiralförmig verlaufenden

Federarm aufweist, welcher ausgehend vom Befestigungsteil in einem Endabschnitt endet, wobei der Endabschnitt die Bohrung aufweist, und wobei die Bohrung konzentrisch zum Befestigungsteil

angeordnet ist, wobei jede Feder eine senkrecht zum Befestigungsteil verlaufende Bewegungsrichtung aufweist, und wobei die Federn in Bewegungsrichtung nacheinander folgend angeordnet sind, wobei sich der Federarm entlang eines Winkelbereichs zwischen 180° und 300° erstreckt, und wobei der Federarm einen konzentrisch zur Bohrung 2c verlaufenden Federarmabschnitt 2ba aufweist, der sich entlang eines Winkelbereichs γ zwischen 100° und 270° erstreckt, und wobei das Befestigungsteil zumindest teilweise ringförmig ausgestaltet ist, und wobei der Federarm in Bezüglich der Bohrung radialer Richtung eine Breite aufweist, welche zumindest fünf mal grösser ist als die Dicke des Federarms, und wobei die Breite des Federarms derart ausgestaltet ist, dass dieser bezüglich dem

ringförmigen Befestigungsteil und dem Endabschnitt unter

Ausbildung eines Spaltes verläuft.

Das erfmdungsgemässe Linearlager weist den Vorteil auf, dass dieses in radialer Richtung relativ starr ist und eine geringe

Verschiebbarkeit in radialer Richtung aufweist, wogegen das

Linearlager in Bewegungsrichtung beziehungsweise in Hubrichtung eine relativ grosse Verschiebbarkeit aufweist, was den Vorteil ergibt, dass zum Beispiel ein Hubmagnet umfassend derartige Linearlager einen präzis und sicher gelagerten Hubmagnetstössel aufweist. Die Feder des Linearlagers ist derart ausgestaltet, dass diese einen Federarmabschnitt aufweist, der konzentrisch zur Mittenbohrung verläuft, wobei sich dieser Federarmabschnitt entlang eines

Winkelbereichs zwischen 100° und 270° und vorzugsweise entlang eines Winkelbereichs zwischen 180° und 300° erstreckt.

Vorteilhafterweise weist dieser Federarmabschnitt eine konstante Breite auf. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass die

Federarmabschnitte bei einer zunehmenden Auslenkung des

Linearlagers in Bewegungsrichtung beziehungsweise in Hubrichtung eine zunehmende Steigung erfahren, und dass die durch die Feder bewirkte Gegenkraft mit zunehmender Auslenkung vorzugsweise linear zunimmt. Während der Auslenkung tritt zudem keine oder eine vernachlässigbar kleine Bewegung in radialer Richtung auf, das heisst, die Feder verursacht während der Auslenkung keine oder eine vorzugsweise vernachlässigbar kleine Drehung des Endabschnittes oder eines mit dem Endabschnitt verbundenen Teils wie eines

Stössels. Die Federkonstante des Linearlagers kann durch eine entsprechende Gestaltung des Federarmabschnittes in einem weitern Bereich variiert werden, insbesondere ist es auch möglich besonders leichtgängige Linearlager auszubilden. Die Federkonstante des Linearlagers kann beispielsweise durch die Länge, Breite und/ oder Dicke des Federarmabschnittes, und/ oder durch das für die Feder verwendete Material und/ oder die für ein Linearlager verwendete Anzahl Federn in einem weiten Bereich beeinflusst werden. Über die Federkonstante wird auch der maximal mögliche Hubweg, bei vorgegebener Magnetkraft bestimmt. Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispiel beschreiben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwendeten

Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Hubmagnet;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Hubmagnet gemäss Figur 1 ; Fig. 3 eine Seitenansicht des Hubmagnetes gemäss Figur 1 ;

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Federelement;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Linearlagers; Fig. 6 einen Schnitt durch das Linearlager;

Fig. 7 eine Seitenansicht eines ausgelenkten Federelementes;

Fig. 8 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Federelementes;

Fig. 9 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Federelementes . Grundsätzlich sind in den Zeichnungen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung Figur 1 zeigt in einem Längsschnitt ein Hubmagnet 1 umfassend ein Gehäuse 5 , zwei beabstandet angeordnete Linearlager 3 mit Federn 2, einen in Längsrichtung L verlaufenden Hubmagnetstössel 4, der an den Linearlagern 3 bezüglich dem Gehäuse 5 in

Bewegungsrichtung B verschiebbar gelagert ist, sowie ein mit dem Hubmagnetstössel 4 verbundener Anker 8 sowie ein mit dem

Gehäuse verbundenes Elektromagnet 7. Das Gehäuse 5 umfasst ein unteres Gehäuseteil 5a sowie ein oberes Gehäuseteil 5b, welche über eine Schrauben 5c sowie ein Gewinde 5d miteinander verbunden sind. Im Gehäuse 5 ist ein statischer Eisenkern 1 1 mit Schlitzen I Ia fest bezüglich des Gehäuses 5 angeordnet, wogegen der Anker 8 fest mit dem Hubmagnetstössel 4 verbunden ist. Der Hubmagnetstössel 4 ist über ein Befestigungsteil 10, mit Mutter 6 sowie über die beiden Befestigungsteile 9a, 9b mit dem unteren beziehungsweise dem oberen Linearlager 3 verbunden. Der Elektromagnet 7 ist von einem Isolationsmittel 12 umgeben. Das Hubmagnet 1 ist derart

ausgebildet, dass ein durch das Elektromagnet 7 fliessender Strom den Anker 8 und somit den Hubmagnetstössel 4 nach unten zieht, wobei die Linearlager 3 eine Rückstellkraft aufweisen, sodass nach dem Ausschalten des Elektromagnet 7 sich der Hubmagnetstössel 4 wieder in die dargestellte Lage zurückbewegt. Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf das in Figur 1 dargestellte

Hubmagnet 1. Sichtbar ist eine Feder 2 umfassend ein ringförmiges Befestigungsteil 2a, ein Federteil 2b sowie einen Endabschnitt 2g, wobei der Hubmagnetstössel 4 über das Befestigungsteil 9a mit dem Endabschnitt 2g verbunden ist. Das Befestigungsteil 2a ist mit Hilfe von Befestigungsmitteln 13 am Gehäuse 5 befestigt. Zudem ist in Figur 2 teilweise das obere Gehäuseteil 5b sowie der Anker 8 mit Schlitzen 8a sichtbar.

Figur 3 zeigt eine Seitenansicht des in Figur 1 und 2 dargestellten Hubmagneten 1. Figur 4 zeigt in einer Draufsicht die Ausgestaltung einer einzigen Feder 2. Die Feder 2 ist als eine Tellerfeder ausgestaltet, mit einem Befestigungsteil 2a und einer im Zentrum Z angeordneten Bohrung 2c, wobei die Feder 2 einen Federarm 2b aufweist, welcher

ausgehend vom Befestigungsteil 2a in einem Endabschnitt 2g endet, wobei der Endabschnitt 2g die Bohrung 2c aufweist. Die Bohrung 2c ist konzentrisch bezüglich dem Befestigungsteil 2a angeordnet. Das Befestigungsteil 2a ist ringförmig ausgestaltet, erstreckt sich über einen Winkel von 360 Grad, und weist eine Mehrzahl von in

Umfangsrichtung beabstandete Bohrungen 2e auf. Die Bohrungen 2e sind vorzugsweise gleichmässig beabstandet, beispielsweise um einen einheitlichen Winkel a, sodass benachbart angeordnete Federn 2 um den Winkels α oder ein Vielfaches des Winkels α gegenseitig verdreht angeordnet werden können. Das Befestigungsteil 2a könnte sich beispielsweise auch nur über eine Teilwinkel erstrecke bzw. nur teilweise ringförmig ausgestaltet sein, und sich beispielsweise über eine Winkel im Bereich zwischen 20 Grad und 350 Grad erstrecken. Der Federarm 2b streckt sich entlang eines Winkelbereichs zwischen 180° und 300°, wobei der Federarm 2b in Bezüglich der Bohrung 2c radialer Richtung eine Breite 2k aufweist, welche zumindest fünf Mal grösser ist als die Dicke 2i des spiralförmig verlaufenden Federarms 2b. Die Breite 2k des Federarms 2b ist derart ausgestaltet, dass dieser bezüglich dem ringförmigen Befestigungsteil 2a und dem Endabschnitt 2g unter Ausbildung eines seitlichen Spaltes 2d verläuft. Der Spalt 2d ist derart breit ausgestaltet, dass der

Federarmabschnitt 2ba den Endabschnitt 2g und das

Befestigungsteil 2a seitlich nicht berührt, wobei der Spalt 2d vorzugsweise eine Breite von zumindest 0,5 mm aufweist. Der Federarm 2b ist entlang des Winkelbereichs 2f mit dem ringförmigen Befestigungsteil 2a verbunden.

Der Federarm 2b umfasst einen konzentrisch zur Bohrung 2c verlaufenden Federarmabschnitt 2ba aufweist, der sich entlang eines Winkelbereichs γ zwischen 100° und 270° erstreckt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft sowohl die Mittellinie 2bd des

Federarmabschnittes 2ba als auch die äussere seitliche Begrenzung 2bb und die innere seitliche Begrenzung 2bc konzentrisch bezüglich dem Zentrum Z beziehungsweise konzentrisch zur Bohrung 2c.

Dieser Federarmabschnitt 2ba weist in bezüglich dem Zentrum Z radialer Richtung eine konstante Breite 2k auf. Der Endabschnitt 2g umfasst vorteilhafterweise einen Verbindungsabschnitt 2h, wobei der Verbindungsabschnitt 2h vorteilhafterweise in bezüglich dem

Zentrum Z radialer Richtung verläuft und mit dem

Federarmabschnitt 2ba fest verbunden ist. Die Feder 2 besteht aus einem Stück. In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel könnte sich der Federarmabschnitt 2ba auch über einen Winkel γ im Bereich zwischen 180° und 300° erstrecken.

Die Feder 2 weist eine senkrecht zum Befestigungsteil 2a verlaufende Bewegungsrichtung B auf. Beim erfmdungsgemässen Linearlager 3 sind eine Mehrzahl von Federn 2 in Bewegungsrichtung B

nacheinander folgend angeordnet. Vorteilhafterweise sind die einzelnen Federn 2 in Umfangsrichtung des ringförmiges

Befestigungsteil 2a gegenseitig versetzt angeordnet sind, wobei die einzelnen Federn 2 vorteilhafterweise um denselben Winkel in

Umfangsrichtung gegenseitig versetzt angeordnet sind. Die Federn 2 bestehen vorteilhafterweise aus Metall, wobei die Feder 2 in Bewegungsrichtung B vorteilhafterweise eine Dicke im Bereich von 0, 1 mm bis 5 mm aufweist.

Ein Linearlager umfasst vorteilhafterweise zumindest vier Federn 2 und vorzugsweise bis zu zehn Federn 2.

Figur 5 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Linearlager 3 umfassend vier Federn 2, wobei die Federn in Umfangsrichtung um gegenseitig 90 Grad verdreht angeordnet sind. Das Linearlager 3 ist mit dem oberen Gehäuseteil 5b verbunden. Der Hubmagnetstössel 4 ist mit dem Endabschnitt 2g der Federn 2 verbunden, sodass der Hubmagnetstössel 4 in Bewegungsrichtung B verschiebbar gelagert ist. Figur 6 zeigt einen Schnitt entlang des in Figur 2 dargestellten

Schnittes A-A. Figur 6 zeigt die ringförmigen Befestigungsteile 2a der Federn 2, zwischen welchen je ein Distanzring 14 angeordnet ist.

Figur 7 zeigt den Zustand der Feder 2 bei einem um die Distanz LI in Längsrichtung L verschobenen Hubmagnetstössel 4. Die ausgelenkte Feder 2 ist in einer Seitenansicht sowie in Abwicklung dargestellt. Die Feder 2 ist über das ringförmige Befestigungsteil 2a mit dem Gehäuse 5 und dem Endabschnitt 2g mit dem Hubmagnetstössel 4 verbunden, weshalb in der Darstellung gemäss Figur 7 das Befestigungsteil 2a sowie der Endabschnitt 2g gegenseitig parallel verlaufen. Der dazwischen angeordnete Federarmabschnitt 2ba weist gegenüber der senkrecht zur Längsrichtung L verlaufenden Richtung R eine

Steigung mit Winkel ß auf. Der Federarmabschnitt 2ba weist vorzugsweise eine konstante Steigung auf. Der Hubmagnet 1 weist vorteilhafterweise einen maximalen Hubweg B zwischen 0,4 mm und 5 mm auf, wobei die Federn 2 vorzugsweise derart ausgestaltet und angeordnet sind, dass der Federarmabschnitt 2ba bei maximalem Hubweg B in dessen Verlaufsrichtung eine

Steigung ß von weniger als 15° aufweist, bezüglich einer senkrecht zur Verlaufsrichtung L des Hubmagnetstössels 4 verlaufenden

Richtung R.

Fig. 8 zeigt in einer Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Federelementes 2, dessen Befestigungsteil 2a, im Unterschied zu dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, nur teilweise ringförmig ausgestaltet ist, sodass sich das Befestigungsteil 2a nur über einen Teilwinkel von etwa 90 Grad erstreckt. Das Befestigungsteil 2a könnte derart ausgestaltet sein, dass sich das Befestigungsteil 2a in Umfangsrichtung entlang eines Teilwinkels im Bereich zwischen 20 Grad und 350 Grad erstreckt. Das Befestigungsteil 2a kann sich wie in Figur 4 dargestellt auch über einen Bereicht von 360 Grad erstrecken, sodass das Befestigungsteil 2a ringförmig ausgestaltet ist.

Fig. 9 zeigt in einer Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Federelementes 2. Der Federarm 2b umfasst wiederum einen konzentrisch zur Bohrung 2 c beziehungsweise konzentrisch zum Zentrum Z verlaufenden Federarmabschnitt 2ba, wobei unter „konzentrisch verlaufend" verstanden wird, dass zumindest die Mittenlinie 2bd des Federarmabschnittes 2ba konzentrisch bezüglich der Bohrung 2c beziehungsweise konzentrisch bezüglich dem

Zentrum Z verläuft. Die in den Figuren 4 und 8 dargestellten

Ausführungsbeispiele weisen eine äussere seitliche Begrenzung 2bb und eine innere seitliche Begrenzung 2bc auf, welche konzentrisch bezüglich dem Zentrum Z verlaufen, sodass der Federarmabschnitt 2ba in bezüglich dem Zentrum Z radialer Richtung eine konstante Breite 2k aufweist. Im Unterschied zu dem in Figur 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der in Figur 9 dargestellte Federarmabschnitt 2ba derart ausgestaltet, dass dessen Mittenlinie 2bd wiederum konzentrisch bezüglich dem Zentrum Z verläuft, wogegen die äussere und die innere seitliche Begrenzung 2bb, 2bc derart verläuft, dass die Breite 2k des Federarmabschnittes 2ba, wie in Figur 9 dargestellt, zum Endabschnitt 2g beziehungsweise zum Verbindungsabschnitt 2h hin abnimmt, und vorzugsweise kontinuierlich abnimmt. Der

Federarmabschnitt 2ba könnte jedoch auch derart ausgestaltet sein, dass dessen Breite 2k zum Verbindungsabschnitt 2h hin zunimmt, und vorzugsweise kontinuierlich zunimmt. Der Federarmabschnitt 2ba könnte jedoch auch derart ausgestaltet sein, dass dessen Breite 2k zum Verbindungsabschnitt 2h hin variierte, und streckenweise zunimmt und streckenweise abnimmt. Derartige Ausgestaltungen ermöglich es den Federarmabschnittes 2ba mit einer entlang des Federarmabschnittes 2ba sich verändernden, insbesondere zu- oder abnehmenden Federkonstante auszubilden.