DE102008040983A1

DE102008040983A1 - Sensorhalterung für ein Kolben-Zylinderaggregat

Info

Publication number: DE102008040983A1
Application number: DE102008040983A
Authority: DE
Inventors: Alfred Memmel; Thomas Nowotka
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2009-03-12
Also published as: JP2009069149A; JP5314366B2; US7987737B2; US20090064804A1

Abstract

Sensorhalterung für ein Kolben-Zylinderaggregat mit einem Zylinder und einer dazu beweglichen Kolbenstange, umfassend ein Halteelement, das eine synchrone Bewegung mit der Kolbenstange ausführt und eine erste Positionsmesseinrichtung trägt, wobei eine zweite Positionsmesseinrichtung über eine Halterung axial ortsfest zum Zylinder gehalten wird und zwischen der ersten und der zweiten Positionsmesseinrichtung eine verdrehorientierte Einbaulage besteht, wobei die zylinderseitige Halterung und das Halteelement rotatorisch zueinander verdrehbar sind und eine zwischen der Halterung und dem Halteelement wirkende Magnetkraft eine rotatorische Ausrichtung der beiden Positionsmesseinrichtungen zueinander bewirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensorhalterung für ein Kolben-Zylinderaggregat gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus der DE 10 2004 038 691 A1 ist ein Kolben-Zylinderaggregat mit einem Weg-Mess-System bekannt, bei dem eine zylinderseitige Positionsmesseinrichtung und eine außerhalb und achsparallel zur Kolbenstange verlaufende Positionsmesseinrichtung zur Anwendung kommt, die in Kombination ein Wegsignal bilden. Die zylinderseitige Positionsmesseinrichtung ist in einer kappenförmigen Halterung fixiert, die Führungsflächen für die achsparallele Positionsmesseinrichtung innerhalb eines Schutzrohres aufweist. Über die Führungsflächen wird eine drehorientierte Einbaulage des Schutzrohres zum Zylinder und damit der beiden Positionsmesseinrichtungen erreicht. Diese an sich gute Lösung bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass das Schutzrohr über die Führungsflächen in Reibkontakt mit der Halterung steht, wobei Schmutz und Feuchtigkeit die Randbedingungen noch verschlechtern können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Halterung für eine Sensorik bereitzustellen, bei der eine drehorientierte Ausrichtung zweier Positionsmesseinrichtungen in Verbindung mit minimalen Reibungskräften vorliegt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die zylinderseitige Halterung und das Halteelement rotatorisch zueinander verdrehbar sind und eine zwischen der Halterung und dem Haltelement wirkende Magnetkraft eine rotatorische Ausrichtung beider Positionsmesseinrichtung zueinander bewirkt.
Der große Vorteil der Erfindung besteht darin, dass kein direkter Kontakt zwischen den beiden Positionsmesseinrichtungen bzw. den diese tragenden Bauteile bestehen muss. Das gesamte Positionsmesssystem richtet sich selbsttätig aus. Dieses Prinzip führt zu vereinfachten Bauteilen und einer geringeren Reibung am Kolben-Zylinderaggregat im Vergleich zum genannten Stand der Technik.
Dabei ist vorgesehen, dass die zylinderseitige Halterung als ein Ring ausgeführt ist, der drehbar am Zylinder gelagert ist. Die Ringform erlaubt eine völlige Freiheit hinsichtlich der Drehorientierung bei der Montage der Halterung. Die zylinderseitige Positionsmesseinrichtung kann dann auch bei einem sehr großen Verdrehfehler die definierte Drehorientierung einnehmen.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist die zylinderseitige Halterung auf der Mantelfläche des Zylinders gelagert. Die Stirnseite des Zylinders kann z. B. für einen an sich bekannten Anschlagpuffer genutzt werden.
Vorteilhafterweise ist an dem Ring ein Magnet befestigt ist, der mit einem Magneten an dem Halteelement der ersten Positionsmesseinrichtung zusammenwirkt. Die Verwendung von einfachen Permanentmagneten erübrigt die Verlegung von Kabelverbindungen und führt zu einfach zu handhabenden Bauteilen.
Um ggf. auftretende Störungen des gesamten Positionsmesssystems zu vermeiden, sind die beiden Magneten auf dem den Positionsmesseinrichtungen gegenüberliegenden Bereich der zylinderseitigen Halterung ausgerichtet.
Zur Optimierung der Drehfunktion der Halterung weist diese einen zylinderseitig fixierten Lagerring auf, auf dem ein die zweite Positionsmesseinrichtung tragender Drehring angeordnet ist. Etwaige Ungenauigkeiten der Zylinderoberfläche beeinträchtigen nicht die Lagerqualität für den Drehring. Der Lagerring kann z. B. aus einem reibungsarmen Kunststoff bestehen.
Prinzipiell kann man den Lagerring auch direkt mit dem Zylinder verbinden. Fertigungstechnisch günstiger ist es aber, wenn der Lagerring von einem Sicherungsring axial zum Zylinder gehalten wird.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Halteelement für die erste Positionsmesseinrichtung von einem Schutzrohr für die Kolbenstange gebildet, wobei das Halteelement mit einem in Hubrichtung der Kolbenstange ausgerichteten Metallstreifen als Magnet bestückt ist. Der Metallstreifen bewirkt eine über den gesamten Hub der Kolbenstange drehorientierte Ausrichtung der beiden Positionsmesseinrichtungen.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Längsschnitt durch ein Positionsmesssystem an einem Kolben-Zylinderaggregat
2 Querschnitt durch ein Kolben-Zylinderaggregat nach 1 Die Zusammenschau der 1 und 2 zeigt einen Ausschnitt von einem Kolben-Zylinderaggregat 1, das einen Zylinder 3 aufweist, in dem eine Kolbenstange 5 axial beweglich geführt ist. Die Kolbenstange 5 wird von einem Schutzrohr 7 eingehüllt, das eine synchrone Bewegung mit der Kolbenstange ausführt.
Das Kolben-Zylinderaggregat 1 ist mit einem Positionsmess-System 9 bestückt, das zwei axial zueinander bewegliche Positionsmesseinrichtungen 11; 13 umfasst. Eine erste Positionsmesseinrichtung 11 ist an dem Schutzrohr 7 als Halteelement fixiert. An dem Zylinder 3, präzise an der Mantelfläche des Zylinders 3, ist eine Halterung 15 für eine zweite Positionsmesseinrichtung befestigt. Die Halterung 15 ist als Ring ausgeführt, der drehbar am Zylinder 3 gelagert ist und einen zylinderseitig fixierten Lagerring 17 aufweist, auf dem ein die zweite Positionsmesseinrichtung 13 tragender Drehring 19 angeordnet ist. Der Lagerring 17 wird wiederum von einem Sicherungsring 21 axial zum Zylinder 3 gehalten. Der Lagerring besteht bevorzugt aus einem reibungsoptimierten Kunststoff, z. B. POM. Durch diese indirekte Lagerung des Drehrings 19 werden Maß- und Formabweichungen des Zylinders 3 kompensiert.
An dem Drehring 19 ist ein Magnet 23 befestigt, der mit einem Magneten 25 der ersten Positionsmesseinrichtung 11, bzw. dem Schutzrohr 7 zusammenwirkt. Der Magnet 23 ist auf der den Positionsmesseinrichtungen gegenüberliegenden Bereich der zylinderseitigen Halterung bzw. dem Drehring 19 ausgerichtet, um einen maximalen Abstand zu den Positionsmesseinrichtungen 11; 13 zu erreichen. Wie aus der 1 ersichtlich ist, wird der an dem Schutzrohr 7 befestigte Magnet 25 von einem in Hubrichtung der Kolbenstange 5 ausgerichteten Metallstreifen mit magnetischen Eigenschaften gebildet.
Bei der Montage wird das Kolben-Zylinderaggregat 1 mit dem Sicherungsring 21 bestückt. Anschließend lässt man den Lagerring 17 auf den Sicherungsring 21 aufschnappen. Der Lagerring 17 trägt bereits den Drehring 19 mit der zweiten Positionsmessseinrichtung 13 und dem Magneten 23. Eine grobe Drehausrichtung des Drehrings 19 ist nur dann erforderlich, wenn zwischen dem Schutzrohr 7 und dem Zylinder 3 ein derart geringer radialer Abstand besteht wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel.
Das Schutzrohr verfügt ggf. über eine rinnenförmige Aufnahme 27 für die erste leistenförmige Positionsmesseinrichtung 11. Der magnetische Metallstreifen 25 sollte vor der Montage des Schutzrohres 7 an seinen vorbestimmten Platz montiert sein. In der 2 ist zu erkennen, dass auch für den Magneten 25 eine Aufnahmenut 29 im Schutzrohr 7 vorgesehen ist. Sobald das Schutzrohr 7 mit der ersten Positionsmesseinrichtung 11 auf den Zylinder 3 gefädelt wird, werden die beiden Magnete 23; 25 mit ungleicher Polung wirksam, deren sich anziehende Magnetkräfte dafür sorgt, dass sich die Halterung 15 mit der zweiten Positionsmesseinrichtung 13 rotatorisch zum Schutzrohr 7 mit der ersten Positionsmesseinrichtung ausrichtet, wobei die rotatorische Verdrehbarkeit der zylinderseitigen Halterung 15 zur kolbenstangenseitigen Halterung für die erste Positionsmesseinrichtung 11, nämlich dem Schutzrohr 7, ausgenutzt wird. Wie in der 2 ersichtlich ist, besteht kein Kontakt zwischen der Halterung 15 und dem Schutzrohr 7.
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

- DE 102004038691 A1 [0002]

Claims

Sensorhalterung für ein Kolben-Zylinderaggregat (1) mit einem Zylinder (3) und einer dazu beweglichen Kolbenstange (5), umfassend ein Halteelement (7), das eine synchrone Bewegung mit der Kolbenstange (5) ausführt und eine erste Positionsmesseinrichtung (11) trägt, wobei eine zweite Positionsmesseinrichtung (13) über eine Halterung (15) axial ortsfest zum Zylinder (3) gehalten wird und zwischen der ersten und der zweiten Positionsmesseinrichtung (11; 13) eine verdrehorientierte Einbaulage besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderseitige Halterung (15) und das Halteelement (7) rotatorisch zueinander verdrehbar sind und eine zwischen der Halterung (15) und dem Haltelement (7) wirkende Magnetkraft eine rotatorische Ausrichtung beider Positionsmesseinrichtung (11; 13) zueinander bewirkt.
Sensorhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderseitige Halterung (15) als ein Ring (19) ausgeführt ist, der drehbar am Zylinder (3) gelagert ist.
Sensorhalterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderseitige Halterung (15) auf der Mantelfläche des Zylinders (3) gelagert ist.
Sensorhalterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ring (19) ein Magnet (23) befestigt ist, der mit einem Magneten (25) des Halteelements (7) der ersten Positionsmesseinrichtung (11) zusammenwirkt.
Sensorhalterung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Magneten (23; 25) auf dem den Positionsmesseinrichtungen (11; 13) gegenüberliegenden Bereich der zylinderseitigen Halterung (15) ausgerichtet sind.
Sensorhalterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (15) einen zylinderseitig fixierten Lagerring (17) aufweist, auf dem ein die zweite Positionsmesseinrichtung (13) tragender Drehring (19) angeordnet ist.
Sensorhalterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (17) von einem Sicherungsring (21) axial zum Zylinder (3) gehalten wird.
Sensorhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (7) für die erste Positionsmesseinrichtung (11) von einem Schutzrohr für die Kolbenstange (5) gebildet wird, wobei das Halteelement (7) mit einem in Hubrichtung der Kolbenstange (5) ausgerichteten Metallstreifen als Magnet (25) bestückt ist.