DE102011052961B4 - Fluidic vehicle door swivel drive - Google Patents
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Abstract
Fluidischer Fahrzeugtür-Schwenkantrieb (1) mit
a) einem Arbeitszylinder (4) und
b) einem Stellkolben (14), der in dem Arbeitszylinder (4) für eine axiale Stellbewegung in eine axiale Stellrichtung (17) geführt ist und
c) einem Kopplungsmechanismus (47), welcher die axiale Stellbewegung des Stellkolbens (14) je nach Betriebsbedingungen umwandelt in
ca) eine Schwenkbewegung (48) eines Antriebsorgans (33) oder
cb) eine axiale Stellbewegung des Antriebsorgans (33),
dadurch gekennzeichnet, dass
d) in den fluidischen Fahrzeugtür-Schwenkantrieb (1) ein Sensor (59) integriert ist, welcher die axiale Stellbewegung des Stellkolbens (14) erfasst, und
e) derselbe Sensor (59) unterschiedliche Bewegungsarten des Antriebsorgans (33) in Form der Schwenkbewegung des Antriebsorgans (33) einerseits und der axialen Stellbewegung des Antriebsorgans (33) andererseits erfasst.Fluidic vehicle door swivel drive (1) with
a) a working cylinder (4) and
b) an actuating piston (14) which is guided in the working cylinder (4) for an axial adjusting movement in an axial adjusting direction (17) and
c) a coupling mechanism (47), which converts the axial adjusting movement of the adjusting piston (14) depending on the operating conditions in
ca) a pivoting movement (48) of a drive member (33) or
cb) an axial adjusting movement of the drive member (33),
characterized in that
d) in the fluidic vehicle door pivot drive (1), a sensor (59) is integrated, which detects the axial adjusting movement of the adjusting piston (14), and
e) the same sensor (59) different movement types of the drive member (33) in the form of the pivotal movement of the drive member (33) on the one hand and the axial adjusting movement of the drive member (33) on the other hand detected.
Description
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft einen fluidischen Fahrzeugtür-Schwenkantrieb, insbesondere für einen Omnibus, einen Stadtbus, eine Bahn u. ä. Obwohl der Einsatz des Fahrzeugtür-Schwenkantriebs für beliebige Fahrzeuge möglich ist, wird im Folgenden zur Vereinfachung teilweise nur auf einen Omnibus Bezug genommen, ohne dass hierdurch eine Einschränkung der Erfindung auf diesen Einsatzzweck erfolgen soll. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugtür-Steuerung mit einem fluidischen Fahrzeugtür-Schwenkantrieb.The invention relates to a fluidic vehicle door pivoting drive, in particular for a bus, a city bus, a train u. Ä. Although the use of the vehicle door pivoting drive for any vehicles is possible, in the following part of the simplification for the sake of simplicity, only an omnibus referred to, without this being a limitation of the invention to this purpose. Furthermore, the invention relates to a method for operating a vehicle door control with a fluidic vehicle door pivot drive.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Fahrzeugtüren für Fahrzeuge wie Omnibusse müssen zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung hin- und hergeschwenkt werden. Hierbei kann ein Verschließen einer Einstiegsöffnung des Omnibusses mit einer einzigen Fahrzeugtür oder mit zwei gegenläufig verschwenkten Fahrzeugtüren erfolgen.Vehicle doors for vehicles such as buses must be swung back and forth between an open position and a closed position. In this case, a closure of a manhole of the bus with a single vehicle door or with two vehicle doors pivoted in opposite directions can take place.
In
Während grundsätzlich das Fluid zur Beaufschlagung des Fahrzeugtür-Schwenkantriebs auch ein Hydraulikmedium sein kann, basieren die zuvor erläuterten Fahrzeugtür-Schwenkantriebe vorzugsweise auf einem Fluid in Form eines Pneumatikmediums (Druckluft). Die Beaufschlagung der Arbeitskammern mit der Druckluft erfolgt über pneumatische Fahrzeugtür-Steuerungen, wie diese beispielhaft in
Die nicht vorveröffentlichte
Neben der pneumatischen Betätigung des Fahrzeugtür-Schwenkantriebs kann auch eine hydraulische Betätigung erfolgen, womit beispielsweise federnde Eigenschaften des Betätigungsfluids zumindest reduziert werden können, sodass unter Umständen auch ohne eine Verriegelung in einer Schließstellung der Fahrzeugtür eine verringerte Neigung zu einem Klappern oder Flattern besteht. Die nicht vorveröffentlichte
Auch
Aus der nicht gattungsgemäßen Druckschrift
AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen fluidisch betätigten Fahrzeugtür-Schwenkantrieb vorzuschlagen, welcher hinsichtlich
- – der Regelungsmöglichkeiten für die fluidische Beaufschlagung,
- – der Überwachung der Funktion,
- – der Gewährleistung eines gewünschten Öffnungs- und/oder Schließverhaltens, eines Erreichens einer Öffnungsstellung, einer Schließstellung und/oder einer Verriegelungsstellung,
- – des Reagierens auf ein die Fahrzeugtür blockierendes Hindernis,
- – einer kompakten Bauweise,
- – der Vereinfachung der Montage und/oder
- – einem zuverlässigen Betrieb
- - the control facilities for the fluidic admission,
- - the monitoring of the function,
- - ensuring a desired opening and / or closing behavior, reaching an open position, a closed position and / or a locking position,
- - reacting to an obstacle blocking the vehicle door,
- - a compact design,
- - The simplification of the installation and / or
- - a reliable operation
LÖSUNGSOLUTION
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.The object of the invention is achieved with the features of the independent claims. Further preferred embodiments according to the invention can be found in the dependent claims.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DESCRIPTION OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugtür-Schwenkantrieb, der fluidisch, insbesondere pneumatisch oder hydraulisch, betätigt ist. Hierbei kann der Fahrzeugtür-Schwenkantrieb einfach wirkend ausgebildet sein mit einer fluidischen Beaufschlagung in eine Wirkungsrichtung, während eine Stellbewegung in die entgegengesetzte Wirkrichtung beispielsweise durch ein mit der fluidischen Beaufschlagung in die erste Wirkrichtung beaufschlagtes Federelement oder eine Gewichtskraft der Fahrzeugtür mit einer verringerten fluidischen Beaufschlagung erfolgt. Vorzugsweise handelt es sich aber um einen doppelt wirkenden Fahrzeugtür-Schwenkantrieb mit zwei in entgegengesetzte Wirkrichtungen wirkenden Arbeitskammern.The present invention relates to a vehicle door pivot drive, which is fluidly, in particular pneumatically or hydraulically actuated. Here, the vehicle door pivoting drive can be designed to be single-acting with a fluidic loading in a direction of action, while an adjusting movement in the opposite effective direction, for example, by an acted upon by the fluidic loading in the first effective direction spring element or a weight of the vehicle door with a reduced fluidic loading. Preferably, however, it is a double-acting vehicle door pivot drive with two working chambers acting in opposite directions of action.
Der erfindungsgemäße Fahrzeugtür-Schwenkantrieb verfügt über einen Arbeitszylinder. In dem Arbeitszylinder ist ein Stellkolben angeordnet. Der Stellkolben ist in dem Arbeitszylinder für eine axiale Stellbewegung in eine axiale Stellrichtung geführt.The vehicle door pivoting drive according to the invention has a working cylinder. In the working cylinder, an actuating piston is arranged. The adjusting piston is guided in the working cylinder for an axial adjusting movement in an axial direction of adjustment.
Der erfindungsgemäße Fahrzeugtür-Schwenkantrieb verfügt über einen beliebigen Kopplungsmechanismus, welcher die axiale Stellbewegung des Stellkolbens umwandelt in eine Schwenkbewegung eines Antriebsorgans. Ohne eine Einschränkung auf derartige Ausführungsformen kann beispielsweise der Kopplungsmechanismus entsprechend dem eingangs erläuterten Stand der Technik als eine Art Spindelantrieb ausgebildet sein, wobei, wie ebenfalls eingangs zum Stand der Technik erläutert, mittels der axialen Stellbewegung des Stellkolbens zusätzlich zu einer Schwenkbewegung des Antriebsorgans eine axiale Stellbewegung des Antriebsorgans je nach den Betriebsbedingungen, beispielsweise zur Herbeiführung einer Verriegelung in der Schließstellung der Fahrzeugtür und/oder mit Blockierung der Fahrzeugtür durch ein Hindernis, erfolgen kann. Um ein weiteres nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann der Kopplungsmechanismus mit einer Zahnstange und einem mit diesem kämmenden Zahnrad gebildet sein, vgl.
Die vorliegende Erfindung beruht zunächst auf der Erkenntnis, dass ein Einsatz von Druckschaltern in dem fluidischen Fahrzeugtür-Steuerkreis lediglich mittelbar einen Rückschluss auf den Zustand der Fahrzeugtür zulässt, welcher fehleranfällig sein kann. Auch ist über den Druck in dem Fahrzeugtür-Steuerkreis unter Umständen nicht zu unterscheiden, ob ein hoher Druck in einem Leitungspfad zu einer für die Schließbewegung verantwortlichen Arbeitskammer verursacht ist durch ein Erreichen der Schließstellung oder ein Blockieren der Fahrzeugtür abseits der Schließstellung durch ein die Fahrzeugtür blockierendes Hindernis.The present invention is based initially on the recognition that the use of pressure switches in the fluidic vehicle door control circuit only indirectly allows a conclusion about the condition of the vehicle door, which may be error-prone. Also, it may be indistinguishable from the pressure in the vehicle door control circuit, whether a high pressure in a conduction path to a work chamber responsible for the closing movement is caused by reaching the closed position or blocking the vehicle door off the closed position by blocking the vehicle door Obstacle.
Andererseits ist die unmittelbare Erfassung der Bewegung der Fahrzeugtür selber oder eines Antriebsorgans für dieselbe unter Umständen problematisch, da Fahrzeugtür und/oder Antriebsorgan einerseits eine Schwenkbewegung ausführen zum Öffnen und Schließen der Fahrzeugtür und andererseits eine Hubbewegung ausführen für eine Verriegelung der Fahrzeugtür. Dies kann den Einsatz von zwei unterschiedlichen Sensoren, nämlich von einem einen Schwenkwinkel erfassenden Sensor sowie einem eine translatorische Hubbewegung erfassenden Sensor, erfordern. Hinzu kommt, dass die Bewegung der Fahrzeugtür unmittelbar erfassende Sensoren im Türbereich und/oder Rahmenbereich der Einstiegsöffnung angeordnet werden müssen, was den Bauaufwand und den Montageaufwand vergrößern kann. Möglich ist darüber hinaus, dass im Bereich der Fahrzeugtür und/oder des Rahmens der Einstiegsöffnung angeordnete Sensoren das optische Erscheinungsbild stören oder auch der sensible Sensor bei einem Be- und Entladen des Fahrzeugs oder einem Ein- und Ausstieg der Passagiere beschädigt werden kann, was schlimmsten Falls dazu führt, dass die Fahrzeugtür und damit u. U. auch das Fahrzeug nicht mehr bewegt werden kann.On the other hand, the immediate detection of the movement of the vehicle door itself or a drive member for the same may be problematic because the vehicle door and / or drive organ perform a pivoting movement to open and close the vehicle door and on the other hand perform a lifting movement for locking the vehicle door. This may require the use of two different sensors, namely a sensor which detects a swivel angle and a sensor which detects a translatory lifting movement. In addition, the movement of the vehicle door directly detecting sensors in the door area and / or frame area of the manhole must be arranged, which can increase the construction cost and installation effort. It is also possible that in the area of the vehicle door and / or the frame of the manhole arranged sensors interfere with the visual appearance or even the sensitive sensor can be damaged during loading and unloading of the vehicle or an entry and exit passengers, which is the worst If this causes the vehicle door and thus u. U. also the vehicle can not be moved.
Vor diesem Hintergrund schlägt die Erfindung vor, (mindestens) einen Sensor in den fluidischen Fahrzeugtür-Schwenkantrieb zu integrieren, wovon auch umfasst ist, wenn der Sensor an ein Gehäuse des Fahrzeugtür-Schwenkantriebs angesetzt ist. Der Fahrzeugtür-Schwenkantrieb bildet mit dem derart integrierten Sensor eine kompakte Baueinheit, die bereits werkseitig vor Ausstattung des Fahrzeugs mit dem Fahrzeugtür-Schwenkantrieb montiert und ggf. kalibriert sowie hinsichtlich ihrer Funktion geprüft werden kann. Mit Einbau des Fahrzeugtür-Schwenkantriebs ist dann bereits die Montage des Sensors erfolgt, sodass dieser lediglich elektrisch angeschlossen werden muss. Ist der Fahrzeugtür-Schwenkantrieb werkseitig ordnungsgemäß mit dem Sensor montiert, können sich keine Montage oder Ausrichtungsfehler für die relative Anordnung des Sensors gegenüber den Antriebselementen der Fahrzeugtür ergeben.Against this background, the invention proposes to integrate (at least) one sensor into the fluidic vehicle door pivot drive, which is also included when the sensor is attached to a housing of the vehicle door pivot drive. The vehicle door pivoting drive forms with the sensor integrated in this way a compact structural unit which can already be factory-mounted before the vehicle's equipment is fitted with the vehicle door pivoting drive and, if necessary, calibrated and tested for its function. With installation of the vehicle door pivoting drive then the sensor is already mounted so that it must be connected only electrically. If the vehicle door swivel drive is properly factory-assembled to the sensor, there may be no mounting or alignment errors for the relative location of the sensor relative to the vehicle door drive components.
Darüber hinaus beruht die Erfindung auf dem Grundgedanken, nicht ein beliebiges Antriebselement der Fahrzeugtür sensorisch zu erfassen. Vielmehr wird erfindungsgemäß mittels des in den Fahrzeugtür-Schwenkantrieb integrierten Sensors die axiale Stellbewegung des Stellkolbens erfasst. Die axiale Stellbewegung des Stellkolbens gibt unmittelbar Aufschluss einerseits hinsichtlich der Druckdifferenz in den beiden von dem Stellkolben begrenzten Arbeitskammern. Andererseits korreliert die axiale Stellbewegung des Stellkolbens über den Kopplungsmechanismus, der unter Umständen eine definierte Kopplungscharakteristik besitzt, mit der Schwenkbewegung des Antriebsorgans, also auch mit der Schwenkbewegung der Fahrzeugtür. Um ein nicht einschränkendes Beispiel für die erfindungsgemäß herbeigeführten Vorteile zu nennen, kann für den Fall, dass das Antriebsorgan zunächst eine Schwenkbewegung ausführt zum Öffnen und Schließen der Fahrzeugtür und mit Erreichen der Schließstellung eine Hubbewegung zur Verriegelung der Fahrzeugtür ausführt, mit Erfassung der axialen Stellbewegung des Stellkolbens durch den Sensor in dem ersten axialen Stellbereich mit dem Sensor der Schwenkwinkel der Fahrzeugtür erfasst werden, während in dem anderen, mit dem Erreichen der Schließstellung (oder mit dem Anschlagen der Rollen an den Anschlag gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik) beginnenden Stellbereich der Sensor ein Messsignal erzeugt, welches mit der Hubbewegung des Antriebsorgans korreliert oder sogar der Hubbewegung der Fahrzeugtür entspricht. Damit kann mit demselben Sensor die Erfassung unterschiedlicher Bewegungsarten des Antriebsorgans bzw. der Fahrzeugtür erfolgen.In addition, the invention is based on the basic idea, not to capture any drive element of the vehicle door sensor. Rather, according to the invention, the axial adjusting movement of the actuating piston is detected by means of the sensor integrated in the vehicle door pivoting drive. The axial actuating movement of the actuating piston gives immediate information on the one hand with regard to the pressure difference in the two limited by the actuating piston working chambers. On the other hand, the axial adjusting movement of the adjusting piston correlates over the Coupling mechanism, which may have a defined coupling characteristic, with the pivotal movement of the drive member, including the pivotal movement of the vehicle door. In order to give a non-limiting example of the inventively brought about advantages, for the case that the drive member first performs a pivoting movement for opening and closing the vehicle door and reaching the closed position performs a lifting movement to lock the vehicle door, with detection of the axial displacement movement of Adjusting piston are detected by the sensor in the first axial adjustment range with the sensor of the pivot angle of the vehicle door, while in the other, with reaching the closed position (or with the striking of the rollers to the stop according to the above-mentioned prior art) starting adjusting range of Sensor generates a measuring signal which correlates with the lifting movement of the drive member or even corresponds to the lifting movement of the vehicle door. This can be done with the same sensor, the detection of different types of movement of the drive member or the vehicle door.
Die vorliegende Erfindung erfasst hierbei beliebige Arten der Erfassung der axialen Stellbewegung durch den Sensor, insbesondere eine Erfassung des Stellwegs, der Stellgeschwindigkeit oder der Stellbeschleunigung. Hierbei kann der Sensor ein mehrfach gestuftes, digitales oder analoges Ausgangssignal erzeugen, wobei in dem Sensor auch eine Aufbereitung und Umwandlung eines erzeugten, von der axialen Stellbewegung abhängigen Signals durch eine geeignete elektronische Schaltung, eine Steuereinheit, einen Wandler o. ä. erfolgen kann. In jedem Fall handelt es sich bei dem Sensor nicht um einen Druckschalter entsprechend dem eingangs genannten Stand der Technik, einen reinen Endlagenschalter oder einen anderen Sensor, welcher lediglich ein binäres Ausgangssignal erzeugt. Vielmehr erfasst der Sensor mehr als zwei, beispielsweise mehr als 26, 28, 210 oder 212 digitale Stellpositionen, -geschwindigkeiten, oder -beschleunigungen oder wie zuvor erwähnt, ein analoges Stellsignal des Stellkolbens. Möglich ist hierbei allerdings auch, dass der Sensor nicht die Stellbewegung im gesamten Stellbereich des Stellkolbens erfasst, sondern nur in einem Teil-Stellbereich, sofern hier mehrere unterschiedliche, von der Stellbewegung abhängige Signalwerte erzeugt werden können. Es versteht sich, dass zusätzlich zu dem erfindungsgemäßen Sensor in dem Fahrzeugtür-Schwenkantrieb oder weiteren Antriebselementen oder dem Fahrzeugtür-Steuerkreis andere Sensoren und Sensortypen eingesetzt werden können, auch die eingangs genannten Druckschalter, Potentiometer u. ä.In this case, the present invention detects any types of detection of the axial adjusting movement by the sensor, in particular a detection of the actuating travel, the actuating speed or the actuating acceleration. In this case, the sensor can generate a multi-stepped, digital or analog output signal, wherein in the sensor also processing and conversion of a generated, dependent on the axial adjustment movement signal by a suitable electronic circuit, a control unit, a converter o. Ä. Can take place. In any case, the sensor is not a pressure switch according to the aforementioned prior art, a pure limit switch or another sensor which only generates a binary output signal. Rather, the sensor detects more than two, for example more than 2, 6 , 2, 8 , 2, 10 or 2, 12 digital setting positions, speeds, or accelerations or, as previously mentioned, an analog actuating signal of the setting piston. However, it is also possible here for the sensor not to detect the setting movement in the entire setting range of the setting piston, but only in a partial setting range, provided that a plurality of different signal values dependent on the setting movement can be generated here. It is understood that in addition to the sensor according to the invention in the vehicle door pivot drive or other drive elements or the vehicle door control circuit other sensors and sensor types can be used, including the above-mentioned pressure switch, potentiometer u. ä.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem in den fluidischen Fahrzeugtür-Schwenkantrieb integrierten Sensor um einen berührungslosen Sensor, wodurch eine Beeinflussung der Betätigungskräfte des Stellkolbens und der hervorgerufenen Stellbewegung infolge einer durch den Sensor hervorgerufenen Reibung und ein etwaiger durch Reibung begründeter Verschleiß vermieden werden können.In a further refinement of the invention, the sensor integrated in the fluidic vehicle door pivoting drive is a non-contact sensor, which avoids influencing the actuating forces of the actuating piston and the resulting adjusting movement as a result of friction caused by the sensor and any wear due to friction can.
In besonderer Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Gedankens handelt es sich bei dem berührungslosen Sensor um einen magnetostriktiven Sensor. Derartige Sensoren verfügen über einen Wellenleiter, einen Permanentmagneten, welcher relativ zu dem Wellenleiter bewegt wird, sowie einen Wandler, der eine mechanische Schwingung in dem Wellenleiter, die abhängig ist von der relativen Entfernung zwischen dem Permanentmagneten und einem Referenzpunkt des Wellenleiters, in ein elektrisches Signal umsetzt. Der Einsatz eines magnetostriktiven Sensors ist weitgehend unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen wie Temperatur, Erschütterung, Schock, Vibrationen und Verschmutzung. Im Gegensatz zu einem Encoder kann unter Umständen eine Kalibrierung oder Vorgabe eines Nullpunktes für den magnetostriktiven Sensor entfallen, da dieser immer die Referenzposition kennt, auch bei einem Einbruch einer elektrischen Leistungsversorgung. Auch bei einem Austausch des Sensors ist u. U. keine erneute Kalibrierung erforderlich.In a particular embodiment of this inventive concept, the non-contact sensor is a magnetostrictive sensor. Such sensors have a waveguide, a permanent magnet which is moved relative to the waveguide, and a transducer which converts a mechanical vibration in the waveguide, which depends on the relative distance between the permanent magnet and a reference point of the waveguide, into an electrical signal implements. The use of a magnetostrictive sensor is largely insensitive to environmental influences such as temperature, vibration, shock, vibration and pollution. In contrast to an encoder, under certain circumstances a calibration or specification of a zero point for the magnetostrictive sensor can be dispensed with, since the latter always knows the reference position, even in the event of a breakdown of an electrical power supply. Even with an exchange of the sensor is u. Do not recalibrate.
Der magnetostriktive Sensor kann mit beliebigen Bauelementen des Fahrzeugtür-Schwenkantriebs gekoppelt sein. Für eine besondere Ausgestaltung der Erfindung ist der Stellkolben über eine Führungsstange verdrehgesichert. Der Sensor ist in diesem Fall zumindest teilweise in die Führungsstange integriert. Beispielsweise kann der vorgenannte Wellenleiter sich durch die Führungsstange hindurch erstrecken. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn die Führungsstange nicht ferromagnetisch ist. Für den Fall, dass die Führungsstange metallisch sein soll, ist diese vorzugsweise nicht magnetisch, also austenitisch und nicht ferritisch, beispielsweise aus einem entsprechenden Edelstahl, hergestellt, oder durch entsprechende Legierung wie mit einem hohen Nickel-Anteil nicht magnetisch gemacht. Ebenfalls möglich ist, dass die Führungsstange aus einem Hartkunststoff hergestellt ist.The magnetostrictive sensor may be coupled to any components of the vehicle door pivot drive. For a particular embodiment of the invention, the actuating piston is secured against rotation by means of a guide rod. The sensor is at least partially integrated in the guide rod in this case. For example, the aforementioned waveguide may extend through the guide rod. In this case, it is advantageous if the guide rod is not ferromagnetic. In the event that the guide rod is to be metallic, this is preferably non-magnetic, ie austenitic and non-ferritic, for example made of a corresponding stainless steel, or made non-magnetic by appropriate alloy such as a high nickel content. It is also possible that the guide rod is made of a hard plastic.
In weiterer Ausgestaltung dieses Lösungsgedankens kann in den Stellkolben, beispielsweise benachbart oder angrenzend an eine Ausnehmung für die Führungsstange, der zuvor erläuterte Permanentmagnet des magnetostriktiven Sensors integriert sein. Hierbei kann der Permanentmagnet eine beliebige Form besitzen, beispielsweise mit einer die Führungsstange umgebenden Hülse ausgebildet sein oder radial von außen in eine entsprechende Ausnehmung des Stellkolbens unmittelbar benachbart der Führungsstange eingesetzt sein.In a further refinement of this solution, the previously described permanent magnet of the magnetostrictive sensor can be integrated into the actuating piston, for example adjacent or adjacent to a recess for the guide rod. In this case, the permanent magnet may have any shape, for example be formed with a sleeve surrounding the guide rod or radially inserted from the outside into a corresponding recess of the actuating piston immediately adjacent to the guide rod.
Ist der Permanentmagnet radial von außen in den Stellkolben eingesetzt, ist es von Vorteil, wenn der Stellkolben in Richtung der axialen Stellbewegung des Stellkolbens vor und/oder hinter dem Permanentmagnet ein Dichtelement besitzt. Ist sowohl vor als auch hinter dem Permanentmagnet jeweils ein Dichtelement angeordnet, so sind diese Dichtelemente ist zuständig zur Abdichtung des Bereichs, in welchem der Permanentmagnet angeordnet ist, gegenüber dem Übertritt des Betätigungsfluids von den Arbeitskammern. If the permanent magnet is inserted radially from the outside into the actuating piston, it is advantageous if the actuating piston has a sealing element in the direction of the axial adjusting movement of the actuating piston in front of and / or behind the permanent magnet. If in each case a sealing element is arranged both in front of and behind the permanent magnet, these sealing elements are responsible for sealing the region in which the permanent magnet is arranged, with respect to the passage of the actuating fluid from the working chambers.
Um den zuverlässigen Betrieb des Sensors und damit auch des Fahrzeugtür-Schwenkantriebs zu gewährleisten, muss der Sensor gegenüber Umwelt- und Betriebsbedingungen geschützt sein. Hierbei kann der Sensor per se die nötige Schutzwirkung gewährleisten, während andere Komponenten des Fahrzeugtür-Schwenkantriebs höhere oder niedrigere Schutzanforderungen erfüllen können. Möglicherweise wird der Sensor von einem Hersteller eines Fahrzeugtür-Schwenkantriebs als Zukaufteil von Dritten bezogen, wobei der Sensor bereits von Haus aus die erforderlichen Schutzfunktionen gewährleisten kann. Auch zur Reduzierung der Kosten des zugekauften Sensors kann ein Sensor in dem erfindungsgemäßen Fahrzeugtür-Schwenkantrieb eingesetzt werden, der ein erstes Gehäuse besitzt, welches einer ersten IP-Schutzklasse zugeordnet ist. Derartige IP-Schutzklassen oder -Grade sind definiert in Normen wie DEN EN 60529 und DEN 40 050 für Berührungs- und Fremdkörperschutz (erste Kennziffer) und einen Wasserschutz (zweite Kennziffer). Hierbei kann die genannte erste IP-Schutzklasse an sich ungenügend sein für den Einsatz des Sensors in dem Fahrzeugtür-Schwenkantrieb und damit in dem Fahrzeug. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Gehäuse des Sensors in einem zweiten Gehäuse angeordnet, welches eine zweite IP-Schutzklasse besitzt, die größer ist als die erste IP-Schutzklasse, nämlich einer IP-Schutzklasse entspricht, die für den Fahrzeugtür-Schwenkantrieb und das hiermit ausgestattete Fahrzeug angemessen ist. Um lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann der Sensor von Haus aus der Schutzklasse IP 30 zugeordnet sein, während mittels des zweiten Gehäuses eine Schutzklasse IP 67 herbeigeführt werden kann.To ensure reliable operation of the sensor and thus also of the vehicle door swivel drive, the sensor must be protected against environmental and operating conditions. In this case, the sensor per se can provide the necessary protection, while other components of the vehicle door swivel drive can meet higher or lower protection requirements. The sensor may be purchased from a manufacturer of a vehicle door swivel drive as a purchased part from a third party, whereby the sensor can already guarantee the necessary protective functions. Also to reduce the cost of the purchased sensor, a sensor can be used in the vehicle door pivoting drive according to the invention, which has a first housing, which is assigned to a first IP protection class. Such IP protection classes or degrees are defined in standards such as DEN EN 60529 and DEN 40 050 for contact and foreign body protection (first code number) and water protection (second code number). In this case, said first IP protection class can be insufficient in itself for the use of the sensor in the vehicle door pivot drive and thus in the vehicle. According to this embodiment of the invention, the first housing of the sensor is arranged in a second housing, which has a second IP protection class, which is greater than the first IP protection class, namely an IP protection class corresponding to the vehicle door pivoting drive and the vehicle equipped therewith is appropriate. To name but a non-limiting example, the sensor can be assigned from the house of the
Hierbei kann das genannte zweite Gehäuse einen Anschluss für eine elektrische Schnittstelle besitzen, beispielsweise für einen genormten elektrischen Stecker, wobei der Anschluss ebenfalls die erforderliche IP-Schutzklasse gewährleistet.In this case, said second housing may have a connection for an electrical interface, for example for a standardized electrical connector, wherein the connection also ensures the required IP protection class.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt in einem ersten Stellbereich des Stellkolbens eine Verschwenkung des Antriebsorgans zur Verschwenkung der Fahrzeugtür. In einem zweiten Stellbereich erfolgt eine axiale Stellbewegung des Antriebsorgans zur Herbeiführung einer Verriegelung der Fahrzeugtür, insbesondere durch ein Anheben derselben. Eine Steuereinheit, die in den Fahrzeugtür-Schwenkantrieb integriert sein kann, beispielsweise an diesen angesetzt sein kann, oder aber extern von einem Gehäuse des Fahrzeugtür-Schwenkantriebs angeordnet ist, ist mit Steuerlogik ausgestattet. Die Steuerlogik nimmt eine Auswertung des Messsignals des Sensors dahingehend vor, ob sich der Stellkolben in dem ersten oder dem zweiten Stellbereich befindet, sodass die Steuerlogik erkennen kann, ob ein Verschwenken der Fahrzeugtür zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung erfolgt oder die Schließstellung bereits erreicht ist und eine Verriegelung der Fahrzeugtür stattfindet. Entsprechendes gilt natürlich auch in umgekehrter Richtung, sodass erkannt werden kann, ob die Fahrzeugtür entriegelt wird oder eine Bewegung von der Schließstellung in die Öffnungsstellung erfolgt.In a further embodiment of the invention, a pivoting of the drive member for pivoting the vehicle door takes place in a first adjusting range of the adjusting piston. In a second adjusting range, an axial adjusting movement of the drive member takes place in order to bring about a locking of the vehicle door, in particular by raising it. A control unit, which may be integrated in the vehicle door pivot drive, for example, can be attached to this, or is arranged externally of a housing of the vehicle door pivot drive is equipped with control logic. The control logic makes an evaluation of the measurement signal of the sensor to the effect whether the actuator piston is in the first or the second control range, so that the control logic can detect whether a pivoting of the vehicle door between the open position and the closed position takes place or the closed position is already reached and a locking of the vehicle door takes place. Of course, the same applies in the opposite direction, so that it can be detected whether the vehicle door is unlocked or a movement from the closed position to the open position.
In bevorzugter Ausgestaltung verfügt das zweite Gehäuse über einen Anschluss für eine elektrische Schnittstelle, wobei dieser Anschluss einen genormten Anschluss bilden kann und ebenfalls die zuvor genannte zweite IP-Schutzklasse gewährleisten kann.In a preferred embodiment, the second housing has a connection for an electrical interface, wherein this connection can form a standardized connection and can likewise ensure the aforementioned second IP protection class.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt in einem ersten Stellbereich des Stellkolbens eine Verschwenkung des Antriebsorgans zur Verschwenkung der Fahrzeugtür, während in einem zweiten Stellbereich des Stellkolbens eine axiale Stellbewegung des Antriebsorgans zur Herbeiführung einer Verriegelung der Fahrzeugtür erfolgt. Der Fahrzeugtür-Schwenkantrieb ist mit einer Steuereinheit mit Steuerlogik ausgestattet. Hierbei kann die Steuereinheit in den Fahrzeugtür-Schwenkantrieb integriert sein, insbesondere an ein Gehäuse des Fahrzeugtür-Schwenkantriebs angesetzt sein, oder auch extern von dem Gehäuse des Fahrzeugtür-Schwenkantriebs angeordnet sein. Die Steuerlogik der Steuereinheit nimmt eine Auswertung des Messsignals des Sensors vor dahingehend, ob sich der Stellkolben in dem ersten oder dem zweiten Stellbereich befindet, sodass in der Steuereinheit zur weiteren Verarbeitung bekannt ist, ob gerade eine Verschwenkung des Antriebsorgans und damit der Fahrzeugtür erfolgt oder eine axiale Stellbewegung des Antriebsorgans zum Ver- oder Entriegeln erfolgt.In a further embodiment of the invention takes place in a first adjusting range of the actuating piston pivoting of the drive member for pivoting the vehicle door, while in a second adjusting range of the actuating piston an axial adjusting movement of the drive member to bring about a locking of the vehicle door. The vehicle door swivel drive is equipped with a control unit with control logic. Here, the control unit may be integrated in the vehicle door pivot drive, in particular be attached to a housing of the vehicle door pivot drive, or be arranged externally of the housing of the vehicle door pivot drive. The control logic of the control unit takes an evaluation of the measurement signal of the sensor before the effect whether the actuator piston is in the first or the second control range, so that in the control unit for further processing is known whether just a pivoting of the drive member and thus the vehicle door is or a axial adjusting movement of the drive member for locking or unlocking takes place.
Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist gegeben durch ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugtür-Steuerung mit einem fluidischen Fahrzeugtür-Schwenkantrieb der zuvor erläuterten Art. Während grundsätzlich eine beliebige Nutzung des Signals des Sensors möglich ist, erfolgt für dieses erfindungsgemäße Verfahren eine Regelung der fluidischen Beaufschlagung des Fahrzeugtür-Schwenkantriebs unter Verwendung des Messsignals des Sensors. Regelungsziel kann hierbei bspw. die Gewährleistung eines vorgegebenen Bewegungsverlaufs für eine Stellbewegung des Stellkolbens sein.A further solution of the object underlying the invention is given by a method for operating a vehicle door control with a fluidic vehicle door pivot drive of the type described above. While basically any use of the signal of the sensor is possible, a control is performed for this inventive method the fluidic loading of the vehicle door pivot drive using the measuring signal of the sensor. In this case, for example, the control objective may be to ensure a predetermined course of movement for an actuating movement of the actuating piston.
In weiterer Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist möglich, dass unter Berücksichtigung des Messsignals des Sensors ein Fehlersignal für einen nicht ordnungsgemäßen Betrieb der Fahrzeugtür-Steuerung ermittelt wird. Um hier ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann mit einer Ansteuerung der Beaufschlagung einer Arbeitskammer über das Messsignal des Sensors zur Erfassung der axialen Stellbewegung des Stellkolbens erfasst werden, ob auch tatsächlich eine axiale Stellbewegung des Stellkolbens erfolgt. Ist dieses nicht der Fall, kann auf einem Fehler erkannt werden, beispielsweise infolge einer Leckage, eines Druckeinbruchs in der fluidischen Versorgung, einer Verstopfung eines Kanals u. ä. Ein derartiger Fehler kann dann durch geeignete Steuerungsmaßnahmen in dem Fahrzeugtür-Steuerkreis ausgeglichen werden und/oder akustisch oder optisch signalisiert werden.In a further embodiment of this method according to the invention, it is possible that, taking into account the measurement signal of the sensor, an error signal for an improper operation of the vehicle door control is determined. To give a non-limiting example, it can be detected with a control of the application of a working chamber on the measurement signal of the sensor for detecting the axial actuating movement of the actuating piston, whether an axial actuating movement of the actuating piston actually takes place. If this is not the case, can be detected on an error, for example due to leakage, a pressure drop in the fluid supply, a clogging of a channel u. Ä. Such an error can then be compensated by suitable control measures in the vehicle door control circuit and / or acoustically or optically signaled.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird unter Berücksichtung des Messsignals des Sensors zur Erfassung der axialen Stellbewegung des Stellkolbens das Vorliegen eines Widerstands gegen die Öffnungsbewegung und/oder die Schließbewegung der Fahrzeugtür ermittelt. Um auch hier ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann an sich für einen ordnungsgemäßen Betrieb über einen Druck in einer Arbeitskammer oder einer Zuführleitung zu derselben erkannt werden, ob eine Verriegelungsbewegung (oder Entriegelungsbewegung) mit einer axialen Stellbewegung des Antriebsorgans oder der Fahrzeugtür vorliegt, da hier üblicherweise die Drücke in der Arbeitskammer größer sind. Allerdings kann derselbe Druckanstieg auch auftreten, wenn eine Öffnungs- oder Schließbewegung der Fahrzeugtür abseits der Öffnungs- oder Schließstellung behindert ist, was bei alleinigem Einsatz eines Drucksensors oder Druckschalters nicht von der Ver- oder Entriegelungsbewegung unterschieden werden kann. Mittels der Berücksichtigung des Messsignals des Sensors kann eine derartige Unterscheidung erfolgen, womit die Betriebssicherheit erhöht ist und geeignete Maßnahmen durch eine Steuereinheit eingeleitet werden können.In a further embodiment of the method according to the invention, the presence of a resistance to the opening movement and / or the closing movement of the vehicle door is determined taking into account the measurement signal of the sensor for detecting the axial adjusting movement of the actuating piston. In order to give a non-limiting example, it can be recognized per se for proper operation via a pressure in a working chamber or a supply line to the same, whether a locking movement (or unlocking) with an axial adjusting movement of the drive member or the vehicle door is present Here usually the pressures in the working chamber are larger. However, the same increase in pressure can also occur when an opening or closing movement of the vehicle door is obstructed away from the open or closed position, which can not be distinguished from the locking or unlocking movement when using a pressure sensor or pressure switch alone. By taking into account the measurement signal of the sensor, such a distinction can be made, whereby the reliability is increased and appropriate measures can be initiated by a control unit.
Möglich ist auch, dass, wie dies Gegenstand einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, unter Berücksichtigung des Messsignals des Sensors eine Regelung für eine Endlagendämpfung erfolgt. Hierbei ist es bspw. möglich, dass mittels des Sensors erkannt wird, ob sich eine Annäherung an eine Endlage erfolgt. Ist dieses der Fall, kann über eine geeignete Steuereinheit und ein Ventil oder eine verstellbare Drossel die Dämpfung für die Beaufschlagung der Arbeitskammern mit dem Fluid beeinflusst werden.It is also possible that, as is the subject matter of a further embodiment of the method according to the invention, taking into account the measurement signal of the sensor, a regulation for an end position damping takes place. In this case, it is possible, for example, that it is detected by means of the sensor whether there is an approach to an end position. If this is the case, the damping for the admission of the working chambers to the fluid can be influenced by means of a suitable control unit and a valve or an adjustable throttle.
Wie zuvor erwähnt kann das Messsignal des Sensors einem Stellweg, einer Stellgeschwindigkeit oder einer Stellbeschleunigung des Stellkolbens entsprechen. In besonderer Ausgestaltung wird, beispielsweise durch eine Steuereinheit oder einen geeigneten Filter, aus dem Messsignal des Sensors sowohl ein Stellweg als auch eine Stellgeschwindigkeit ermittelt. Hierbei kann beispielsweise die Stellgeschwindigkeit durch einfache Differentiation des Stellwegs nach der Zeit erzeugt werden. Der Stellweg gibt dabei Aufschluss, wo sich das Antriebsorgan (und der Stellkolben) gerade befindet/befinden. Hingegen kann über die Stellgeschwindigkeit beispielsweise Einfluss auf die Endlagendämpfung genommen werden oder mit einem anhand der Stellgeschwindigkeit festgestellten ”rucken” kann auf einen Fehler rückgeschlossen werden. Ebenfalls möglich ist die Ermittlung eines Stellwegs aus einer gemessenen Stellgeschwindigkeit, insbesondere durch Integration des Messsignals.As mentioned above, the measuring signal of the sensor can correspond to a travel, an actuating speed or an actuating acceleration of the actuating piston. In a particular embodiment, for example, by a control unit or a suitable filter, from the measurement signal of the sensor both a travel and an adjustment speed determined. In this case, for example, the positioning speed can be generated by simple differentiation of the travel path after the time. The travel indicates where the actuator (and actuator piston) is currently located. On the other hand, influence on the end position damping can be taken via the positioning speed, for example, or an error can be deduced with a "jerking" based on the positioning speed. Also possible is the determination of a travel from a measured actuating speed, in particular by integration of the measurement signal.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the introduction to the description are merely exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Without thereby altering the subject matter of the appended claims, as regards the disclosure of the original application documents and the patent, further features can be found in the drawings, in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components and their relative arrangement and operative connection. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.
FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES
Der Innenraum
Der Stellkolben
Die Führungsstangen
Durch den Innenraum
Auch die Deckplatte
Über einen Kopplungsmechanismus
Als eine Besonderheit erfolgt eine zusätzliche Abdichtung der Arbeitskammern
Der Fahrzeugtür-Schwenkantrieb
Ein beispielhaft im Rahmen der Erfindung einsetzbarer Sensor
Die Führungsstange
Von Vorteil ist, wenn die Führungsstange
Mit der Stellbewegung
In einem Verfahrensschritt
In one
In einem Verfahrensschritt
In einem Verfahrensschritt
In dem Verfahrensschritt
In einem anschließenden Verfahrensschritt
In einem Verfahrensschritt
In einem Verfahrensschritt
Ein weiterer Verfahrensschritt
Es versteht sich, dass die zuvor genannten Verfahrensschritte
Es versteht sich, dass in Ergänzung zu den beschriebenen Merkmalen auch die eingangs für den Stand der Technik beschriebenen Ausgestaltungen der Fahrzeugtür-Schwenkantriebs und/oder des Fahrzeugtür-Steuerkreises zur Anwendung kommen können, ohne dass hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.It is understood that in addition to the described features, the embodiments of the vehicle door pivoting drive and / or the vehicle door control circuit described at the outset for the prior art can be used, without departing from the scope of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugtür-SchwenkantriebVehicle door pivoting drive
- 22
- Grundkörperbody
- 33
- Gehäusecasing
- 44
- Arbeitszylinderworking cylinder
- 55
- Bodenplattebaseplate
- 66
- Deckplattecover plate
- 77
- Hülseshell
- 88th
- Längsachselongitudinal axis
- 99
- Innenrauminner space
- 1010
- BundFederation
- 1111
- BundFederation
- 1212
- Dichtelementsealing element
- 1313
- Dichtelementsealing element
- 1414
- Stellkolbenactuating piston
- 1515
- Arbeitskammerworking chamber
- 1616
- Arbeitskammerworking chamber
- 1717
- axiale Stellrichtungaxial direction of adjustment
- 1818
- Führungsstangeguide rod
- 1919
- Führungsstangeguide rod
- 2020
- Durchgangsausnehmungthrough recess
- 2121
- Durchgangsausnehmungthrough recess
- 2222
- Vertiefungdeepening
- 2323
- Vertiefungdeepening
- 2424
- Sicherungsmutterlocknut
- 2525
- Sicherungsmutterlocknut
- 2626
- Dichtelementsealing element
- 2727
- Dichtelementsealing element
- 2828
- Durchgangsausnehmungthrough recess
- 2929
- Durchgangsausnehmungthrough recess
- 3030
- Gleitlagerhülseplain bearing sleeve
- 3131
- Gleitlagerhülseplain bearing sleeve
- 3232
- Dichtelementsealing element
- 3333
- Antriebsorgandrive member
- 3434
- Antriebszapfendrive journal
- 3535
- Durchgangsausnehmungthrough recess
- 3636
- Abstreiferscraper
- 3737
- Bundbuchsecollar bushing
- 3838
- Distanzscheibespacer
- 3939
- Dämpfungsscheibedamping plate
- 4040
- Distanzscheibespacer
- 4141
- Absatzparagraph
- 4242
- Durchgangsausnehmungthrough recess
- 4343
- Abstützscheibesupport disk
- 4444
- Bodenground
- 4545
- Radiallagerradial bearings
- 4646
- Dämpfungsscheibedamping plate
- 4747
- Kopplungsmechanismuscoupling mechanism
- 4848
- Schwenkbewegungpivotal movement
- 4949
- Schraubengangscrew thread
- 5050
- Schraubengangscrew thread
- 5151
- Rollerole
- 5252
- Rollerole
- 5353
- Führungshülseguide sleeve
- 5454
- Dichtelementsealing element
- 5555
- Dichtelementsealing element
- 5656
- Dichtelementsealing element
- 5757
- Dichthülsesealing sleeve
- 5858
- Dichtelementsealing element
- 5959
- Sensorsensor
- 6060
- Permanentmagnetpermanent magnet
- 6161
- Wellenleiterwaveguides
- 6262
- Wandlerconverter
- 6363
- Gehäusecasing
- 6464
- Gehäusecasing
- 6565
- Madenschraubegrub screw
- 6666
- Anschlussconnection
- 6767
- Steckerplug
- 6868
- Verfahrensschrittstep
- 6969
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