DE102011076761A1

DE102011076761A1 - Schwingungsdämpfer mit einer Positionsmesseinrichtung

Info

Publication number: DE102011076761A1
Application number: DE102011076761A
Authority: DE
Inventors: Dirk Becker; Hartmut Rölleke
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-12-06

Abstract

Schwingungsdämpfer mit einer Positionsmesseinrichtung, umfassend einen Zylinder, in dem eine Kolbenstange axial beweglich geführt ist, wobei der Schwingungsdämpfer eine Lichtquelle aufweist, die mit mindestens einem lichtempfindlichen Empfänger ein von der Hubposition der Kolbenstange abhängiges Sensorsignal bereitstellt. Der lichtempfindliche Empfänger erfasst das von einer Oberfläche reflektierte Licht der Lichtquelle, wobei die Oberfläche in Hubrichtung der Kolbenstange eine unterschiedliche Reflexionscharakteristik aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einer Positionsmesseinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Schon seit geraumer Zeit ist es bekannt, dass man ein Fahrzeugfahrwerk hinsichtlich einer Dämpf- und/oder Federkraft in Abhängigkeit der Niveaulage oder des Einfederungszustands eines Rades verstellt. Dazu sind entsprechende Sensorsignale notwendig, die auf vielfältige Art und Weise bereitgestellt werden können. So wird z. B. in der DE 26 00 576 A1 eine optische Positionsmessvorrichtung offenbart, die einen Lichtsender und mehrere Fotowiderstände mit unterschiedlichem elektrischen Widerstand umfasst. Das Licht des Lichtsenders wird von den Fotowiderständen erfasst und als ein gestuftes Positionssignal abgegeben. Je feiner die Positionsmessung erfolgen soll, umso mehr Fotowiderstände müssen verwendet werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine möglichst stufenlose Positionsmessung mit geringem Aufwand bei einem Schwingungsdämpfer zu realisieren.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der lichtempfindliche Empfänger das von einer Oberfläche reflektierte Licht der Lichtquelle erfasst, wobei die Oberfläche in Hubrichtung der Kolbenstange eine unterschiedliche Reflexionscharakteristik aufweist.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass man über den Reflexionsgrad der Oberfläche eine stufenlose Positionsmessung erreicht. Werden jedoch nur gestufte Positionssignale benötigt, dann kann man mit der identischen Ausrüstung einfach durch Änderung der Oberflächencharakteristik ein gestuftes Signal erreichen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist die Oberfläche am Schwingungsdämpfer ausgeführt. Im Fertigungsprozess kann der Schwingungsdämpfer bezogen auf die Positionsmesseinrichtung kalibriert werden.
Bei einer Variante wird die Oberfläche von der Kolbenstange gebildet wird. Eine metallische glänzende Kolbenstange kann in einem sehr großen Umfang hinsichtlich der Reflexion ausgelegt sein. Des Weiteren wird die Kolbenstange bei einem Schwingungsdämpfer von mindestens einer Kolbenstangendichtung abgestreift, so dass stets eine saubere Oberfläche vorliegt.
Alternativ kann die Oberfläche von einem die Kolbenstange einhüllenden Schutzrohr gebildet werden. Vielfach werden Schutzrohre aus Kunststoff eingesetzt, die sich leicht einfärben lassen.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Oberfläche auf dem Zylinder ausgeführt ist. Dann ist zumindest die Lichtquelle an einem kolbenstangenseitigen Bauteil des Schwingungsdämpfers angeordnet. Vielfach ist die Kolbenstange am Fahrzeugaufbau fixiert, so dass dann eine besonders einfache Kabelführung, d. h. ohne Relativbewegung im Kabel bei einer Einfederungsbewegung, möglich ist.
Die Oberfläche kann eine Lackierung aufweisen. Eine Lackierung ist besonders dauerhaltbar. Alternativ kann die Oberfläche von einem Markierungsstreifen gebildet werden, der sich als Standardbauteil verwenden lässt.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Schwingungsdämpfer mit reflektierender Oberfläche am Schutzrohr
2 Prinzipdarstellung der Positionsmesseinrichtung
3 Schwingungsdämpfer mit reflektierender Oberfläche am äußeren Zylinder
4 Schwingungsdämpfer mit reflektierender Oberfläche an der Kolbenstange
Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Schwingungsdämpfer 1 mit einer Positionsmesseinrichtung 3, wobei die konstruktive Ausgestaltung des Schwingungsdämpfers nicht auf diese Bauform beschränkt ist.
Der Schwingungsdämpfer umfasst einen mit Dämpfmedium gefüllten Zylinder 5, in dem eine Kolbenstange 7 zusammen mit einem Kolben 9 axial beweglich geführt ist. Selbstverständlich kann der Kolben mit nicht dargestellten Dämpfventilen bestückt sein. Der Zylinder wird von einem Behälter 11 eingeschlossen, wobei ein dadurch gebildeter Ringraum als Ausgleichsraum 13 für das von der Kolbenstange 7 verdrängte Dämpfmediumvolumen fungiert. Ein kolbenstangenaustrittsseitiges Ende des Schwingungsdämpfers wird von einer Kolbenstangenführung 15 verschlossen. Zum Schutz des äußeren Abschnitts der Kolbenstange 7 dient ein Schutzrohr 23, das ortsfest zur Kolbenstange 7 fixiert ist.
Die Positionsmesseinrichtung 3 umfasst eine Lichtquelle 17 und einen lichtempfindlichen Empfänger 19, wie in der 2 dargestellt ist. Die beiden Komponenten sind über eine reflektierende Oberfläche 21 zueinander ausgerichtet, die eine in Hubrichtung der Kolbenstange 7 unterschiedliche Reflexionscharakteristik aufweist. Bezogen auf eine Hublage bzw. Position der Kolbenstange wird von das von der Lichtquelle emittierte Licht über die Oberfläche definiert zum Empfänger reflektiert. Dadurch gibt es einen eindeutigen Zusammenhang zwischen der emittierten Lichtmenge der Lichtquelle 17 und der vom Empfänger 19 aufgenommenen Lichtmenge. Das Signal des Empfängers 19 wird einer nicht dargestellten Auswerteeinrichtung zugeführt.
Die In der 2 dargestellten Lichtquelle 17 und der Empfänger 19 sind in der 1 in einem beispielsweise kappenförmigen Sensorhalter 25 zu einer handhabbaren Baueinheit zusammengefasst. Der Sensorhalter 25 kann zusammen mit einem Abstreifer 27 für die Kolbenstange 7 stirnseitig am Schwingungsdämpfer 1 befestigt sein.
Grundsätzlich kann die reflektierende Oberfläche 21 eine Lackierung aufweisen. Diese Variante bietet sich z. B. dann an, wenn die Oberfläche 21 auf dem Zylinder bzw. dem Behälter 11 ausgeführt ist (3). Alternativ kann man für die Bereitstellung auch einen Markierungsstreifen 29 verwenden, wie z. B. in der 1 gezeigt ist.
Mit der 4 soll gezeigt werden, dass auch die Oberfläche 21 der Kolbenstange 7 als Reflexionsfläche dienen kann. Diese Oberfläche ist durch den wiederholten Kontakt mit den Zylinder 5 abdichtenden Dichtelementen stets besonders sauber und gewährleistet damit eine hohe Funktionssicherheit.
Beim Betrieb wird von der Lichtquelle 17 eine konstante Lichtmenge auf die Oberfläche 21 gestrahlt. Diese Lichtmenge wird auf den Empfänger 19 reflektiert. In der besagten Auswerteelektronik sind Wertepaare abgespeichert, die die Hublage und die dabei auftretende reflektierte Lichtmenge beschreiben. Über diesen Zusammenhang kann man jeder reflektierten bzw. vom Empfänger 19 erfassten Lichtmenge eine definierte Position der Kolbenstange 7 zuordnen und damit die absolute Hublage der Kolbenstange 7 erfassen. Alternativ kann man einen Vergleich von zwei Mess-Zyklen vornehmen. Nimmt z. B. die erfasst Lichtmenge zu oder ab, dann kann darüber die Bewegungsrichtung erfasst werden. Legt man eine Referenzmarke auf eine bestimmte Niveaulage des Schwingungsdämpfers fest, dann kann sich die Positionsmessung selbst nach einigen Hubbewegungen des Schwingungsdämpfers auf diese Niveaulage kalibrieren, indem man z. B. der Niveaulage den maximalen Reflektionsgrad zuordnet.
Bezugszeichenliste

1: Schwingungsdämpfer
3: Positionsmesseinrichtung
5: Zylinder
7: Kolbenstange
9: Kolben
11: Behälter
13: Ausgleichsraum
15: Kolbenstangenführung
17: Lichtquelle
19: lichtempfindlicher Empfänger
21: Oberfläche
23: Schutzrohr
25: Sensorhalter
27: Abstreifer
29: Markierungsstreifen

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 2600576 A1 [0002]

Claims

Schwingungsdämpfer (1) mit einer Positionsmesseinrichtung (3), umfassend einen Zylinder (5), in dem eine Kolbenstange (7) axial beweglich geführt ist, wobei der Schwingungsdämpfer (1) eine Lichtquelle (17) aufweist, die mit mindestens einem lichtempfindlichen Empfänger (19) ein von der Hubposition der Kolbenstange (7) abhängiges Sensorsignal bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der lichtempfindliche Empfänger (19) das von einer Oberfläche (21) reflektierte Licht der Lichtquelle (17) erfasst, wobei die Oberfläche (21) in Hubrichtung der Kolbenstange (7) eine unterschiedliche Reflexionscharakteristik aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (21) am Schwingungsdämpfer (1) ausgeführt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (21) von der Kolbenstange (7) gebildet wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (21) von einem die Kolbenstange (7) einhüllenden Schutzrohr (23) gebildet wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (21) auf dem Zylinder (5; 11) ausgeführt ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (21) von einer Lackierung gebildet wird.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (21) von einem Markierungsstreifen (29) gebildet wird.