DE102011086824A1 - Piston cylinder arrangement for forming part of master-or slave cylinder of hydraulic clutch- or brake actuation system in vehicle with stop-start system, has piston provided with magnet that is arranged on piston - Google Patents

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    • G01D5/2291Linear or rotary variable differential transformers (LVDTs/RVDTs) having a single primary coil and two secondary coils

Abstract

The arrangement (1) has a cylinder (2) longitudinally and movably arranged in a piston (3) and including a cylindrical coil arrangement for determining a position of the piston in the cylinder. A sleeve (5) consists of a ferromagnetic material and forms a part of the cylinder, and is partially wrapped by a primary winding (6). The piston is provided with a magnet (9) that is arranged in the piston such that an effective magnetic field is induced within a region of the coil arrangement by the magnet. An enclosure made up of plastic material is arranged around the coil arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit einer Spulenanordnung zur Bestimmung der Position des Kolbens in dem Zylinder.The invention relates to a piston-cylinder arrangement with a coil arrangement for determining the position of the piston in the cylinder.

Um beispielsweise bei Fahrzeugen mit Stopp-Start Systemen die gewohnte Fahrweise beizubehalten ist ein frühzeitiges Erkennen des Fahrerwunsches hilfreich. Wegsensoren in beispielsweise Kupplungsgeberzylindern erfüllen diese Anforderungen und können zudem noch Zusatzfunktionen übernehmen, welche bisher elektrischen Positionsschaltern, beispielsweise in der Pedalerie, vorbehalten waren. Derartige Sensoren nutzen u. a. den Hall Effekt oder werden als sogenannte linear variable Differenzialtransformatoren (LVDT) ausgeführt. In allen Fällen wird ein Magnet am Kolben des Zylinders benötigt, und der Sensor muss in einem definierten Abstand etwa in der Mitte des Messweges angebracht sein. Ein Nachteil derartiger Systeme besteht darin, dass die Anforderung hinsichtlich der Parallelität der mechanischen zur magnetischen Achse sehr hoch ist.In order to maintain the usual driving style, for example in vehicles with stop-start systems, early recognition of the driver's request is helpful. Displacement sensors in, for example, clutch master cylinders fulfill these requirements and, moreover, can also take on additional functions which were previously reserved for electric position switches, for example in the pedals. Such sensors use u. a. the Hall effect or are executed as so-called linear variable differential transformers (LVDT). In all cases, a magnet is needed on the piston of the cylinder, and the sensor must be mounted at a defined distance approximately in the middle of the measuring path. A disadvantage of such systems is that the requirement for the parallelism of the mechanical to the magnetic axis is very high.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kolben-Zylinder-Anordnung anzugeben, die eine hohe Parallelität der mechanischen zur magnetischen Achse aufweist.Against this background, the invention has for its object to provide a piston-cylinder assembly having a high degree of parallelism of the mechanical to the magnetic axis.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus einer Kolben-Zylinder-Anordnung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.The solution of this problem arises from a piston-cylinder arrangement with the features of the main claim, while advantageous embodiments and further developments of the invention are the dependent claims can be removed.

Die Aufgabe wird mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung gelöst, die einen Zylinder aufweist, in dem ein Kolben longitudinal beweglich angeordnet ist. Der Zylinder umfasst eine zylindrische Spulenanordnung zur Bestimmung der Position des Kolbens in dem Zylinder. Die Spulenanordnung weist eine Hülse aus einem ferromagnetischen Material auf. Die Hülse bildet einen Teil des Zylinders. Die Hülse ist teilweise von einer Primärwicklung umwickelt. Seitlich beabstandet von der Primärwicklung ist die Hülse jeweils von einer weiteren Sekundärwicklung umwickelt. Der Kolben ist mit wenigstens einem Magneten versehen. Der Magnet ist an dem Kolben derart angeordnet, dass der Magnet innerhalb des Bereichs der Spulenanordnung ein wirksames Magnetfeld induziert.The object is achieved with a piston-cylinder arrangement having a cylinder in which a piston is arranged longitudinally movable. The cylinder comprises a cylindrical coil arrangement for determining the position of the piston in the cylinder. The coil assembly comprises a sleeve of a ferromagnetic material. The sleeve forms part of the cylinder. The sleeve is partially wrapped by a primary winding. Laterally spaced from the primary winding, the sleeve is wrapped in each case by a further secondary winding. The piston is provided with at least one magnet. The magnet is disposed on the piston such that the magnet induces an effective magnetic field within the region of the coil assembly.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich der Hülse durch das von dem Magneten induzierte Magnetfeld magnetisch sättigbar ist. Die Anordnung und Verschaltung der Primärwicklung und der beiden seitlich angeordneten Sekundärwicklungen ist dem Prinzip eines linear variablen Differenzialtransformators (LVDT) nachgebildet.A preferred embodiment of the piston-cylinder arrangement is characterized in that a region of the sleeve is magnetically saturable by the magnetic field induced by the magnet. The arrangement and interconnection of the primary winding and the two laterally disposed secondary windings is modeled on the principle of a linear variable differential transformer (LVDT).

Durch den Magneten des Kolbens wird lokal das Magnetfeld in der Hülse derart gesättigt, dass es zu einer „Aufspaltung” in zwei separate Magnetfelder kommt. Die Position des durch das Magnetfeld des Magneten verursachte „Aufspaltung” ist wiederum durch die besondere Verschaltung der Sekundärwicklungen nach dem Prinzip eines LVDT detektierbar. Die Lage der „Aufspaltung” und damit die Position des Kolbens werden aus dem Verhältnis der an den Sekundärwicklungen anliegenden Magnetfelder ermittelt.The magnet of the piston locally saturates the magnetic field in the sleeve in such a way that a "splitting" into two separate magnetic fields occurs. The position of the "splitting" caused by the magnetic field of the magnet is in turn detectable by the special interconnection of the secondary windings according to the principle of an LVDT. The position of the "splitting" and thus the position of the piston are determined from the ratio of the voltage applied to the secondary windings magnetic fields.

Somit ist durch die Lage der magnetischen Sättigung der Hülse die Position des Magneten bestimmbar. Durch die Lage des Magneten wiederum ist die Position des Kolbens im Zylinder bestimmbar. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Magneten um einen Permanentmagneten. Die Funktion des Magneten kann auch beispielsweise durch ein Element erfüllt werden, das dauerhaft, zumindest für die Zeit der Messungen, im Bereich der Spulenanordnung ein ausreichend starkes Magnetfeld induzieren kann.Thus, the position of the magnet can be determined by the position of the magnetic saturation of the sleeve. Due to the position of the magnet in turn, the position of the piston in the cylinder can be determined. Preferably, the magnet is a permanent magnet. The function of the magnet can also be fulfilled, for example, by an element which can permanently induce a sufficiently strong magnetic field in the region of the coil arrangement, at least for the time of the measurements.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass um die Spulenanordnung ein Rohr angeordnet ist. Vorzugsweise besteht das die Spulenanordnung umgebende Rohr aus einem ferromagnetischen Material. Das Rohr schirmt das in der Spulenanordnung induzierte Magnetfeld gegenüber störenden Einflüssen von außen ab und erhöht somit die Robustheit der Bestimmung der Position des Kolbens in dem Zylinder.A preferred embodiment of the piston-cylinder arrangement is characterized in that a tube is arranged around the coil arrangement. Preferably, the tube surrounding the coil assembly is made of a ferromagnetic material. The tube shields the magnetic field induced in the coil arrangement from interfering influences from the outside and thus increases the robustness of the determination of the position of the piston in the cylinder.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse als Gleitvorrichtung für den Kolben dient. Die Hülse der Spulenanordnung kann beispielsweise direkt als Gleitvorrichtung für den Kolben ausgebildet sein. Bei einer derartigen Ausführungsform hat der Kolben einen direkten Kontakt zu der Hülse, wodurch sich der Abstand zwischen dem Magneten am Kolben und der Hülse weiter reduzieren lässt. Je kleiner der Abstand zwischen Magnet und Hülse, desto besser kann das Magnetfeld des Magneten die Hülse lokal magnetisch sättigen. Durch eine Verringerung des Abstandes zwischen der Hülse und dem Magneten kann die Größe des Magneten bei gleichbleibender Wirkung reduziert werden.A preferred embodiment of the piston-cylinder arrangement is characterized in that the sleeve serves as a sliding device for the piston. The sleeve of the coil arrangement may for example be formed directly as a sliding device for the piston. In such an embodiment, the piston has a direct contact with the sleeve, whereby the distance between the magnet on the piston and the sleeve can be further reduced. The smaller the distance between magnet and sleeve, the better the magnetic field of the magnet can magnetically saturate the sleeve locally. By reducing the distance between the sleeve and the magnet, the size of the magnet can be reduced while maintaining the same effect.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass um die Spulenanordnung eine Umhüllung aus Kunststoff aufgebracht ist. Bei der Herstellung der Kolben-Zylinder-Anordnung kann die Spulenanordnung mit Kunststoff vorumspritzt oder ummoldet werden. Mit dieser mit einer Kunststoffschicht umhüllten Spulenanordnung kann dann in einem weiteren Schritt die Form des Kolbens aufgebaut werden, wobei die Material- und Werkzeugauswahl hinsichtlich der Eigenschaften der Lauffläche nicht mehr zu berücksichtigen sind. Ebenso kann die Außengeometrie komplexer gestaltet werden, da die Lauffläche des Kolbens durch die Hülse und das Rohr bereits vorgegeben ist und ein Materialschwund keine Auswirkungen auf die Lauffläche hat.A preferred embodiment of the piston-cylinder arrangement is characterized in that a sheath made of plastic is applied around the coil arrangement. In the production of the piston-cylinder arrangement, the coil arrangement can be pre-encapsulated or ummoldet with plastic. With this wrapped with a plastic layer coil assembly can then be constructed in a further step, the shape of the piston, the material and tool selection in terms the characteristics of the tread are no longer to be considered. Likewise, the outer geometry can be made more complex, since the running surface of the piston is already predetermined by the sleeve and the tube and a shrinkage of material has no effect on the tread.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite der Hülse eine Schicht aus Kunststoff aufgebracht ist. Alternativ kann die Hülse auch vollflächig mit einer Schicht aus Kunststoff versehen sein. Die Kunststoffschicht auf der Innenseite ist vorzugsweise als Lauf-/Gleitfläche für den Kolben geeignet.A preferred embodiment of the piston-cylinder arrangement is characterized in that a layer of plastic is applied to the inside of the sleeve. Alternatively, the sleeve can also be provided over its entire surface with a layer of plastic. The plastic layer on the inside is preferably suitable as a running / sliding surface for the piston.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder im Bereich der Spulenanordnung eine geringere Wandstärke aufweist als im Bereich ohne Spulenanordnung. Die Hülse der Spulenanordnung dient hierbei zusätzlich als Wandverstärkung, so dass der Zylinder im Bereich der Hülse eine geringere Eigenwandstärke aufweisen kann. Das um die Spulenanordnung angebrachte Rohr verstärkt die Wand ebenfalls. Durch die Wandverstärkung durch Hülse und Rohrwerden höhere Berstdrücke erreicht bzw. es kann der Zylinder bei gleichem Berstdruck eine geringere Wandstärke aufweisen.A preferred embodiment of the piston-cylinder arrangement is characterized in that the cylinder in the region of the coil arrangement has a smaller wall thickness than in the region without coil arrangement. The sleeve of the coil arrangement additionally serves as wall reinforcement, so that the cylinder can have a smaller intrinsic wall thickness in the region of the sleeve. The tube attached around the coil assembly also reinforces the wall. By the wall reinforcement by sleeve and tube higher bursting pressures are achieved or it may have the cylinder at the same bursting pressure a smaller wall thickness.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Hülse eine elektronische Schaltung zur elektrischen Kontaktierung der Primär- und Sekundärwicklungen angeordnet ist. Die elektronische Schaltung kann eine vollständige Auswerteschaltung umfassen oder aber auch nur eine einfach aufgebaute Anschlusskontaktierung umfassen, wobei die Auswertung an anderer Stelle erfolgt. Die Kontaktierung der Primär- und Sekundärwicklungen kann beispielsweise mittels einer auf der Hülse angebrachten Kontaktvorrichtung erfolgen.A preferred embodiment of the piston-cylinder arrangement is characterized in that an electronic circuit for electrical contacting of the primary and secondary windings is arranged in the region of the sleeve. The electronic circuit can comprise a complete evaluation circuit or else comprise only a simply constructed connection contact, the evaluation taking place elsewhere. The contacting of the primary and secondary windings can be done for example by means of a mounted on the sleeve contact device.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Anordnung einen Teil eines Geber- oder Nehmerzylinders, beispielsweise eines hydraulischen Kupplungs- oder Bremsbetätigungssystems, bildet. Die Anordnung der Spulenanordnung im Zylinder ist nahezu beliebig, soweit der Magnet am Kolben innerhalb der Spulenanordnung anbringbar ist.A preferred embodiment of the piston-cylinder arrangement is characterized in that the piston-cylinder arrangement forms part of a donor or slave cylinder, for example a hydraulic clutch or brake actuation system. The arrangement of the coil arrangement in the cylinder is almost arbitrary, as far as the magnet is attachable to the piston within the coil assembly.

Durch die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung, bei denen der Kolben mit dem Magneten in der Spulenanordnung geführt ist, werden die hohen Anforderungen hinsichtlich der Parallelität zwischen der mechanischen Achse und der magnetischen Achse erfüllt, um die Position des Kolbens in dem Zylinder zu ermitteln. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung liegt darin begründet, dass prinzipbedingt durch die Anordnung von Kolben, Magnet und Sensor eine aus einer Verdrehung des Magneten resultierende Änderung der magnetischen Achse keinen Einfluss auf die Positionsbestimmung des Kolbens hat. Auf Grund der geometrischen Anordnung von dem Magneten und der Hülse haben Systemtoleranzen eine geringere Auswirkung auf das System. Eine mögliche verkippte Anordnung des Magneten ist durch die Nähe zu der Hülse wesentlich unkritischer.By the above-described embodiments of the piston-cylinder arrangement according to the invention, in which the piston is guided with the magnet in the coil assembly, the high demands on the parallelism between the mechanical axis and the magnetic axis are met to the position of the piston in the Cylinder to determine. Another advantage of this solution lies in the fact that, due to the principle of the arrangement of piston, magnet and sensor resulting from a rotation of the magnet change in the magnetic axis has no effect on the position of the piston. Due to the geometrical arrangement of the magnet and sleeve, system tolerances have less effect on the system. A possible tilted arrangement of the magnet is much less critical due to the proximity to the sleeve.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, an embodiment is described in detail.

Es zeigen:Show it:

1 eine erste Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung; 1 a first embodiment of the piston-cylinder assembly;

2 eine weitere Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung bei der die Spulenanordnung von einem Rohr umgeben ist; 2 a further embodiment of the piston-cylinder assembly in which the coil assembly is surrounded by a tube;

3 eine weitere Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung bei der die Spulenanordnung im hinteren Teil des Zylinders angeordnet ist; 3 a further embodiment of the piston-cylinder assembly in which the coil assembly is arranged in the rear part of the cylinder;

4 eine weitere Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung bei der die Hülse mittels eines Tiefziehverfahrens hergestellt worden ist; 4 another embodiment of the piston-cylinder assembly in which the sleeve has been produced by a deep-drawing process;

5 eine weitere Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung mit einer Kontaktvorrichtung im Bereich der Hülse; 5 a further embodiment of the piston-cylinder assembly with a contact device in the region of the sleeve;

6 die Kontaktvorrichtung aus 4 im Detail und 6 the contact device 4 in detail and

7 schematisch den Aufbau einer Spulenanordnung. 7 schematically the structure of a coil assembly.

In 1 ist eine erste Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 gezeigt. Die Kolben-Zylinder-Anordnung 1 umfasst einen Zylinder 2, der das Gehäuse bildet, in dem ein Kolben 3 angeordnet ist, der longitudinal beweglich angeordnet ist. An dem Ende des Kolbens 3, der einem Pleuel 15 abgewandt ist, ist ein Magnet 9 angeordnet. Der Magnet 9 weist in der in 1 dargestellten Ausführungsform die Gestalt eines Ringes auf. Im vorderen Bereich des Zylinders 2, in dem der Kolben 3 beweglich geführt ist, ist der Bereich des Zylinders 2 durch eine Hülse 5 gebildet. Die Hülse 5 besteht aus einem ferromagnetischen Material. Auf der Hülse 5 ist eine Primärwicklung 6 aufgewickelt. Die Primärwicklung 6 wird seitlich, beabstandet jeweils von einer Sekundärwicklung 7, 8 flankiert. Die Sekundärwicklungen 7, 8 sind symmetrisch aufgebaut, wobei die Sekundärwicklungen 7, 8 jeweils in entgegengesetzter Richtung kontaktiert sind. Durch die ferromagnetische Hülse 5 wird im Bereich der Primärwicklung 6 ein Magnetfeld induziert. Der Magnet 9 des Kolbens 3 verursacht in seinem näheren Umfeld eine Sättigung der Hülse 5, so dass das in der Hülse 5 induzierte Magnetfeld der Primärwicklung 6 in zwei Magnetfelder aufgespalten wird. Mit Hilfe der beiden Sekundärwicklungen 7, 8 wird die jeweilige Stärke der aufgespaltenen Magnetfelder ermittelt. Über das Verhältnis der beiden Magnetfelder zueinander lässt sich die Position der Sättigung der Hülse 5 und damit die Position des Magneten 9 ermitteln. Über die Position des Magneten 9 erhält man wiederum direkt die Position des Kolbens 3.In 1 is a first embodiment of the piston-cylinder assembly 1 shown. The piston-cylinder arrangement 1 includes a cylinder 2 which forms the housing in which a piston 3 is arranged, which is arranged longitudinally movable. At the end of the piston 3 , a connecting rod 15 is turned away, is a magnet 9 arranged. The magnet 9 points in the in 1 illustrated embodiment, the shape of a ring. In the front area of the cylinder 2 in which the piston 3 is movably guided, is the area of the cylinder 2 through a sleeve 5 educated. The sleeve 5 consists of a ferromagnetic material. On the sleeve 5 is a primary winding 6 wound. The primary winding 6 is laterally spaced from each of a secondary winding 7 . 8th flanked. The secondary windings 7 . 8th are symmetrically constructed, with the secondary windings 7 . 8th each contacted in the opposite direction. Through the ferromagnetic sleeve 5 is in the field of primary winding 6 induces a magnetic field. The magnet 9 of the piston 3 causes saturation of the sleeve in its immediate vicinity 5 , so that in the sleeve 5 induced magnetic field of the primary winding 6 split into two magnetic fields. With the help of the two secondary windings 7 . 8th the respective strength of the split magnetic fields is determined. About the ratio of the two magnetic fields to each other can be the position of saturation of the sleeve 5 and hence the position of the magnet 9 determine. About the position of the magnet 9 In turn, you directly get the position of the piston 3 ,

In 2 ist eine weitere Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 dargestellt, bei der die Spulenanordnung 4 von einem zylindrischen Rohr 11 umgeben ist. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 sind die um die Hülse 5 gewickelten Primär- 6 und Sekundärwicklungen 7, 8 von einem Rohr 11 umgeben. Das Rohr 11 besteht bevorzugt aus einem ferromagnetischen Material. Durch das Rohr 11 wird die Spulenanordnung aus Hülse 5 und Primär- 6 und Sekundärwicklungen 7, 8 von störenden Einflüssen von außen abgeschirmt. Durch ein Rohr 11 aus ferromagnetischem Material, das den gesamten Bereich der Wicklungen überdeckt, wird beispielsweise ein von außen induziertes Störmagnetfeld auf alle Wicklungen 7, 8 gemeinsam verteilt, wodurch es zu keiner Verfälschung des Ergebnisses kommt. Die elektrische Kontaktierung der Primär- 6 und Sekundärwicklungen 7, 8 sowie die Ermittlung der Position der Sättigung der Hülse 5 erfolgt beispielsweise über eine elektronische Schaltung 10, die an dem Zylinder 2 angebracht ist.In 2 is another embodiment of the piston-cylinder assembly 1 shown in which the coil assembly 4 from a cylindrical tube 11 is surrounded. At the in 2 illustrated embodiment of the piston-cylinder assembly 1 are those around the sleeve 5 wound primary 6 and secondary windings 7 . 8th from a pipe 11 surround. The pipe 11 is preferably made of a ferromagnetic material. Through the pipe 11 the coil assembly is made of sleeve 5 and primary 6 and secondary windings 7 . 8th shielded from disturbing influences from the outside. Through a pipe 11 ferromagnetic material covering the entire area of the windings becomes, for example, an externally induced disturbing magnetic field on all windings 7 . 8th distributed, which results in no distortion of the result. The electrical contacting of the primary 6 and secondary windings 7 . 8th and determining the position of saturation of the sleeve 5 takes place for example via an electronic circuit 10 attached to the cylinder 2 is appropriate.

In 3 ist eine weitere Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 dargestellt, bei der die Spulenanordnung 4 im hinteren Teil des Zylinders 2 angeordnet ist. Die in 3 dargestellte Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 ist vergleichbar zu der in 1 dargestellten Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 aufgebaut. Die Hülse 5 mit der Primärwicklung 6 und den Sekundärwicklungen 7, 8 ist bei der in 3 dargestellten Ausführungsform im hinteren Bereich des Zylinders 2 angeordnet. Hierbei ist der Magnet 9 an dem Kolben 3 an dem Ende angeordnet, das dem Pleuel 15 zugeordnet ist. Der Magnet 9 ist hierbei derart angeordnet, dass er sich bei einer Bewegung des Kolbens 3 in dem Zylinder 2 innerhalb des von der Hülse 5 gegebenen Bereichs längs der mechanischen Achse des Kolbens 3 bewegt.In 3 is another embodiment of the piston-cylinder assembly 1 shown in which the coil assembly 4 in the back of the cylinder 2 is arranged. In the 3 illustrated embodiment of the piston-cylinder assembly 1 is comparable to the one in 1 illustrated embodiment of the piston-cylinder assembly 1 built up. The sleeve 5 with the primary winding 6 and the secondary windings 7 . 8th is at the in 3 illustrated embodiment in the rear region of the cylinder 2 arranged. Here is the magnet 9 on the piston 3 arranged at the end of the connecting rod 15 assigned. The magnet 9 in this case is arranged such that it moves during a movement of the piston 3 in the cylinder 2 inside of the sleeve 5 given area along the mechanical axis of the piston 3 emotional.

In 4 ist eine weitere Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 dargestellt, bei der die Hülse 5 mittels eines Tiefziehverfahrens hergestellt worden ist. Der Aufbau der in 4 dargestellten Ausführungsform ist vergleichbar zu der in 1 dargestellten Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung 1. Die tiefgezogene Hülse 5 weist an einem Ende, bedingt durch das Herstellungsverfahren, einen Boden 14 auf. Die Hülse 5 hat dadurch in etwa die Form eines Topfes, mit der Hülse 5 als Wand und dem Boden 14. Der Boden 14 ist im zentralen Bereich in der dargestellten Ausführungsform durchbrochen, so dass ein Druckausgleich zwischen dem von dem Kolben 3 komprimierten Zylinderraum und einem auf der linken Stirnseite der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 angeordnetem Ausgleichsbehälter 16 stattfinden kann.In 4 is another embodiment of the piston-cylinder assembly 1 shown at the sleeve 5 has been produced by means of a deep-drawing process. The construction of in 4 illustrated embodiment is similar to that in 1 illustrated embodiment of the piston-cylinder assembly 1 , The deep-drawn sleeve 5 has at one end, due to the manufacturing process, a floor 14 on. The sleeve 5 This has approximately the shape of a pot, with the sleeve 5 as a wall and the floor 14 , The floor 14 is broken in the central region in the illustrated embodiment, so that a pressure equalization between that of the piston 3 compressed cylinder space and one on the left side of the piston-cylinder arrangement 1 arranged compensation tank 16 can take place.

In 5 ist eine weitere Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 mit einer Kontaktvorrichtung 12 im Bereich der Hülse 5 dargestellt. Die Kontaktvorrichtung 12 ist im Detail in 6 dargestellt. Die Kontaktvorrichtung 12 kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, elektrische Anschlusskontakte für die Primär- 6 und Sekundärwicklungen 7, 8 bereit zu stellen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Kontaktvorrichtung 12, wie in 5 dargestellt, auch mit einer elektronischen Schaltung 10 versehen sein, die aus dem durch den Magneten 9 aufgespaltenen Magnetfeld die Position der Sättigung und damit die Position des Magneten 9 ermittelt. In einer weiteren Ausführungsform kann die Auswertung auch durch eine externe Auswerteelektronik erfolgen.In 5 is another embodiment of the piston-cylinder assembly 1 with a contact device 12 in the area of the sleeve 5 shown. The contact device 12 is in detail in 6 shown. The contact device 12 For example, it may be designed to provide electrical connection contacts for the primary 6 and secondary windings 7 . 8th to provide. In a further embodiment, the contact device 12 , as in 5 shown, also with an electronic circuit 10 Be provided by the magnet 9 split magnetic field the position of saturation and thus the position of the magnet 9 determined. In a further embodiment, the evaluation can also be carried out by an external evaluation electronics.

Die Kontaktvorrichtung 12 in 6 ist beispielsweise durch einen Kunststoffring 13 gebildet, der auf die Hülse 5 geschoben werden kann. Über den Kunststoffring 13 erfolgt die Kontaktierung der Primär- 6 und Sekundärwicklungen 7, 8. Die elektrische Schaltung 10 ist in der in 6 dargestellten Ausführungsform an der Kontaktvorrichtung 12 angeordnet und elektrisch kontaktiert.The contact device 12 in 6 is for example by a plastic ring 13 formed on the sleeve 5 can be pushed. About the plastic ring 13 the contacting of the primary 6 and secondary windings 7 . 8th , The electrical circuit 10 is in the in 6 illustrated embodiment of the contact device 12 arranged and electrically contacted.

In 7 ist schematisch der Aufbau einer Spulenanordnung 4 dargestellt. Die Spulenanordnung 4 weist eine Hülse 5 aus einem ferromagnetischen Material auf. Auf die Hülse 5 ist eine Primärwicklung 6 aufgewickelt. Der von der Primärwicklung 6 umgebene Bereich der Hülse 5 ist vorzugsweise länger als der zu messende Bereich. Über die Primärwicklung 6 wird ein magnetisches Feld erzeugt. Befindet sich nun im Bereich des von der Primärwicklung 6 erzeugten Magnetfeldes ein Magnet 9, kommt es zu einer magnetischen Sättigung der Hülse 5 im Bereich des Magneten 9. Die Feldstärke des Magneten 9 muss hierzu entsprechend in der Lage sein. Durch die magnetische Sättigung der Hülse 5 im Bereich des von der Primärwicklung 6 induzierten Magnetfeldes kommt es im Bereich der Sättigung zu einer „Aufspaltung” dieses Magnetfeldes in zwei Magnetfelder. Benachbart zu der Primärwicklung 6 sind auf der Hülse 5 jeweils die Sekundärwicklungen 7, 8 aufgewickelt. Diese Sekundärwicklungen 7, 8 schließen nicht direkt an die Primärwicklung 6 an, sondern sind von dieser leicht beabstandet. Die Sekundärwicklungen 7, 8 erfassen die Größe der beiden aufgespaltenen Magnetfelder. Durch das Verhältnis der beiden Magnetfelder zueinander ergibt sich die Position der Aufspaltung des Magnetfeldes durch die Sättigung der Hülse 5 durch den Magneten 9. Über die Position des Magneten 9 wiederum erhält man direkt die Position des Kolbens 3, an dem der Magnet 9 angeordnet ist.In 7 schematically is the structure of a coil assembly 4 shown. The coil arrangement 4 has a sleeve 5 made of a ferromagnetic material. On the sleeve 5 is a primary winding 6 wound. The one from the primary winding 6 surrounded area of the sleeve 5 is preferably longer than the area to be measured. About the primary winding 6 a magnetic field is generated. Is now in the area of the of the primary winding 6 Magnetic field generated a magnet 9 , there is a magnetic saturation of the sleeve 5 in the area of the magnet 9 , The field strength of the magnet 9 must be able to do this accordingly. Due to the magnetic saturation of the sleeve 5 in the area of from the primary winding 6 induced magnetic field occurs in the region of saturation to a "splitting" of this magnetic field in two magnetic fields. Adjacent to the primary winding 6 are on the sleeve 5 each the secondary windings 7 . 8th wound. These secondary windings 7 . 8th do not close directly to the primary winding 6 but are slightly spaced from this. The secondary windings 7 . 8th capture the size of the two split magnetic fields. Due to the ratio of the two magnetic fields to each other, the position of the splitting of the magnetic field results from the saturation of the sleeve 5 through the magnet 9 , About the position of the magnet 9 Again, you get directly the position of the piston 3 where the magnet is 9 is arranged.

Die Ermittlung der Position des Magneten 9 und damit die Position des Kolbens 3 im Zylinder 2 erfolgt permanent, so dass bereits kleine Bewegungen des Kolbens 3 sofort bemerkbar sind, wobei der benötigte Bauraum der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 durch die Integration der Spulenanordnung 4 in den Zylinder 2 möglichst gering gehalten wird. Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung 1 gewährleistet ein frühzeitiges Erkennen des Fahrerwunsches bei Stopp-Start-Systemen.Determining the position of the magnet 9 and hence the position of the piston 3 in the cylinder 2 takes place permanently, so that already small movements of the piston 3 Immediately noticeable, with the required space of the piston-cylinder assembly 1 by the integration of the coil arrangement 4 in the cylinder 2 kept as low as possible. The piston-cylinder arrangement according to the invention 1 ensures early recognition of the driver's request in stop-start systems.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kolben-Zylinder-AnordnungPiston-cylinder arrangement
22
Zylindercylinder
33
Kolbenpiston
44
Spulenanordnungcoil assembly
55
Hülseshell
66
Primärwicklungprimary
77
Sekundärwicklungsecondary winding
88th
Sekundärwicklungsecondary winding
99
Magnetmagnet
1010
elektronische Schaltungelectronic switch
1111
Rohrpipe
1212
Kontaktvorrichtungcontact device
1313
KunststoffringPlastic ring
1414
Bodenground
1515
Pleuelpleuel
1616
Ausgleichsbehältersurge tank

Claims (10)

Kolben-Zylinder-Anordnung (1) aufweisend, einen Zylinder (2) in dem ein Kolben (3) longitudinal beweglich angeordnet ist, wobei der Zylinder (2) eine zylindrische Spulenanordnung (4) zur Bestimmung der Position des Kolbens (3) in dem Zylinder (2) umfasst, die eine Hülse (5) aus einem ferromagnetischen Material aufweist, die einen Teil des Zylinders (2) bildet und die teilweise von einer Primärwicklung (6) umwickelt ist, wobei die Hülse (5) seitlich beabstandet von der Primärwicklung (6) jeweils von einer weiteren Sekundärwicklung (7, 8) umwickelt ist und wobei der Kolben (3) mit wenigstens einem Magneten (9) versehen ist, der an dem Kolben (3) derart angeordnet ist, dass innerhalb des Bereichs der Spulenanordnung (4) durch den Magneten (9) ein wirksames Magnetfeld induzierbar ist.Piston-cylinder arrangement ( 1 ), a cylinder ( 2 ) in which a piston ( 3 ) is longitudinally movable, wherein the cylinder ( 2 ) a cylindrical coil arrangement ( 4 ) for determining the position of the piston ( 3 ) in the cylinder ( 2 ) comprising a sleeve ( 5 ) made of a ferromagnetic material which forms part of the cylinder ( 2 ) and which partially depends on a primary winding ( 6 ), wherein the sleeve ( 5 ) laterally spaced from the primary winding ( 6 ) each of a further secondary winding ( 7 . 8th ) and wherein the piston ( 3 ) with at least one magnet ( 9 ) provided on the piston ( 3 ) is arranged such that within the range of the coil arrangement ( 4 ) through the magnet ( 9 ) an effective magnetic field is inducible. Kolben-Zylinder-Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich der Hülse (5) durch das von dem Magneten (9) induzierte Magnetfeld magnetisch sättigbar ist.Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a portion of the sleeve ( 5 ) by the magnet ( 9 ) induced magnetic field is magnetically saturable. Kolben-Zylinder-Anordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Lage der magnetischen Sättigung der Hülse (5) die Position des Magneten (9) bestimmbar ist, wodurch die Position des Kolbens (3) im Zylinder (2) bestimmbar ist.Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to claim 2, characterized in that by the position of the magnetic saturation of the sleeve ( 5 ) the position of the magnet ( 9 ), whereby the position of the piston ( 3 ) in the cylinder ( 2 ) is determinable. Kolben-Zylinder-Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um die Spulenanordnung (4) ein Rohr (11) angeordnet ist, das aus einem ferromagnetischen Material besteht.Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that around the coil arrangement ( 4 ) a pipe ( 11 ) is arranged, which consists of a ferromagnetic material. Kolben-Zylinder-Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) als Gleitvorrichtung für den Kolben (3) dient.Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 5 ) as sliding device for the piston ( 3 ) serves. Kolben-Zylinder-Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um die Spulenanordnung (4) eine Umhüllung aus Kunststoff aufgebracht ist.Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that around the coil arrangement ( 4 ) An envelope made of plastic is applied. Kolben-Zylinder-Anordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite der Hülse (3) eine Schicht aus Kunststoff aufgebracht ist.Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to claim 6, characterized in that on the inside of the sleeve ( 3 ) a layer of plastic is applied. Kolben-Zylinder-Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2) im Bereich der Spulenanordnung (4) eine geringere Wandstärke aufweist als im Bereich ohne Spulenanordnung (4).Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder ( 2 ) in the region of the coil arrangement ( 4 ) has a smaller wall thickness than in the region without a coil arrangement ( 4 ). Kolben-Zylinder-Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Hülse (3) eine elektronische Schaltung (10) zur elektrischen Kontaktierung der Primär- (7) und Sekundärwicklungen (8, 9) angeordnet ist.Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the sleeve ( 3 ) an electronic circuit ( 10 ) for electrically contacting the primary ( 7 ) and secondary windings ( 8th . 9 ) is arranged. Kolben-Zylinder-Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Anordnung (1) einen Teil eines Geber- oder Nehmerzylinders eines hydraulischen Kupplungs- oder Bremsbetätigungssystems bildet.Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston-cylinder arrangement ( 1 ) forms part of a donor or slave cylinder of a hydraulic clutch or brake actuation system.
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