DE102013102199A1 - Cylinder with path measuring device - Google Patents
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- B62D5/12—Piston and cylinder
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Abstract
Die Beschreibung umfasst einen Zylinder zur Kraftübertragung einer Lenkunterstützung eines Fahrzeugs umfassend: einen Kolben 13 mit einer Kolbenstange 7, wobei der Kolben 13 durch pneumatische oder hydraulische Drücke innerhalb des Zylinders translatorisch bewegbar ist, wobei der Zylinder ferner umfasst: ein Mittel 11 zum Umlenken der translatorischen Bewegung des Kolbens 13 in eine Drehbewegung und ein Drehwinkelsensor 10 zur Messung der Drehbewegung.The description comprises a cylinder for power transmission of a steering support of a vehicle comprising: a piston 13 with a piston rod 7, wherein the piston 13 is translationally movable by pneumatic or hydraulic pressures within the cylinder, the cylinder further comprising: a means 11 for deflecting the translational Movement of the piston 13 in a rotational movement and a rotational angle sensor 10 for measuring the rotational movement.
Description
GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinder zur Kraftübertragung einer Lenkunterstützung eines Fahrzeugs und ein Lenksystem mit einer Lenkunterstützung für ein Fahrzeug. The present invention relates to a cylinder for power transmission of a steering assist of a vehicle and a steering system with a steering assist for a vehicle.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
Im Stand der Technik sind Zylinder zur Kraftübertragung bekannt, die eine Wegmessung des Kolbens außerhalb des Zylinders aufweisen. Die Wegmessung erfolgt dadurch, dass ein Sensor an der Außenwand des Zylinders angeordnet wird und die Bewegung eines Magneten, der am Kolben befestigt ist, verfolgt. In the prior art cylinders are known for power transmission, which have a displacement measurement of the piston outside the cylinder. The path measurement is performed by placing a sensor on the outer wall of the cylinder and tracking the movement of a magnet mounted on the piston.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Damit eine Wegmessung mit einem Sensor an der Außenwand des Zylinders, der die Bewegung eines Magneten am Kolben verfolgt, funktioniert, muss die Zylinderwand aus einem nicht magnetischen Material sein. Ein geeignetes Material wäre beispielsweise Kunststoff, Aluminium, nichtmagnetischer Stahl oder austenitisches Gusseisen. Allerdings sind bei Materialien mit geringer Festigkeit, wie Kunststoff oder Aluminium, hohe Wandstärken erforderlich, damit der Zylinder auch für hohe Drücke geeignet ist. Eine hohe Wandstärke des Zylinders bedeutet ein großer Abstand des Sensors zum Magneten des Kolbens, wodurch die Messgenauigkeit verschlechtert wird. Eine Alternative wäre ein nichtmagnetischer Stahl. Nichtmagnetischer Stahl ist auch bei geringer Wandstärke für hohe Drücke geeignet. Allerdings ist nichtmagnetischer Stahl teuer und schwer bearbeitbar. For a displacement measurement to work with a sensor on the outer wall of the cylinder tracking the movement of a magnet on the piston, the cylinder wall must be made of a non-magnetic material. A suitable material would be, for example, plastic, aluminum, non-magnetic steel or austenitic cast iron. However, high wall thicknesses are required for low strength materials such as plastic or aluminum, so that the cylinder is also suitable for high pressures. A high wall thickness of the cylinder means a large distance of the sensor to the magnet of the piston, whereby the measurement accuracy is deteriorated. An alternative would be a non-magnetic steel. Non-magnetic steel is suitable for high pressures even with low wall thickness. However, non-magnetic steel is expensive and difficult to machine.
Eine Aufgabe ist daher, einen Zylinder zur Kraftübertragung zur Verfügung zu stellen, der aus einem Material geringer Festigkeit hergestellt werden kann und dennoch hohen Drücken Stand hält. Außerdem sollte die Wegmessung der Hubbewegung des Kolbens exakt sein. It is therefore an object to provide a power transmission cylinder which can be made of a low strength material while still withstanding high pressures. In addition, the distance measurement of the stroke of the piston should be accurate.
Als erste Ausführungsform der Erfindung wird ein Zylinder zur Kraftübertragung einer Lenkunterstützung eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, umfassend: einen Kolben mit einer Kolbenstange, wobei der Kolben durch pneumatische oder hydraulische Drücke innerhalb des Zylinders translatorisch bewegbar ist, wobei der Zylinder ferner umfasst: ein Mittel zum Umlenken der translatorischen Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung und ein Drehwinkelsensor zur Messung der Drehbewegung. As a first embodiment of the invention, there is provided a cylinder for power transmitting a steering assist of a vehicle, comprising: a piston having a piston rod, the piston being translatable by pneumatic or hydraulic pressures within the cylinder, the cylinder further comprising: means for Diverting the translational movement of the piston in a rotational movement and a rotational angle sensor for measuring the rotational movement.
Durch die Transformation der translatorischen Hubbewegung eines Kolbens eines Zylinders in eine rotatorische Drehbewegung können vorteilhafterweise Drehwinkelsensoren zur Wegmessung des Kolbens verwendet werden. Vorteilhafterweise kann der Drehwinkelsensor innerhalb des Zylinders angeordnet werden, wodurch der Sensor geschützt ist. Due to the transformation of the translatory lifting movement of a piston of a cylinder into a rotary rotary motion, advantageously rotational angle sensors can be used for measuring the distance of the piston. Advantageously, the rotation angle sensor can be arranged inside the cylinder, whereby the sensor is protected.
Als zweite Ausführungsform der Erfindung wird ein Lenksystem mit einer Lenkunterstützung für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, wobei das Lenksystem einen Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist. As a second embodiment of the invention, a steering system with a steering assistance for a vehicle is provided, wherein the steering system comprises a cylinder according to one of claims 1 to 5.
Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Exemplary embodiments are described in the dependent claims.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Zylinder zur Verfügung gestellt, wobei der Drehwinkelsensor eine Spindel aufweist, deren Rotation durch den Drehwinkelsensor feststellbar ist und wobei die Spindel mit der Kolbenstange über das Mittel gekoppelt ist. According to an exemplary embodiment of the invention, a cylinder is provided, wherein the rotation angle sensor comprises a spindle whose rotation is detectable by the rotation angle sensor and wherein the spindle is coupled to the piston rod via the means.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Zylinder zur Verfügung gestellt, wobei das Mittel eine Mutter, ein Innengewinde oder ein Kugelumlaufgewinde ist. In a further embodiment of the invention, a cylinder is provided, wherein the means is a nut, an internal thread or a ball screw thread.
Vorteilhafterweise kann ein Drehwinkelsensor verwendet werden, der mehr als 360° messen kann, wodurch eine kleinere Steigung der Mutter, des Innengewindes oder des Kugelumlaufgewindes und der Spindel gewählt werden kann und sich dadurch eine höhere Auflösung der Hubbewegung des Kolbens ergibt. Advantageously, a rotation angle sensor can be used, which can measure more than 360 °, whereby a smaller pitch of the nut, the internal thread or the ball screw and the spindle can be selected and thereby results in a higher resolution of the stroke movement of the piston.
Durch die Verwendung einer Mutter oder eines Innengewindes kann eine herstellungstechnisch einfache Transformation der Hubbewegung in eine Drehbewegung erfolgen. Ein Kugelumlaufgewinde zeichnet sich durch eine sehr geringe Reibwirkung aus. By using a nut or an internal thread, a manufacturing technology simple transformation of the lifting movement can be carried out in a rotary motion. A ball screw is characterized by a very low friction effect.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Zylinder zur Verfügung gestellt, wobei die Kolbenstange eine Verdrehsicherung aufweist. According to a further embodiment of the present invention, a cylinder is provided, wherein the piston rod has an anti-rotation.
Durch eine Verdrehsicherung der Kolbenstange werden Messfehler aufgrund Rotationen, die ihre Ursache nicht in einer Hubbewegung haben, vermieden. Die Verdrehsicherung ergibt sich bezüglich der Kolbenstange zum Zylinderrohr/zum restlichen Zylinder. Die Kolbenstange ist daher wegen der Verdrehsicherung im Zylinderrohr nicht verdrehbar. By preventing rotation of the piston rod measuring errors due to rotations, which do not have their cause in a lifting movement avoided. The rotation is obtained with respect to the piston rod to the cylinder tube / the rest of the cylinder. The piston rod is therefore not rotatable because of the rotation in the cylinder tube.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Zylinder zur Verfügung gestellt, wobei die Verdrehsicherung durch eine exzentrische Anordnung der Kolbenstange und/oder durch eine Ausbildung der Kolbenstange als Vierkantrohr oder als Profilrohr ausgebildet ist, wobei die Kolbenstange als Rohr oder als Vollmaterialstange ausgeformt sein kann. According to an exemplary embodiment of the invention, a cylinder is provided, wherein the rotation by an eccentric arrangement of the piston rod and / or is formed by a design of the piston rod as a square tube or as a profile tube, wherein the piston rod may be formed as a tube or solid material rod.
Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, einen Zylinder zur Kraftübertragung zur Verfügung zu stellen, der zur Wegmessung des Kolbens die translatorische Bewegung der Kolbenstange in eine rotatorische Bewegung umwandelt, die von einem Drehwinkelsensor gemessen werden kann. Vorteilhafterweise kann bei einem derartigen Zylinder die Wandstärke unabhängig von einem Sensor gewählt werden. Somit ist auch ein höherer Druck innerhalb des Zylinders möglich, wodurch mehr Kraft übertragen werden kann. Außerdem kann ein entsprechender Drehwinkelsensor für Zylinder unterschiedlicher Hublänge verwendet werden, sodass nur ein oder wenige Typen von Drehwinkelsensoren für eine große Vielfalt von Zylindern verwendet werden können. As an idea of the invention can be considered to provide a cylinder for power transmission, which converts the translational movement of the piston rod in a rotational movement, which can be measured by a rotation angle sensor for the displacement measurement of the piston. Advantageously, in such a cylinder, the wall thickness can be selected independently of a sensor. Thus, a higher pressure within the cylinder is possible, whereby more power can be transmitted. In addition, a corresponding rotation angle sensor can be used for cylinders of different stroke length, so that only one or a few types of rotation angle sensors can be used for a wide variety of cylinders.
Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen. Of course, the individual features can also be combined with each other, which can also be partially beneficial effects that go beyond the sum of the individual effects.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigen Further details and advantages of the invention will become apparent from the embodiments illustrated in the drawings. Show it
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS
Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen“ weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein“ und „eine“ mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt. It should be noted that the term "comprising" does not exclude other elements or method steps, just as the term "a" and "an" does not exclude multiple elements and steps.
Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird. The reference numerals used are for convenience of reference only and are not to be considered as limiting, the scope of the invention being indicated by the claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Druckanschluss pressure connection
- 2 2
- Sensor zur Wegmessung Sensor for distance measurement
- 3 3
- Druckanschluss pressure connection
- 4 4
- mechanischer Anschluss mechanical connection
- 5 5
- Kolbenstange piston rod
- 6 6
- Zylinder cylinder
- 7 7
- Kolbenstange piston rod
- 9 9
- Spindel spindle
- 10 10
- Drehwinkelsensor Rotation angle sensor
- 11 11
- Mutter oder Innengewinde oder Kugelumlaufgewinde Nut or female thread or recirculating ball thread
- 12 12
- Dichtung zum Sensorraum Seal to the sensor room
- 13 13
- Kolben piston
- 14 14
- Achse axis
- 15 15
- Anschluss connection
- 16 16
- Kolben piston
Claims (6)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102013102199.9A DE102013102199A1 (en) | 2013-03-06 | 2013-03-06 | Cylinder with path measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102013102199.9A DE102013102199A1 (en) | 2013-03-06 | 2013-03-06 | Cylinder with path measuring device |
Publications (1)
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DE102013102199A1 true DE102013102199A1 (en) | 2014-09-11 |
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Family Applications (1)
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DE102013102199.9A Withdrawn DE102013102199A1 (en) | 2013-03-06 | 2013-03-06 | Cylinder with path measuring device |
Country Status (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2013
- 2013-03-06 DE DE102013102199.9A patent/DE102013102199A1/en not_active Withdrawn
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