-
Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Die
DE 10 2004 055 050 A1 offenbart einen Schwingungsdämpfer mit einem Beschleunigungssensor. Dabei ist der Beschleunigungssensor in einen Stecker integriert, der zur elektrischen Anbindung des Schwingungsdämpfers verwendet wird. Der Stecker ist dabei in ein entsprechendes Gegenstück, welches an dem Schwingungsdämpfer angeordnet ist, eingesteckt. Bei dieser einfachen Ausführungsvariante zur Anordnung des Beschleunigungssensors innerhalb des Steckers ist eine exakte Ausrichtung des Beschleunigungssensors an dem Schwingungsdämpfer jedoch nicht möglich. Zudem ist ein Austausch des Beschleunigungssensors sehr aufwändig, da hierzu das komplette Kabel inklusive des Steckers ausgetauscht werden muss.
-
Weiter ist in der
DE 44 27 559 A1 ein gattungsgemäßer Schwingungsdämpfer gezeigt. Hierbei ist ein Beschleunigungssensor und ein elektrischer Anschluss innerhalb eines Halters angeordnet. Der Halter ist weiterhin fest mit dem Schwingungsdämpfer verbunden. Der Halter dichtet bei dieser Variante ein elektrisch verstellbares Ventil ab, wodurch ein Ausbau und ein Austausch des Sensors sehr aufwändig, teuer und sogar für eine Fachwerkstatt nahezu unmöglich ist.
-
Die Gattungsgemäße US 2009 / 0 071 772 A1 beschreibt Anordnung eines Sensors an einer Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen alternativen Schwingungsdämpfer mit einem Sensor, insbesondere mit einem Beschleunigungssensor, bereitzustellen, der einfach und mit geringen Toleranzen in einer bestimmten Position und Ausrichtung an dem Schwingungsdämpfer montiert werden kann.
-
Diese vorstehende Aufgabe wird mittels des Schwingungsdämpfers gemäß dem vollständigen Patentanspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausführungen der Erfindung beschrieben.
-
Der Halter ist hierbei fest mit dem Schwingungsdämpfer verbunden. In Vorteilhafter Weise ist dieser Halter auf das Gehäuse des Schwingungsdämpfers aufgeklebt, angeschweißt oder mit einer Schelle befestigt. Der Halter kann hierbei als Blechteil ausgebildet sein.
-
Weiterhin ist der Sensor, insbesondere ein Beschleunigungssensor, an dem Halter angeordnet, wobei der Sensor, insbesondere dessen Sensorgehäuse, und der Halter jeweils mindestens zwei erste Anlagebereiche aufweisen.
-
Die folgenden Ausführungen zu Anlagebereichen und Anlagebereichspaaren sind allgemein gehalten, da diese auch für später eingeführte Anlagebereiche und Anlagebereichspaare gültig sind.
-
Die Anlagebereiche sind hierbei vorzugsweise durch Flächen ausgebildet, die beispielsweise eben, gebogen oder in anderer Art und Weise ausgebildet sein können. Zwei komplementäre Anlagebereiche, also ein Anlagebereich des Sensors und ein Anlagebereich des Halters, bilden hierbei ein Anlagebereichspaar, wobei ein Anlagebereichspaar eine freie Bewegung des Sensors gegenüber dem Halter in einer Richtung einschränkt. Die komplementären Anlagebereiche eines Anlagebereichspaar weisen im Wesentlichen dieselbe Form auf und sind parallel zueinander, sodass diese in spielfreiem Kontakt stehen.
-
Damit die Bewegungsfreiheit des Sensors in mehreren Richtungen eingeschränkt werden kann, weisen die Flächen der verschiedenen Anlagebereichspaare Schnittkanten auf. In anderen Worten bilden die Normalen dieser Anlagebereiche einen Winkel zueinander. Die Schnittkanten müssen daher nicht konkret am Bauteil vorhanden sein. Man kann ebenso sagen, dass die Flächen verschiedener Anlagebereichspaare nicht parallel zueinander sind.
-
Um die Position des Sensors vollständig vor der Fixierung am Halter vollständig festlegen zu können sind drei Anlagebereichspaare notwendig. Bei der Montage können zunächst lediglich zwei Anlagebereichspaare des Sensors und des Halters in spielfreiem Kontakt stehen. Um einen spielfreien Kontakt zu gewährleisten kann beispielsweise ein leichter Druck auf den Sensor in Richtung Anlagebereichspaare ausgeübt werden. Anschließend wird ein Befestigungsmittel verwendet, welches ein drittes Anlagebereichspaar in Kontakt bringt und den Sensor an dem Halter fixiert. Als Befestigungsmittel kann beispielsweise eine Schraube, insbesondere eine selbstfurchende Schraube, oder ein Niet verwendet werden.
-
Zudem ist der Sensor mithilfe eines Sensorträgers an dem Halter angeordnet, wobei der Sensor und der Halter weiterhin Anlagebereichspaare ausbilden und wobei der Sensorträger an dem Halter befestigt ist.
-
Die Erhaltung der Anlagebereichspaare zwischen Sensor und Halter ermöglichen es hier die zuvor erläuterten Vorteile beizubehalten. Die Ausbildung eines Sensorträgers kann hierbei weitere Vorteile mit sich bringen, die im Folgenden erläutert werden.
-
Des Weiteren bilden der Sensorträger und der Sensor jeweils zumindest einen zweiten Anlagebereich, die zumindest ein Anlagebereichspaar ausbilden, sowie der Sensorträger und der Halter jeweils mindestens einen dritten Anlagebereich, die mindestens ein drittes Anlagebereichspaare bilden, aus, wobei erste, zweite und dritte Anlagebereichspaare die Position des Sensors an dem Halter eindeutig vorgeben.
-
Diese Anlagebereiche, die wie auch oben vorzugsweise durch Flächen ausgebildet sind, ermöglichen eine spielfreie Anlage der verschiedenen Bauteile Sensor, Sensorträger und Halter aneinander. Wie bereits erwähnt können die Ausführungen zu den Anlagebereichen und Anlagebereichspaare von oben übernommen werden.
-
Der Sensor kann beispielsweise räumlich zwischen dem Halter und dem Sensorträger angeordnet sein. Der Sensorträger ist funktionell jedoch vorzugsweise zwischen dem Sensor und dem Sensorträger angeordnet. Dies bedeutet, dass der Sensor im Wesentlichen an dem Sensorträger und der Sensorträger im Wesentlichen an dem Halter befestigt ist.
-
Die Anlagebereiche dienen somit als Anschlag für eine genaue Ausrichtung. Anschließend wird der Sensor an dem Halter fixiert.
-
Der Sensor ist somit toleranzfrei an dem Halter angeordnet, weshalb die Toleranz zur Anbringung des Halters maßgeblich für die Ausrichtung des Sensors an dem Schwingungsdämpfer ist.
-
Der Sensor ist hierbei als Einzelbauteil ausgebildet, wobei dies bedeutet, dass das Sensorgehäuse lediglich den Sensor beherbergt, um eine einfache Austauschbarkeit zu ermöglichen. Dabei wird weiter vorgeschlagen, dass ein Kabel aus dem Sensorgehäuse herausführt, welches mit einem Kabelanschluss verbindbar ist. Der Begriff Sensor beschreibt im Folgenden das komplette Einzelbauteil, wobei der Begriff Sensorgehäuse explizit das Gehäuse des Einzelbauteils bezeichnet.
-
Der Halter ist in einer vorteilhaften Ausführungsvariante als Blechteil ausgeführt. Der Halter kann weiterhin mit dem Schwingungsdämpfer verschweißt, verklebt oder mit einer Schelle befestigt sein.
-
Günstigerweise ist der Sensor zerstörungsfrei lösbar mit dem Halter verbunden, beispielsweise durch Befestigungsmittel wie eine Schraubverbindung. Dadurch ist ein Austausch eines defekten Sensors problemlos möglich. Es kann jedoch auch eine Nietverbindung von Vorteil sein.
-
Es wird weiter vorgeschlagen, dass der Sensorträger, insbesondere eine Lasche des Sensorträgers, eine Öffnung des Sensors bzw. des Sensorgehäuses durchgreift. Dabei sind die Lasche und die Öffnung günstigerweise derart ausgebildet, dass diese eine Passung bilden. Die Passung ist dabei vorzugsweise derart ausgeführt, dass der Sensor und der Sensorträger unter geringer Kraftanwendung zusammengebaut werden kann. Der Sensor weist gegenüber dem Sensorträger damit lediglich eine laterale Relativbewegungsmöglichkeit auf und zwar in der Richtig in der die Lasche in die Öffnung eingeführt wurde, wobei zum Trennen der Bauteile ein Kraftaufwand notwendig ist.
-
In einer weiteren Variante wird vorgeschlagen, dass die Öffnung des Sensorgehäuses unrund ist. Hierdurch können rotatorische Freiheitsgrade des Sensors gegenüber dem Sensorträger festgelegt werden. Dabei ist beispielsweise eine Höhe der Lasche und der Öffnung kleiner als eine Breite der Lasche und der Öffnung. Die Breite und die Höhe stehen hierbei rechtwinklig aufeinander, wobei die Breite und die Höhe wiederum beide senkrecht zur Einschubrichtung der Lasche in die Öffnung stehen.
-
Mit besonderem Vorteil ist die Lasche als ein verjüngendes und gestuftes Profil ausgebildet. Dabei kann die zumindest eine Stufe als zweiter Anlagebereich dienen. Dieser Anlagebereich kann beispielsweise durch eine Fläche ausgebildet sein, deren Normalenvektor in Einschubrichtung der Lasche in die Öffnung weist. Die Fläche dient bei dem Zusammenbau von Sensor und Sensorträger somit als Anschlag.
-
Vorzugsweise ist der Sensor gegenüber dem Sensorträger vorgespannt. Hierbei kann die Lasche beispielsweise Krimpstege aufweisen, die nach dem Zusammenstecken von Sensor und Sensorträger verbogen werden. Die Krimpstege liegen dabei so an dem Sensorgehäuse an, dass diese eine Vorspannung des Sensors gegenüber dem Sensorträger bewirken. Dadurch ist ein Zusammenbau der Sensor-Sensorträgerbaueinheit mit dem Halter wesentlich vereinfacht, da die Teile nicht locker aneinander hängen sondern als eine Baueinheit montiert werden können.
-
Weiterhin ist der Sensorträger vorzugsweise durch ein Winkelprofil gebildet. Dadurch kann der Sensorträger den Sensor vor Schmutz schützen. Elektronische Bauteile innerhalb des Sensorgehäuses werden meist mit einer Vergussmasse eingebettet. Diese Vergussmasse dient dem Schutz und der Versiegelung der Elektronik. Allerdings ist die Vergussmasse relativ weich, weshalb diese durch Schmutz beschädigt werden kann. Ein Vergussmassenschutz dient hierbei als zusätzliche Abdeckung. Günstigerweise bildet der Sensorträger somit einen Vergussmassenschutz aus.
-
Der Sensorträger ist vorzugsweise als Blechteil ausgebildet, wobei dieser Rippen zur Versteifung aufweisen kann. Zudem können die Ränder umgebogen sein um die Festigkeit und Steifigkeit des Sensorträgers, insbesondere des Vergussmassenschutzes, zu erhöhen. Die Rippen können dabei beispielsweise die Höhe der Lasche für die Öffnung definieren.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 einen Sensor, einen Sensorträger sowie einen Halter;
- 2 den Sensor, den Sensorträger sowie den Halter aus 1 in einer weiteren Perspektive;
- 3 - 5 den Sensorträger aus 1 in mehreren Darstellungsvarianten;
- 6 - 7 den Halter aus 1 in mehreren Darstellungsvarianten;
- 8 einen Schwingungsdämpfer mit dem Sensor, dem Sensorträger sowie dem Halter aus 1;
- 9 einen weitere Ausführungsvariante eines Sensor.
-
Im Folgenden werden gleichwirkende Mittel oder gleichwirkende Bauteile mit denselben Bezugsziffern versehen.
-
Die 1 und 2 zeigen einen Sensor 10, einen Sensorträger 12 (3 bis 5), sowie einen Halter 14 (6 und 7).
-
Der Sensor bzw. das Sensorgehäuse 10 ist hierbei vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, wobei das Sensorgehäuse eine Öffnung 16 aufweist. Diese Öffnung 16 wird von einer Lasche 18 des blechförmigen Sensorträgers 14 durchgriffen. Die Lasche 18 und die Öffnung 16 weisen hierbei im Wesentlichen dieselbe Breite und dieselbe Höhe auf, sodass die Lasche 18 und die Öffnung eine Passung bilden. Die Höhe der Lasche 18 wird hierbei durch Rippen 20 gebildet, die lediglich über einen Teil der Breite der Lasche 18 ausgebildet sind. Zudem ist die Lasche 18 sowie die daran ausgebildeten Rippen 20 in einer Zusammenbaurichtung Z länger ausgebildet als ein Bügel 40, der einen Teil der Öffnung des Sensors 10 definiert. Die Öffnung ist hierbei unrund ausgebildet. Insbesondere ist die Breite größer als die Höhe der Öffnung 16, wodurch sich die der Sensor 10 und der Sensorträger 12 in einer Achse der Zusammenbaurichtung Z nicht gegeneinander verdrehen können.
-
Weiter ist die Lasche 18 des Sensorträgers 12 als stufenförmiges verjüngedes Profil ausgebildet. Dabei dienen die Flächen 36 der Stufen als zweite Anlagebereiche 36 zur Anlage und Ausrichtung des Sensors 10 an dem Sensorträger 12. Weiterhin weist die Lasche 18 zwei Verkrimpungsstege 24 auf, die nach dem Zusammenbau von Sensor 10 und Sensorträger 12 durch einbringen eines Werkzeugs 38 in Richtung Z aufgespreizt werden. Dadurch wird der Sensor 10 im Wesentlichen an dem Sensorträger 12 festgelegt und gegen diesen vorgespannt. Die Krimpstege 24 werden hierbei im Wesentlichen nach außen, quer zur Zusammenbaurichtung Z aufgespreizt. Man erkennt, dass der Sensorträger hierbei als Winkelprofil ausgebildet ist.
-
Hierbei bilden Innenflächen 50, die in den Figuren verdeckt sind, und eine Stirnfläche 52 der Öffnung 16 sowie Rippen 20 und auch Seitenflächen 51 und Flächen 36 des Sensorträgers 12 zweite Anlagebereiche 62 aus. Die verschiedenen Flächen 20, 36, 50, 51, 52 der zweiten Analagebereiche 62 bilden hierbei Schnittkanten 66 aus. Die Schnittkanten 66 sind an den Bauteilen lediglich an einigen Stellen explizit zu erkennen, beispielsweise zwischen den Flächen 36 und den Seitenflächen 51. Eine Schnittkante zwischen den der Rippen 20 sowie den Flächen 36 oder den Seitenflächen 51 kann durch gedachtes weiterführen der Flächen bis zu einer Schnittkante erhalten werden. Die Flächen der zweiten Anlagebereiche weisen somit einen Winkel zwischen 0 und 180 Grad auf und sind daher nicht parallel zueinander.
-
Weiterhin bildet der Sensorträger 14 einen Vergussmassenschutz 22 aus, der im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu der Lasche 18 steht und ebenfalls Rippen 20 aufweist. Die Rippen 20 dienen an dem Sensorträger 12 zudem der Erhöhung der Stabilität. Weiterhin sind an einem Teil des Sensorträgers 12 die Ränder 42 im Wesentlichen senkrecht abgebogen, wodurch die Stabilität weiter erhöht wird. Der Vergussmassenschutz 22 überdeckt hierbei einen Teil des Sensors 10, der eine Vergussmasse aufweist. Diese, hier nicht sichtbare, Vergussmasse ist relativ weich und schützt beispielsweise eine Elektronik des Sensors 10 vor eindringen von feinem Schmutz und Flüssigkeit. Damit diese Vergussmasse weitestgehend vor Schmutz geschützt ist und nicht beschädigt wird, ist der Vergussmassenschutz als Abdeckung vorgesehen.
-
Die Baueinheit Sensor-Sensorträger ist weiter mit einem Befestigungsmittel 28, insbesondere einem Niet oder einer Schraube an dem Halter 14 befestigt. Dieses Befestigungsmittel 28 greift durch ein Loch 26 des Sensorträgers und durch ein Loch 44 des Halters 14. Die aneinander liegenden Flächen 34,35 des Sensorträgers 12 und des Halters 14 dienen hierbei als dritte Anlagebereiche 64 und bilden ein Anlagebereichspaar. Zudem ist der Sensor mit Flächen 30, 32 an Flächen 31, 33 des Halters 14 angeordnet, wobei die Flächen 30, 31, 32, 33 als erste Anlagebereiche 60 dienen und den Sensor 10 und den Sensorträger 12 gegenüber dem Halter 14 ausrichten. Die Anlagebereiche 60, 62 und 64 legen somit die Position des Sensors 10 gegenüber dem Halter 14 eindeutig fest, wobei das Befestigungsmittel 28 für eine Fixierung sorgt.
-
Weiterhin weisen die Flächen 20, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 50, 51, 52 der ersten 60, zweiten, 62 und dritten Anlagebereiche 64 Schnittkanten 66 auf. Allgemein ist eine Mindestanzahl drei Anlagebereichspaaren mit Schnittkanten 66 der Flächen aller drei Paare untereinander notwendig, um den Sensor 10 gegenüber dem Halter 14 in allen drei translatorischen Bewegungsfreiheitsgraden eindeutig festzulegen. Diese Anlagebereichspaare sind hierbei teilweise zwischen Sensor 10 und Halter 14 sowie zwischen Sensorträger 12 und Halter 14 ausgebildet.
-
Das Loch 26 des Sensorträgers ist dabei derart ausgeführt, dass der Sensor 10 ausreichend Spielraum aufweist, um spielfrei an den Anlagebereichen 30, 32 des Halters 14 angelegt und angebracht zu werden.
-
In 8 ist ein Schwingungsdämpfer 37 dargestellt, an dem der Halter 14 und der Sensor 10 befestigt sind. Der Halter 14 ist hierbei an den Schwingungsdämpfer 37 angeschweißt. Die Genauigkeit der Ausrichtung des Sensors 10 an dem Schwingungsdämpfer 37 wird hierbei im Wesentlichen durch die Schweißnaht des Halters 14 bestimmt. Es ist durchaus auch denkbar den Sensor 10 auf andere Art und Weise an dem Schwingungsdämpfer 37 zu befestigen, beispielsweise indem dieser angeklebt oder befestigt wird.
-
Aus dem Sensor 10 führt hierbei ein Kabel 39 heraus, welches zu einem Anschlussbereich 40 führt, an dem dieses mit einem Stecker 42 abschließt. Hierüber kann der Sensor 10 anschließend angeschlossen und ausgelesen werden. Zudem ist in dem Anschlussbereich ein Stecker zum Anschluss eines elektrisch verstellbaren Ventils angeordnet. Der Stecker des elektrisch verstellbaren Ventils und der Stecker des Sensors 10 können hierbei unabhängig voneinander an dem Anschlussbereich 40 ausgebildet sein.
-
Verwendet man als Befestigungsmittel 28 eine Schraube so kann der Sensor auf einfache Art und Weise ausgetauscht werden. Weiterhin kann die Schraube selbstfurchend sein und direkt in ein Loch des Halter, welches kein Gewinde aufweist, eingebracht werden. So kann der Bearbeitungsschritt zum Einbringen eines Gewindes eingespart werden.
-
Eine weitere Variante des Sensors ist in 9 dargestellt. Dieser Sensor ist in diesem Fall ohne Vergussmassenschutz, jedoch mit Loch 48 ausgeführt und kann ohne Sensorträger in der oben beschriebenen Art und Weise direkt an dem Halter 14 angeordnet werden. Hierbei sind somit lediglich erste Anlagebereiche 46 vorhanden. Die Anlagebereiche weise auch hier Schnittkanten 66 auf. Kommen drei dieser Anlagebereiche 46 zur Anlage an dem Halter und wird der Sensor 10 anschließend an diesem fixiert, so ist der Sensor 10 entsprechend genau an dem Halter 14 ausgerichtet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Sensor
- 12
- Sensorträger
- 14
- Halter
- 16
- Öffnung
- 18
- Lasche
- 20
- Rippe, Fläche
- 22
- Vergussmassenschutz
- 24
- Krimpsteg
- 26
- Loch
- 28
- Befestigungsmittel, Niet, Schraube
- 30 - 36
- Fläche
- 37
- Schwingungsdämpfer
- 38
- Werkzeug
- 39
- Kabel
- 40
- Anschlussbereich
- 42
- Stecker
- 44
- Loch
- 46
- Verbindungsbereich
- 48
- Loch
- 50
- Innenfläche
- 51
- Seitenfläche
- 52
- Stirnfläche
- 60,62,64
- Anlagebereich
- 66
- Schnittkante
