DE102018121096A1 - Aktives gasdruckfeder-überwachungssystem - Google Patents

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Abstract

Ein Gasdruckfeder-Überwachungssystem beinhaltet eine Gasdruckfeder. Das Überwachungssystem beinhaltet weiterhin eine Achsschenkelanordnung, die mit einem unteren Ende der Gasdruckfeder verbunden ist. Die Achsschenkelanordnung beinhaltet mindestens einen Dehnungsmessstreifen und einen verformbaren Achsschenkel. Das System beinhaltet auch eine Steuerung in Verbindung mit dem mindestens einen Dehnungsmessstreifen, der zum Messen einer Verformung des verformbaren Achsschenkels über den Dehnungsmessstreifen konfiguriert ist. Das System wertet basierend auf der gemessenen Verformung eine Betriebsleistung der Gasdruckfeder aus. Das System gibt dann ein Signal an eine Ausgabevorrichtung aus, die eine Wartungsempfehlung basierend auf der Betriebsleistung der Gasdruckfeder anzeigt.

Description

  • EINLEITUNG
  • Der Gegenstand der Offenbarung betrifft Gasdruckfedern und insbesondere Gasdruckfeder- Kraftüberwachungssysteme.
  • Von Gasdruckfedern ist bekannt, dass sie eine Kolbenanordnung beinhalten, die sich innerhalb einer Druckkammer, die von einem Gehäuse definiert ist, hin- und herbewegt. Typischerweise enthält die Druckkammer ein Inertgas, wie beispielsweise Stickstoff, das mechanisch komprimiert wird, um Kraft auf den Kolben in der Kammer auszuüben. Die Kolbenanordnung beinhaltet einen vergrößerten Kopf, der innerhalb des Gehäuses gleitet, und eine Stange, die vom Kopf und nach draußen über ein Ende des Gehäuses verläuft. Im Betrieb, wenn die Stange sich innerhalb des Gehäuses zurückzieht, wird das Gesamtvolumen der Druckkammer reduziert und erhöht somit den Gasdruck in der Kammer. Der Kolbenkopf kann Ventile oder Perforierungen beinhalten, die axial durch den Kolbenkopf in Verbindung stehen, um Druckausgleich auf beiden Seiten des Kolbenkopfs zu steuern und zu etablieren, unabhängig von der axialen Position des Kopfes während eines Federzyklus. Da der Oberflächenbereich auf einer Vorderseite des Kolbenkopfes größer ist als ein Oberflächenbereich der anderen Seite (d. h. der Seite, an der die Stange angebracht ist), sind Axialkräfte möglicherweise nicht äquivalent. Daher, wenn der Druck innerhalb der Druckkammer steigt, wenn der Federspanner sich zurückzieht, nimmt eine Kraft zu, die dem Zurückziehen widersteht, und neigt dabei dazu, den Federspanner in Richtung einer vollständig ausgefahrenen Stellung zu drücken.
  • Unabhängig von der Position der Gasdruckfeder überträgt der positive Gasdruck innerhalb der Gasdruckfeder die Axialkräfte auf das Verbindungsgelenk, das die Befestigung des Federspanners an der beweglichen Tür, Vorrichtung, Heckklappe usw. vornimmt. Wenn die Dichtung verschleißt oder durch andere Komponenten, die verschleißen können oder mit der Zeit Wartung erfordern, kann der Gasdruck in der Druckkammer mit zunehmender Abnutzung der Dichtung abnehmen. Eine Abnahme des Gasdrucks um zwanzig Prozent kann beispielsweise in einigen Anwendungsfällen bedeutend sein, und wenn die beeinträchtigte Druckbedingung bekannt ist, zu Wartungsarbeiten am Federspanner oder zum Austausch führen. Leider sind bekannte Mittel zur Ermittlung von beeinträchtigten Gasdruckbedingungen begrenzt und/oder nicht praktikabel.
  • Daher ist eine aktive Verschleißüberwachung für Gasdruckfedern wünschenswert.
  • KURZDARSTELLUNG
  • In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Gasdruckfeder-Überwachungssystem eine Gasdruckfeder. Das Überwachungssystem beinhaltet weiterhin eine Achsschenkelanordnung, die mit einem unteren Ende der Gasdruckfeder verbunden ist. Die Gelenkanordnung beinhaltet mindestens einen Dehnungsmessstreifen und einen verformbaren Achsschenkel. Das System beinhaltet auch eine Steuerung in Verbindung mit dem mindestens einen Dehnungsmessstreifen, der zum Messen einer Verformung des verformbaren Achsschenkels über den Dehnungsmessstreifen konfiguriert ist. Das System wertet basierend auf der gemessenen Verformung eine Betriebsleistung der Gasdruckfeder aus. Das System gibt dann ein Signal an eine Ausgabevorrichtung aus, die eine Wartungsempfehlung basierend auf der Betriebsleistung der Gasdruckfeder anzeigt.
  • In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zur aktiven Überwachung der Leistung einer Gasdruckfeder das Messen einer Verformung eines verformbaren Gelenks über einen Prozessor in Verbindung mit einer Gasdruckfeder über einen Dehnungsmessstreifen, der an dem verformbaren Achsschenkel befestigt ist. Gemäß diesem Verfahren bewertet der Prozessor basierend auf der gemessenen Verformung des deformierbaren Achsschenkels eine Betriebsleistung der Gasdruckfeder und gibt ein Signal an eine Ausgabevorrichtung aus, das eine Wartungsempfehlung basierend auf der Betriebsleistung der Gasdruckfeder anzeigt.
  • In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform ist der Dehnungsmessstreifen ein Dehnungsmessstreifen auf Folienbasis, der fest mit einer Außenfläche der Achsschenkelanordnung verbunden ist.
  • In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform beinhaltet die Achsschenkelanordnung einen Achsschenkel, das an der Gasfeder befestigt werden kann, und ein Verbindungselement, sodass der Achsschenkel durch eine Kraft, die von der Gasfeder auf den Achsschenkel ausgeübt wird, verformbar ist und wobei sich eine Verformung des Achsschenkels auf das Betriebsverhalten der Gasdruckfeder bezieht.
  • In noch einer weiteren exemplarischen Ausführungsform sind zwei gegenüberliegende konkave Wände vorhanden, die einen oberen und einen unteren Achsschenkelabschnitt verbinden, wobei die konkaven Wände durch die von der Gasdruckfeder auf den Achsschenkel ausgeübte Kraft verformbar sind.
  • In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet der Achsschenkel einen einzelnen Mittelpfosten, der einen oberen und einen unteren Achsschenkelabschnitt verbindet, wobei der Mittelpfosten durch die von der Gasdruckfeder auf den Achsschenkel ausgeübte Kraft verformbar ist.
  • In noch einer weiteren exemplarischen Ausführungsform ist die Steuerung konfiguriert, in einem vorgegebenen Zeitintervall bei jedem Zeitintervall eine Erregerspannung auszugeben, die Erregerspannung zum DMS zu übertragen und eine Ansprechspannung vom DMS zu empfangen, um dann, basierend auf einer Vielzahl von empfangenen Ansprechspannungen, eine mittlere Verformung des verformbaren Achsschenkels über zwei oder mehrere Vielfache des vorgegebenen Zeitintervalls auszuwerten. Gemäß dieser Ausführungsform bestimmt die Steuerung dann das Betriebsverhalten der Gasdruckfeder unter Verwendung der mittleren Verformung des verformbaren Achsschenkels.
  • Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne Weiteres hervor.
  • Figurenliste
  • Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, wobei gilt:
    • 1 ist ein Schaubild einer Gasdruckfeder-Baugruppe, die mit einer Heckklappe genutzt wird;
    • 2 ist ein Schaubild einer teilweisen Gasdruckfeder-Baugruppe mit einem aktiven Gasdruckfeder-Überwachungssystem gemäß den Ausführungsformen;
    • 3A ist ein Schaubild einer exemplarischen Achsschenkelanordnung gemäß den Ausführungsformen;
    • 3B ist ein weiteres Schaubild der Achsschenkelanordnung von 3a gemäß den Ausführungsformen;
    • 3C ist ein weiteres Schaubild der Achsschenkelanordnung von 3a gemäß den Ausführungsformen;
    • 4A ist ein Schaubild einer weiteren exemplarischen Achsschenkelanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
    • 4B ist ein weiteres Schaubild der Achsschenkelanordnung von 4a, gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
    • 5 ist ein Schaubild einer Gasdruckfeder-Baugruppe mit der Achsschenkelanordnung von 4A gemäß einer weiteren Ausführungsform.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es sollte verstanden werden, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen. Der hier verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf eine Verarbeitungsschaltung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten, beinhalten kann.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform veranschaulicht 1 eine Gasdruckfeder-Baugruppe 20, die auf einen Fahrzeugrahmen 26 eines Fahrzeugs angewendet werden kann, und insbesondere an einer Fahrzeug-Heckklappe 22. In diesem Beispiel kann sich eine Gasdruckfeder 24 der Gasdruckfeder-Baugruppe 20 zwischen der Heckklappe 22 und dem Fahrzeugrahmen 26 erstrecken und schwenkbar einrasten. Die Gasdruckfeder 24 erleichtert das Anheben und damit das Öffnen der Heckklappe 22, da sich die Gasdruckfeder 24 drehbar von einer zurückgezogenen Position 28 (d. h. gestrichelt dargestellt) in eine ausgefahrene Position 30 bewegt. In dieser und/oder anderen Anwendungen kann die Gasdruckfeder 24 aus einer Gasfeder, einem Gasdämpfer, einem Stoßdämpfer und anderen ähnlichen Ausführungsformen bestehen.
  • Unter Bezugnahme auf 2 kann die Gasdruckfeder 24 ein Gehäuse 32 beinhalten, das ein Zylinder sein kann. Die Kolbenanordnung (innen an der Gasdruckfeder 24 und somit nicht dargestellt) bewegt sich entlang einer Mittellinie (C) innerhalb des Gehäuses 32. Das Gehäuse 32 beinhaltet eine zylindrische Innenfläche (nicht dargestellt), die radial nach innen gerichtet ist und zylindrisch sein kann und gegen eine Kolbendichtung (nicht dargestellt) dichtet, damit das Gas die Funktion des Kolbens erfüllen kann. Obwohl die inneren Arbeitsabschnitte der Gasdruckfeder, auf die hierin im Allgemeinen Bezug genommen wird, schätzen Fachleute die allgemeine Funktionalität und Dämpfungsfähigkeit der Gasdruckfeder 24, weshalb sie der Kürze halber nicht ausdrücklich beschrieben wird.
  • Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist eine Kolbenstange 36 am Hubkolben (nicht dargestellt) im Inneren des Gehäuses 32 angebracht, der als verlängerter Abschnitt ausgebildet ist, der sich entlang einer axialen Länge der Gasdruckfeder 24 bewegt. Im Betrieb gleiten Kolben und Hubkolben auf der Innenfläche des Gehäuses 32 und ein Gas strömt steuerbar durch Öffnungen im Kolbenkopf von einer Seite des Kolbenkopfs zur anderen, während die Kolbenanordnung (und Kolbenstange 36) zwischen den eingefahrenen und ausgefahrenen Positionen 28, 30 hin- und herbewegt wird (siehe 1). Die Widerstandskräfte des durch den Kolben strömenden Druckgases üben je nach Bewegungsrichtung der Kolbenstange 36 die Arbeitskraft auf die Kolbenstange 36 bzw. das Gehäuse 32 aus.
  • Die Kolbenstange 36 beinhaltet ein erstes Ende (innen am Gehäuse 32 und nicht dargestellt), das am inneren Kolben befestigt ist, und ein gegenüberliegendes zweites Ende 38 der Kolbenstange 36, das schwenkbar mit der Heckklappe 22 verbunden ist. Das Gehäuse 32 beinhaltet weiterhin ein abgedichtetes Basisende 34 des Gehäuses 32, das an einem Achsschenkel 40 befestigt wird. Der Achsschenkel 40 wird an einem Strebenende 42 befestigt, das schwenkbar mit dem Fahrzeugrahmen 26 verbunden werden kann.
  • Im Betrieb überträgt die Kolbenstange 36 die Arbeitskraft auf das Ende 38 der Kolbenstange 36 und auf den Fahrzeugrahmen 26 durch das Basisende 34. Diese Kraft überträgt sich auf den Achsschenkel 40 bzw. das Strebenende 42. Das heißt, im Betrieb wirkt das Gehäuse 32 auf den Achsschenkel 40, der dann auf das Strebenende 42 und schließlich auf das Basisende 34, das schwenkbar am Fahrzeugrahmen 26 befestigt werden kann. Gemäß den Ausführungsformen kann ein aktives Überwachungssystem 60 (nachfolgend „Überwachungssystem 60“ genannt) konfiguriert werden, um eine Belastung des Achsschenkels 40 zu erkennen und auszuwerten, um die Notwendigkeit einer Wartung oder eines Austauschs eines oder mehrerer Teile der Gasdruckfeder 24 vorherzusagen oder zu melden.
  • Gemäß den Ausführungsformen beinhaltet das Überwachungssystem 60 einen oder mehrere DMS 44 (zusammen „Dehnungsmessstreifen 44“ wie in 2 dargestellt), die so am Achsschenkel 40 befestigt werden können, dass der DMS 44 eine Dehnung des Achsschenkels 40 messen kann, wenn die Arbeitskraft F aus dem Gehäuse 32, durch den Achsschenkel 40 und das Strebenende 42 übertragen wird. Der Dehnungsmessstreifen 44 ist über einen oder mehrere Sensorkanäle 48 mit einer Steuerung 46 verbunden. Die Steuerung 46 kann mit einem Fahrzeugleistungsbus 50 und einem Fahrzeug-Steuermodulbus 52 verbunden werden, der die Steuerung 46 mit einem Fahrzeugsteuermodul oder einer Ausgabevorrichtung 53 verbindet. Das Fahrzeugsteuermodul oder die Ausgabevorrichtung 53 kann beispielsweise ein Fahrzeugsteuermodul und/oder eine Ausgabevorrichtung sein, die zur Ausgabe von Meldungen an einen Fahrzeugbenutzer oder ein Wartungspersonal konfiguriert ist, wie es den Fachleuten bekannt ist.
  • Die Steuerung 46 kann ein Fahrzeugsteuermodul sein, wie beispielsweise ein Karosseriesteuermodul. In einigen Aspekten beinhaltet die Steuerung 46 einen Prozessor 54. Der Prozessor 54 kann jede Art von einer geeigneten Verarbeitungsvorrichtung sein, die in der Lage ist, elektronische Anweisungen zu verarbeiten, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Mikroprozessoren, Mikrocontroller, Host-Prozessoren, Steuerungen, Fahrzeugkommunikationsprozessoren und anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs). Alternativ kann der Prozessor 54 in Verbindung mit einer Art zentraler Verarbeitungseinheit (CPU) oder einer anderen Komponente betrieben werden, welche die Funktion eines Universalprozessors erfüllt. Die Steuerung 46 beinhaltet eine Datenerfassungsvorrichtung (DAQ), die zum Abtasten elektrischer Signale und zum Umwandeln analoger Wellenformen in digitale Werte konfiguriert ist.
  • Der Dehnungsmessstreifen 44 kann ein auf einem Folien-Dehnungsinessstreifen basierender Wandler oder ein anderes geeignetes Messgerät sein. Der Dehnungsmessstreifen 44 kann mit allen geeigneten Mitteln, wie beispielsweise Epoxy, Cyanacrylatkleber oder einem anderen Verfahren zur Befestigung von Sensoren auf Folienbasis an metallischen Komponenten, am Achsschenkel 40 befestigt werden.
  • 3A zeigt ein Schaubild einer Achsschenkelanordnung 56 gemäß den Ausführungsformen. Die 3B und 3C zeigen jeweils die Vorder- und Seitenansicht der Achsschenkelanordnung 56. Die 2 und 3A-3C werden nun in Verbindung zueinander betrachtet. Unter Bezugnahme zunächst auf die 3A-3C kann der Achsschenkel 40 mit einem gegossenen oder bearbeiteten Metall, wie beispielsweise Aluminium, Stahl, Titan, usw., konstruiert werden.
  • Betrachtet man 3A, so wird die Achsschenkelanordnung 56 mit einem oder mehreren Dehnungsmessstreifen 44 dargestellt, die an einer oder mehreren Außenfläche(n) befestigt sind (z. B. der Außenfläche 58a). Gemäß einer Ausführungsform ist die Außenfläche 58a eine Außenfläche eines oder mehrerer Verbindungsabschnitte 66, wie in den 3A-3C näher dargestellt. 3B veranschaulicht einen oder mehrere Verbindungsabschnitte 66, die einen oberen Achsschenkel 68 mit einem unteren Achsschenkel 70 verbinden. In weiteren Ausführungsformen kann der Verbindungsabschnitt 66 eine andere Form annehmen, wie beispielsweise eine gerade (nicht konvexe oder konkave) Wand (nicht dargestellt) oder ein Mittelpfosten 82 wie in den 4A und 4B dargestellt, die im Folgenden näher beschrieben werden. Der Achsschenkel 40 kann ein Befestigungselement 62 zur Verbindung des Achsschenkels 40 mit dem Strebenende 42 beinhalten. In einer Ausführungsform ist das Befestigungselement 62 ein Außengewinde, wie in den 3A-3C dargestellt. In weiteren Ausführungsformen kann das Befestigungselement 62 jede in der Technik bekannte Form oder Vorrichtung zur starren Befestigung sein, wie beispielsweise ein Pfosten zur Aufnahme eines Stiftes oder Halteclips, eine Einpressvorrichtung usw. Der Achsschenkel 40 beinhaltet auch ein zweites Befestigungselement 64 (3A), das beispielsweise eine Gewindeöffnung oder andere bekannte Befestigungsmittel zur Befestigung des Achsschenkels 40 am Basisende 34 des Gehäuses 32 sein kann. Ein Vorteil der in den 3A-3C dargestellten Achsschenkelanordnung 56 ist die Möglichkeit, beim Austausch der Gasdruckfeder 24 diese gegen eine andere Gasdruckfeder auszutauschen (oder mit dieser zu verbinden), ohne dass ein Austausch und eine Neuverdrahtung des Dehnungsmessstreifens 44 erforderlich ist.
  • 3B zeigt eine schematische Vorderansicht des Achsschenkels 40. Die Achsschenkelanordnung 56 kann eine Vielzahl von Sensoren beinhalten (z. B. den Dehnungsmessstreifen 44, zusammen dargestellt als zwei folienbasierte Dehnungsmessstreifen-Sensoren, die fest mit der ersten bzw. zweiten Außenfläche 58a und 58b verbunden sind). Im Allgemeinen messen Dehnungsmessstreifen die Kraft, die auf einen Körper ausgeübt wird, indem sie dessen Verformung messen. In einem allgemeinen Fall wird diese Verformung als Dehnung bezeichnet. Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die Dehnungsmessung des Achsschenkels 40 als Verformung pro Längeneinheit gemessen werden und kann entweder Zug- (positiv) oder Druckdehnung (negativ) messen.
  • Dehnungsmessstreifen vom Typ eines Wandlers sind eine Klasse von Dehnungsmessgeräten, die ein Signal basierend auf Änderungen des elektrischen Widerstands in einem Draht oder einer Metallfolie erzeugen. Die Dehnungsmessstreifen 44 können wandlerartige Dehnungsmessstreifen sein, die mit der Steuerung 46 wirkverbunden sind (2). Wie in 3C dargestellt, kann der Dehnungsmessstreifen 44 starr an einer oder mehreren Außenflächen des Achsschenkels 40 befestigt werden (z. B. 58a und 58b). Obwohl zwei Sensoren (Dehnungsmessstreifen 44) dargestellt sind, betrachten die Ausführungsformen einen einzelnen Sensor oder mehr als zwei Sensoren, die alle wie in 2 dargestellt mit der Steuerung 46 verbunden sind.
  • Wenn eine Erregerspannung an die Eingangsleitung(en) des Dehnungsmessstreifens 44 angelegt wird, kann ein Ausgangsverhalten gemessen und mit bekannten Werten für Bauteilermüdung, Fehlfunktion usw. über die Steuerung 46 korreliert werden. So kann beispielsweise die Steuerung 46 ein 5-Volt-Erregungssignal erzeugen und das Signal an eine Eingangsleitung der Sensorkanäle 48 anlegen. Als Reaktion auf das Erregungssignal liefern eine oder mehrere Ausgangsleitungen (z. B. Sensorkanäle 48) ein Signal mit einer Spannung, die eine Relativbelastung im Achsschenkel 40 anzeigt. Eine oder mehrere Messungen können eine Kraft F (2) in der Gasdruckfeder 24 anzeigen. So kann beispielsweise ein 5-Volt-Erregungssignal zu einer Rückführspannungsmessung führen, die in den Einheiten Millivolt/Volt (mV/V) vorliegt.
  • Die Signalspannung wird durch die Steuerung 46 mit einem bekannten Wert oder einer Menge von Werten korreliert, die den Druck von Druckgas in der Gasdruckfeder 24 anzeigen. In einigen Aspekten beinhaltet die Steuerung 46 einen Computerspeicher (nicht dargestellt), in dem eine oder mehrere Nachschlagetabellen gespeichert sind, deren Werte für bekannte Dehnungsmessungen mit einer oder mehreren Ausfallwahrscheinlichkeiten korreliert sind. Dementsprechend kann der Prozessor 54 eine auf den Achsschenkel 40 wirkende Dehnung und eine entsprechende Anzeige der relativen Leistung der Gasdruckfeder 24 ermitteln.
  • Nochmals unter Bezugnahme auf die 1 und 2 gemäß einer Ausführungsform, wenn sich die Gasdruckfeder 24 in der vollständig eingefahrenen Position 28 befindet ( 1), kann die Steuerung 46 die Dehnung des Achsschenkels 40 in einem vorgegebenen Zeitintervall überwachen. So kann beispielsweise die Steuerung 46 die Druckverformung im Abstand von 1 Minute überwachen. Nach einer Anzahl von Messungen (z. B. 5, 10, 20 Messungen, usw.) wird ein Rohdatenwert der mittleren Dehnung durch die Steuerung 46 mit einem vordefinierten Wert verglichen. Wenn die Steuerung 46 ermittelt, dass die Gasdruckfeder 24 einen vorgegebenen Schwellenwert der minimalen Druckspannung überschreitet (z. B. wenn die Kraft F nicht mindestens ein minimal zulässiger (vorgegebener) Wert ist), kann die Steuerung 46 bestimmen, dass die Gasdruckfeder 24 nicht in einem optimalen Leistungsbereich arbeitet. In einem Aspekt kann die Steuerung 46 eine Meldung an eine funktionsfähig verbundene Ausgabevorrichtimg im Fahrzeug ausgeben, die auf eine Empfehlung oder eine Warnung hinweist. Ein Beispiel für eine Warnung kann die Empfehlung sein, eine oder mehrere Gasdruckfedern auszutauschen. Ein weiteres Beispiel für eine Warnung kann die Empfehlung sein, eine oder mehrere Gasdruckfedern zu warten.
  • Die 4A und 4B zeigen ein Schaubild einer Achsschenkelanordnung 72 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 4A zeigt eine perspektivische Ansicht der Achsschenkelanordnung 72, in der das Befestigungselement 78 in einem oberen Achsschenkelabschnitt 74 dargestellt ist. Wie bei den vorherigen Ausführungsformen kann das Befestigungselement 78 eine Gewindebohrung oder ein anderes Befestigungsmittel zur Befestigung der Achsschenkelanordnung 72 an einer Gasdruckfeder-Baugruppe (z. B. die Gasdruckfeder-Baugruppe 20) sein. Das Befestigungselement 80 ist als Gewindestange dargestellt. In der in den 4A und 4B gezeigten Ausführungsform verbindet sich der obere Achsschenkelabschnitt 74 mit dem unteren Achsschenkelabschnitt 76 über einen Mittelpfosten 82. Dementsprechend werden die Dehnungsmessstreifen 44 an einer oder mehreren Außenflächen 84 des Mittelpfostens 82 befestigt. In einer Ausführungsform ist der Mittelpfosten 82 ein quadratisches Verbindungselement. In weiteren Aspekten kann der Mittelpfosten 82 eine rechteckige oder runde Form aufweisen.
  • 5 zeigt ein Schaubild einer Gasdruckfeder-Baugruppe 86 mit der zwischen dem Basisende 34 des Gehäuses 32 und dem Federende 42 installierten Achsschenkelanordnung 72.
  • Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, aber alle Ausführungsformen beinhaltet, die in deren Umfang fallen.

Claims (10)

  1. Gasdruckfeder-Überwachungssystem, umfassend: eine Gasdruckfeder; eine Achsschenkelanordnung, die mit einem unteren Ende der Gasdruckfeder verbunden ist, worin die Achsschenkelanordnung mindestens einen Dehnungsmessstreifen und einen verformbaren Achsschenkel umfasst; und eine Steuerung in Verbindung mit dem mindestens einen Dehnungsmessstreifen, der konfiguriert ist zum: Messen einer Verformung des verformbaren Achsschenkels über den Dehnungsmessstreifen; Auswerten, basierend auf der gemessenen Verformung, eines Betriebsverhaltens der Gasdruckfeder; und Ausgeben eines Ausgangssignals an eine Ausgabevorrichtung, das eine Wartungsempfehlung basierend auf der Betriebsleistung der Gasdruckfeder anzeigt.
  2. System nach Anspruch 1, worin der mindestens eine Dehnungsmessstreifen ein Dehnungsmessstreifen auf Folienbasis ist, der fest mit einer Außenfläche der Achsschenkelanordnung verbunden ist.
  3. System nach Anspruch 1, worin die Achsschenkelanordnung einen Achsschenkel, der an der Gasdruckfeder befestigbar ist, und ein Verbindungselement umfasst, wodurch der Achsschenkel durch eine Kraft, die von der Gasdruckfeder auf den Achsschenkel ausgeübt wird, verformbar ist, und eine Verformung des Achsschenkels mit der Betriebsleistung der Gasdruckfeder verbunden ist.
  4. System nach Anspruch 3, worin der Achsschenkel zwei gegenüberliegende konkave Wände aufweist, die einen oberen Achsschenkelabschnitt und einen unteren Achsschenkelabschnitt verbinden, und wobei die konkaven Wände durch die von der Gasfeder auf den Achsschenkel ausgeübte Kraft verformbar sind.
  5. System nach Anspruch 3, worin der Achsschenkel einen einzelnen Mittelpfosten umfasst, der einen oberen Achsschenkelabschnitt und einen unteren Achsschenkelabschnitt verbindet, und wobei der Mittelpfosten durch die auf den Achsschenkel durch die Gasdruckfeder ausgeübte Kraft verformbar ist.
  6. System nach Anspruch 1, worin die Steuerung konfiguriert ist, um in einem vorbestimmten Zeitintervall: bei jedem Zeitintervall eine Erregerspannung ausgibt, die Erregerspannung an den Dehnungsmessstreifen übermittelt und eine Ansprechspannung vom Dehnungsmessstreifen empfängt; basierend auf einer Vielzahl von empfangenen Ansprechspannungen eine mittlere Verformung des verformbaren Achsschenkels über zwei oder mehr Vielfache des vorbestimmten Zeitintervalls auszuwerten; und die Betriebsleistung der Gasdruckfeder unter Verwendung der durchschnittlichen Verformung des verformbaren Achsschenkels zu bestimmen.
  7. Achsschenkelanordnung zur aktiven Messung einer Gasdruckfeder, umfassend: einen Achsschenkel umfassend einen oberen Achsschenkelabschnitt, der abnehmbar mit einer Gasdruckfeder-Baugruppe verbindbar ist; einen unteren Achsschenkelabschnitt, der abnehmbar mit einem Federbeinende verbindbar ist; und mindestens ein Verbindungselement in Verbindung mit und zwischen dem oberen und dem unteren Achsschenkelabschnitt; und mindestens einen Dehnungsmessstreifen in Verbindung mit dem mindestens einen Verbindungselement, worin der mindestens eine Dehnungsmessstreifen dauerhaft an einer Oberfläche des mindestens einen Verbindungselements befestigt ist.
  8. Achsschenkelanordnung nach Anspruch 7, worin der mindestens eine Dehnungsmessstreifen ein Dehnungsmessstreifen auf Folienbasis ist, der fest mit einer Außenfläche der Achsschenkelanordnung verbunden ist.
  9. Achsschenkelanordnung nach Anspruch 7, worin der Achsschenkel an der Gasdruckfeder und dem mindestens einen Verbindungselement anbringbar ist, sodass das mindestens eine Verbindungselement als Reaktion auf eine von der Gasdruckfeder auf den oberen Achsschenkelabschnitt ausgeübte Kraft verformbar ist.
  10. Verfahren zur aktiven Überwachung der Leistung einer Gasdruckfeder, umfassend: Messen, über einen Prozessor, einer Verformung eines verformbaren Achsschenkels in Verbindung mit einer Gasdruckfeder über einen an dem verformbaren Achsschenkel angebrachten Dehnungsmessstreifen; Auswerten, über den Prozessor, basierend auf der gemessenen Verformung des verformbaren Achsschenkels, einer Betriebsleistung der Gasdruckfeder; und Ausgeben eines Ausgangssignals über den Prozessor an eine Ausgabevorrichtung, das eine Wartungsempfehlung basierend auf der Betriebsleistung der Gasdruckfeder anzeigt.
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