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Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.
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Aus der
DE 100 19 532 C2 ist bereits ein Federungssystem für Kraftfahrzeuge mit einer Niveauregelung zur Einstellung einer vorbestimmten Höhe des Fahrzeugaufbaus bekannt. Dieses Federungssystem umfasst wenigstens ein mit einem unter einem Druck mindestens eines als Feder wirkenden Gaspolsters stehenden Arbeitszylinders, einer Kolbenstange und einem Dämpfungsventile aufweisenden Dämpfungskolben versehenen Kolben-Zylinder-Aggregat. Darüber hinaus umfasst das Federungssystem eine von einem Antrieb angetriebene Pumpe, welche Öl von einem Ölreservoir über entsprechenden Zu- und Ablaufleitungen in den unter dem Druck des Gaspolsters stehenden Arbeitsraum pumpt. Überdies ist ein Abregelventil vorgesehen, über welches Öl aus dem unter dem Druck des Gaspolsters stehenden Arbeitsraum in das Ölreservoir abgelassen werden kann, wobei die Niveauhöhe von einem Sensor erfasst wird. Dieser Sensor ist Bestandteil des Kolben-Zylinder-Aggregats und ist dazu eingerichtet, eine Position einer Kolbenstange gegenüber einem Gehäuse des Kolben-Zylinder-Aggregats zu ermitteln.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dämpfungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welche ein besonders einfaches und präzises Ermitteln einer Position eines Kolbens relativ zu einem Dämpfungszylinder ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dämpfungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen sowie in der folgenden Beschreibung angegeben.
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Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem mit einem Dämpfungsmedium befüllbaren Dämpfungszylinder. Darüber hinaus umfasst die Dämpfungsvorrichtung zumindest eine zumindest bereichsweise innerhalb des Dämpfungszylinders geführte Kolbeneinrichtung, welche einen an einer Kolbenstange gehaltenen, in dem Dämpfungszylinder geführten Kolben umfasst. Darüber hinaus umfasst die Dämpfungsvorrichtung eine Sensoreinrichtung, mittels welcher eine Position des Kolbens innerhalb des Dämpfungszylinders ermittelbar ist. Der Dämpfungszylinder ist mit Öl als Dämpfungsmedium befüllbar, wodurch mittels der Dämpfungsvorrichtung eine hydraulische Dämpfung des Kraftfahrzeugs möglich ist. Zum Dämpfen des Kraftfahrzeugs ist ein erstes Kraftfahrzeugbauteil über die Kolbenstange mit dem Kolben verbunden und ein zu dem ersten Kraftfahrzeugbauteil unterschiedliches, zweites Kraftfahrzeugbauteil ist mit dem Dämpfungszylinder verbunden. Hierdurch kann eine Dämpfung zwischen dem ersten Kraftfahrzeugbauteil und dem zweiten Kraftfahrzeugbauteil erreicht werden. Insbesondere ist über eine jeweilige Position des Kolbens relativ zum Dämpfungszylinder ermittelbar, wie ein Niveau des Kraftfahrzeugs eingestellt ist. Um somit das Niveau des Kraftfahrzeugs nachregeln zu können, ist mittels der Sensoreinrichtung die Position des Kolbens relativ zu dem Dämpfungszylinder zu ermitteln.
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Um die Position des Kolbens relativ zu dem Dämpfungszylinder präzise ermitteln zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung einen an einer ersten Seite des Dämpfungszylinders befestigten Linearsensor und ein an dem Kolben angeordnetes, von dem Linearsensor in seiner Position erfassbares Sensorelement umfasst. Das Sensorelement ist somit innerhalb des Dämpfungszylinders angeordnet und zusammen mit dem Kolben relativ zu dem Dämpfungszylinder bewegbar. Der Linearsensor erstreckt sich mit seiner Längserstreckungsrichtung parallel zu einer Bewegungsrichtung des Kolbens innerhalb des Dämpfungszylinders. Insbesondere überdeckt der Linearsensor einen Längenbereich, über welchen sich das am Kolben angeordnete Sensorelement bei einer Bewegung des Kolbens innerhalb des Dämpfungszylinders bewegt, vollständig nach außen. Hierdurch ist in jeder Position des Kolbens innerhalb des Dämpfungszylinders über das Sensorelement die Position des Kolbens relativ zum Dämpfungszylinder mittels des Linearsensors ermittelbar. Über das an dem Kolben angeordnete und mit dem Kolben mitbewegbare Sensorelement ist über den Linearsensor eine jeweilige Position des Kolbens innerhalb des Dämpfungszylinders relativ zu dem Dämpfungszylinder besonders präzise ermittelbar.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Schnittansicht einer Dämpfungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Dämpfungszylinder und einem in dem Dämpfungszylinder geführten Kolben, an welchem ein Sensorelement angeordnet ist, welches mittels eines außenseitig an dem Dämpfungszylinder gehaltenen Linearsensors erfassbar ist, wodurch eine Position des Kolbens relativ zum Dämpfungszylinder ermittelbar ist, wobei das Sensorelement unmittelbar an dem Kolben anliegt; und
- 2 die Dämpfungsvorrichtung in einer alternativen Ausgestaltung, bei welcher an einer Anschlussseite des Kolbens, an welcher die Kolbenstange in den Kolben mündet, eine Kunststoffkonsole angeordnet ist, auf welcher das Sensorelement aufliegt, wodurch das Sensorelement an dem Kolben beabstandet zu dem Kolben gehalten ist.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine Dämpfungsvorrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, in einer ersten Ausführungsform geschnitten dargestellt. In 2 ist die Dämpfungsvorrichtung ausschnittsweise dargestellt, wobei die in 2 gezeigte Dämpfungsvorrichtung 10 in einer zweiten alternativen Variante zu der in 1 dargestellten Dämpfungsvorrichtung 10 gezeigt ist. Die alternative Ausgestaltung der Dämpfungsvorrichtung in 2 betrifft eine Anordnung eines Sensorelements 12 relativ zu einem Kolben 14 der Dämpfungsvorrichtung 10, weshalb in 2 ein den Kolben 14 umfassender Ausschnitt der Dämpfungsvorrichtung 10 gezeigt ist.
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Mittels der Dämpfungsvorrichtung 10 ist eine Relativbewegung zweier Kraftfahrzeugbauteile relativ zueinander ermittelbar. Die Dämpfungsvorrichtung 10 ermöglicht darüber hinaus eine Fahrzeugniveauregulierung des Kraftfahrzeugs. Für die Regulierung des Fahrzeugniveaus ist ein Ist-Fahrzeugniveau zu ermitteln, um dieses Ist-Fahrzeugniveau mit dem Soll-Fahrzeugniveau zu vergleichen und gegebenenfalls das Ist-Fahrzeugniveau einzustellen, um das Ist-Fahrzeugniveau an das Soll-Fahrzeugniveau anzugleichen.
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Die Dämpfungsvorrichtung 10 umfasst einen Dämpfungszylinder 16 sowie den innerhalb des Dämpfungszylinders 16 linear geführten Kolben 14. Der Kolben 14 ist innerhalb des Dämpfungszylinders 16 entlang einer Bewegungsrichtung 18 relativ zum Dämpfungszylinder 16 führbar. Der Dämpfungszylinder 16 ist mit einem Dämpfungsmedium, vorliegend mit einem Öl, befüllt, mittels welchem eine Relativbewegung des innerhalb des Dämpfungszylinders 16 geführten Kolbens 14 dämpfbar ist, um die Kraftfahrzeugbauteile mittels der Dämpfungsvorrichtung 10 gegeneinander zu dämpfen. Für das Dämpfen der Kraftfahrzeugbauteile relativ zueinander ist der Kolben 14 über eine Kolbenstange 19 mit einem ersten Kraftfahrzeugbauteil verbunden und der Dämpfungszylinder 16 ist mit einem zweiten Kraftfahrzeugbauteil verbunden. Um eine besonders vorteilhafte Dämpfungswirkung zu erzielen, kann es hierbei vorgesehen sein, dass der Kolben 14 wenigstens eine erste Öffnung aufweist, über welche das Dämpfungsmedium den Kolben 14 durchströmen kann. Über einen Querschnitt der wenigstens einen ersten Öffnung kann eine Dämpfungswirkung der Dämpfungsvorrichtung 10 eingestellt werden.
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Um nun das Fahrzeugniveau ermitteln zu können, umfasst die Dämpfungsvorrichtung 10 eine Sensoreinrichtung 20, mittels welcher eine Ist-Position des Kolbens 14 relativ zum Dämpfungszylinder 16 ermittelbar ist. Die Sensoreinrichtung 20 umfasst einen Linearsensor 22, welcher mit seiner Längserstreckungsrichtung parallel zur Bewegungsrichtung 18 außenseitig am Dämpfungszylinder 16 gehalten ist. Vorliegend ist der Linearsensor 22 als Leiterschiene ausgebildet, welche an einer Außenkontur des Dämpfungszylinders 16 an einem Dämpfungszylinder 16 befestigt ist. Die Sensoreinrichtung 20 umfasst des Weiteren das Sensorelement 12, bei welchem es sich vorliegend um einen Permanentmagneten handelt. Eine Position des Permanentmagneten ist über ein Magnetfeld des Permanentmagneten mittels des als Leiterschiene ausgebildeten Linearsensors 22 ermittelbar. Das Sensorelement 12 ist insbesondere ringförmig. vorliegend als Ringscheibe, ausgebildet, wobei die Kolbenstange 19 durch die Ringöffnung hindurch gesteckt ist. Hierbei kann das Sensorelement 12 umfangsseitig mit einer die Ringöffnung begrenzenden Wandung an der Kolbenstange 19 anliegen oder über einen Spalt von der Kolbenstange 19 beabstandet sein.
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Das Sensorelement 12 kann wenigstens eine zweite Öffnung aufweisen, welche von dem Dämpfungsmedium durchströmbar ist. Hierbei kann die wenigstens eine zweite Öffnung des Sensorelements 12 mit der wenigstens einen ersten Öffnung des Kolbens 14 korrespondieren, um einen besonders vorteilhaften Durchfluss des Dämpfungsmediums durch die Öffnungen zu gewährleisten. Um einer Beschädigung des Sensorelements 12 aufgrund von auf das Sensorelement 12 aufgebrachtem Druck vorzubeugen, ist das Sensorelement 12 an einer Anschlussseite 24 des Kolbens 14 angeordnet, an welcher die Kolbenstange 19 in den Kolben 14 mündet. Die Anordnung des Sensorelements 12 an der Anschlussseite 24 des Kolbens 14 sorgt somit für eine besonders hohe Langlebigkeit der Sensoreinrichtung 20.
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Bei der in 1 gezeigten Variante der Dämpfungsvorrichtung 10 liegt das Sensorelement 12 unmittelbar an der Anschlussseite 24 des Kolbens 14 an. In der in 2 dargestellten alternativen Variante umfasst die Dämpfungsvorrichtung 10 eine Konsole 26, welche an der Anschlussseite 24 des Kolbens 14 anliegt und an deren dem Kolben 14 abgewandten Seite das Sensorelement 12 anliegt. Über die Konsole 26 ist somit ein Abstand zwischen dem Sensorelement 12 und dem Kolben 14 einstellbar. Vorliegend ist die Konsole 26 aus einem Kunststoff gebildet. Mittels der Konsole 26 kann insbesondere ein Verdecken von Kolbenventilen des Kolbens 14 durch das Sensorelement 12 vermieden werden. Die Konsole 26 wirkt hierbei als Distanzstück zwischen dem Sensorelement 12 und dem Kolben 14, wobei die Konsole 26 an dem Kolben 14 befestigt ist und das Sensorelement 12 wiederum an der Konsole 26 befestigt ist. Um einen besonders geringen Strömungswiderstand der Konsole 26 sicherzustellen, ist es vorgesehen, dass die Konsole 26 wenigstens eine dritte Öffnung aufweist, welche von dem Dämpfungsmedium durchströmbar ist. Die wenigstens eine dritte Öffnung der Konsole 26 korrespondiert insbesondere mit der wenigstens einen ersten Öffnung des Kolbens 14 und/oder der wenigstens einen zweiten Öffnung des Sensorelements 12. Jede der Öffnungen erstreckt sich mit ihrer Längserstreckungsrichtung zumindest im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung 18. Somit sind die Öffnungen von dem Dämpfungsfluid entlang der Bewegungsrichtung 18 durchströmbar, wodurch ein Strömungswiderstand besonders gering gehalten werden kann. Die Dämpfungsvorrichtung 10 kann zusätzlich ein Bodenventil 28 und/oder ein adaptives Dämpfersystem 30 aufweisen, wobei mittels des adaptiven Dämpfersystems 30 ein Bypass für das Dämpfungsmedium um den Kolben 14 sowie das Sensorelement 12 bereitgestellt werden kann.
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Der beschriebenen Dämpfungsvorrichtung 10 liegt die Erkenntnis zugrunde, dass über eine Positionsermittlung des Kolbens 14 relativ zum Dämpfungszylinder 16 eine Erfassung von radindividuellen Standhöhen des Kraftfahrzeugs möglich ist, wobei mittels der beschriebenen Dämpfungsvorrichtung 10 eine besonders präzise Erfassung der radindividuellen Standhöhe des Kraftfahrzeugs möglich ist. Mittels des Linearsensors 22 ist eine kontaktlose Erfassung der Position des Sensorelements 12 möglich. Hierfür wird der Linearsensor 22 außenseitig an dem Dämpfungszylinder 16 aufgebracht. Das Sensorelement 12 wird im Inneren des Dämpfungszylinders 16 an dem Kolben 14 gehalten. Hierbei kann das Sensorelement 12 unmittelbar an dem Kolben 14 anliegen oder über die Konsole 26 an dem Kolben 14 gehalten sein. Bei der unmittelbaren Anordnung des Sensorelements 12 an dem Kolben 14 kann das Sensorelement 12 an der Anschlussseite 24 auf dem Kolben 14 aufliegen oder in eine Ausnehmung des Kolbens 14, insbesondere einen Ringspalt des Kolbens 14, integriert sein. Das Sensorelement 12 bewegt sich simultan mit dem Kolben 14 relativ zu dem Linearsensor 22 bei einer Kolbenbewegung des Kolbens 14 innerhalb des Dämpfungszylinders 16. Hierbei verläuft die Bewegungsrichtung 18 des Kolbens 14 innerhalb des Dämpfungszylinders 16 zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Längserstreckungsrichtung des Linearsensors 22. Mittels des Linearsensors 22 ist eine Position des Sensorelements 12 ermittelbar. Mittels einer in den Fig. nicht dargestellten elektronischen Recheneinrichtung, welche insbesondere als Mikrochip ausgebildet sein kann, wird anhand der ermittelten Position des Sensorelements 12 relativ zu dem Linearsensor 22 die Standhöhe über eine Achskinematik berechnet.
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Die Anordnung des Sensorelements 12 innerhalb des Dämpfungszylinders 16 ermöglicht einen besonders hohen Schutz des Sensorelements 12 vor Umgebungseinflüssen und/oder Beschädigungen und/oder einem Verlust. Darüber hinaus ist besonders vorteilhaft an der Dämpfungsvorrichtung 10, dass diese bei besonders vielen unterschiedlichen Fahrzeugvarianten einsetzbar ist.
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Insgesamt zeigt die Erfindung, wie integrierte Positionsmagneten in einem Dämpferkolben, vorliegend dem Kolben 14, bereitgestellt und insbesondere besonders vorteilhaft verwendet werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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