DE10211139A1

DE10211139A1 - Stützeinrichtung mit elektroviskoser Flüssigkeit

Info

Publication number: DE10211139A1
Application number: DE2002111139
Authority: DE
Inventors: Michael Eberle; Rainer Reitemeyer; Guenther Braeuherr
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2003-09-25

Abstract

Stützeinrichtung mit elektroviskoser Flüssigkeit (8), die ihre Viskosität bei einer angelegten Spannung oder in einem elektrischen oder magnetischen Feld ändert und mit einer Wandfläche (2) an einem verstellbaren Kolben (1) sowie mit einem Wandbereich (4) an einem anderen Bauteil (5). Zwischen der Wandfläche (2) des Kolbens (1) und dem Wandbereich (4) des Bauteiles (5) ist ein mit der elektroviskosen Flüssigkeit (8) getränktes Bremsteil (3) angeordnet, das entweder an der Wandfläche (2) oder an dem Wandbereich fixiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützeinrichtung mit elektroviskoser Flüssigkeit, mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Eine derartige Stützeinrichtung ist in der EP 0 718 523 A1 durch einen hydraulischen Dämpfungszylinder gebildet, der zwischen der Karosserie eines Kraftfahrzeugs und einem Radführungsglied angeordnet ist und eventuelle Schwingungen der Karosserie dämpfen soll. In dem Dämpfungszylinder ist ein Kolben axial verstellbar, der zwei über eine Drosselleitung verbundene Arbeitskammern trennt, in denen sich eine elektroviskose Flüssigkeit befindet. Durch Anlegen einer Spannung an die elektroviskose Flüssigkeit ändert sich ihre Viskosität, wodurch sich die Dämpfungswirkung entsprechend verändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Stützeinlichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, die mit einfacheren Mitteln einen verstellbaren Kolben oder dergleichen abbremsen und/oder festhalten kann.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Das mit einer elektroviskosen Flüssigkeit getränkte Bremsteil, das radial zwischen einer Wandfläche des Kolbens und einem der Wandfläche zugewandten Wandbereich eines anderen Bauteils angeordnet ist, kann entweder an dem Wandbereich oder an der Wandfläche axial fixiert sein und nimmt lediglich eine geringe Menge viskoser Flüssigkeit auf. Damit das mit der elektroviskosen Flüssigkeit getränkte Bremsteil die Flüssigkeit festhalten kann, ist dafür zu sorgen, dass das Bremsteil eine entsprechende Saugfähigkeit aufweist und eventuell Begrenzungs- oder Stützwände vorgesehen sind, die das Bremsteil umgeben. Das Bremsteil kann beispielsweise durch ein Fließ- oder Filz- oder Schaumteil oder dergleichen gebildet sein, das eben oder gekrümmt ausgebildet ist. Entweder durch Anlegen einer entsprechenden elektrischen Spannung oder eines elektrischen oder magnetischen Feldes an die elektroviskose Flüssigkeit können die Metallteilchen in der elektroviskosen Flüssigkeit so ausgerichtet werden, dass diese über das Bremsteil einerseits an der Wandfläche des Kolbens und andererseits an dem Wandbereich des anderen Bauteiles eine Bremskraft bewirken, die eine Bewegung des Kolbens abbremst oder verhindert, selbst wenn die betreffende Oberfläche des Kolbens oder des Wandbereiches mehr oder weniger glatt ausgebildet sein sollte. Eine wesentliche Steigerung der Reibkraft oder sogar ein Formschluss zwischen dem Bremsteil und der damit zusammenwirkenden Oberfläche kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht werden, dass die Oberfläche Vertiefungen und/oder Erhebungen aufweist, an die sich das radial elastische Bremsteil ohne eine wesentliche Widerstandskraft vollständig oder teilweise anpassen kann. Ein elastisches Anpassen des Bremsteiles an die betreffende Oberfläche erfolgt jedoch bei axialen Verstellbewegungen des Kolbens lediglich dann, wenn an die elektroviskose Flüssigkeit keine elektrische Spannung bzw. kein ein elektrisches oder magnetisches Feld angelegt ist oder eine angelegte Spannung bzw. ein angelegtes elektrisches oder magnetisches Feld geringer als ein vorgegebener Grenzwert ist. Überschreitet dagegen bei einer derartigen Oberflächenausbildung die angelegte Spannung bzw. das elektrische oder magnetische Feld den Grenzwert, so ist das Bremsteil formschlüssig mit der Oberfläche verbunden, wodurch der Kolben axial festgehalten ist. Die Stützeinrichtung ist vielseitig beispielsweise als Türbremse an der Fahrzeugtür eines Kraftfahrzeugs verwendbar. Die Wandfläche des Kolbens und der Wandbereich des anderen Bauteiles können eine beliebige, beispielsweise ebene oder gekrümmte Form aufweisen. Die Verstellbewegung des Kolbens kann in einer Richtung oder um eine Drehachse erfolgen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung mit einer einzigen Figur näher erläutert, die einen vereinfachten Längsschnitt durch die Stützeinrichtung darstellt.
Die in der einzigen Figur vereinfacht dargestellte Stützeinrichtung weist einen axial verstellbar geführten Kolben 1 auf, der mit einer kreiszylindrischen äußeren Wandfläche 2 gefertigt ist, auf dem axial fest ein Bremsteil 3 angeordnet ist. Der Außenumfang des radial elastischen Bremsteiles 3 liegt elastisch an einem in der Figur vergrößert dargestellten wellenförmigen Wandbereich 4 eines beispielsweise ortsfesten Bauteiles 5 an. Das Bremsteil 3 ist mit einer elektroviskosen Flüssigkeit getränkt und weist eine die Flüssigkeit ausreichend festhaltende Saugfähigkeit auf. Bei nicht ausreichender Saugfähigkeit des Bremsteiles können Stütz- oder Dichtwände beispielsweise an den Stirnbereichen des Kolbens 1 vorgesehen sein, die einen Abfluss der elektroviskosen Flüssigkeit verhindern sollen. Es kann auch ein elektroviskose Flüssigkeit speichernder Sammelraum vorgesehen sein, aus dem eventuell von dem Bremsteil abfließende elektroviskose Flüssigkeit nachströmen kann. Das Bremsteil 3 weist unverformt einen in der unteren Bildhälfte dargestellten zylindrischen Umfang auf.
Liegt an der elektroviskosen Flüssigkeit im Bremsteil 3 keine elektrische Spannung oder ein elektrisches oder magnetisches Feld an, so kann der Kolben 1 axial verstellt werden, wobei sich der äußere zylindrische Umfang 6 des Bremsteiles 3 an den wellenförmigen Wandbereich 4 des Bauteiles 5 anpasst.
Ein axiales Verstellen des Kolbens 1 ist erschwert, jedoch nicht verhindert, wenn an der elektroviskosen Flüssigkeit im Bremsteil 3 eine elektrische Spannung oder ein elektrisches oder magnetisches Feld anliegt, das geringer als ein Grenzwert ist. In diesem Fall passt sich der zylindrische Umfang 6 abhängig von der Stärke der elektrischen Spannung oder des elektrischen oder magnetischen Feldes erschwert an den wellenförmigen Wandbereich 4 des Bauteiles 5 an, wenn der Kolben 1 axial verstellt wird.
Überschreitet eine an die elektroviskose Flüssigkeit angelegte elektrische Spannung oder ein elektrisches oder magnetisches Feld, dem die elektroviskose Flüssigkeit ausgesetzt ist, den Grenzwert, so werden die in der elektroviskosen Flüssigkeit befindlichen Metallteilchen derart ausgerichtet, dass sich ein Formschluss zwischen der Außenkontur des Bremsteiles 3 und dem wellenförmigen Wandbereich 4 des Bauteiles 5 ergibt, der ein weiteres axiales Verstellen des Kolbens 1 verhindert.
Das Bremsteil 3 ist ein Schwammteil beispielsweise aus Polyurethan. Ebenso kann das Bremsteil ein Fließ- oder Filzteil oder dergleichen sein. Der Wandbereich 4 des Bauteiles 5 bildet durch seine Wellenform in axialer Richtung Vertiefungen und Erhebungen. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Stützeinrichtung eine zwischen einer schwenkbaren Fahrzeugtür und der Karosserie eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Türfeststelleinrichtung, mit der die geöffnete Fahrzeugtür in beliebigen Winkellagen festgehalten werden kann. Hierzu schaltet bei geöffneter Fahrzeugtür eine nicht dargestellte Schalteinrichtung die elektrische Spannung oder das elektrische oder magnetische Feld ein und hält die Spannung bzw. das Feld über dem Grenzwert. Eine manuell betätigbare Abschalt- oder Abschwächeinrichtung kann die elektrische Spannung bzw. das elektrische oder magnetische Feld abschalten oder unter den Grenzwert absenken, damit sich die Fahrzeugtür auf eine gewünschte Winkellage einstellen lässt. In dieser Winkellage ist die Fahrzeugtür festgehalten, wenn nachfolgend eine manuelle Betätigung der Abschalt- oder Abschwächeinrichtung nicht mehr erfolgt.
Von dem Ausführungsbeispiel abweichend kann das Bremsteil auch an dem Wandbereich des Bauteiles axial fixiert sein. Die in diesem Fall dem Bremsteil zugewandte Wandfläche des Kolbens kann mehr oder weniger glatt oder mit Vertiefungen und/oder Erhebungen versehen sein, die vorzugsweise wellenförmig, oder auf andere Weise gebildet sind. Ein bei einer anliegenden elektrischen Spannung oder einem anliegenden elektrischen oder magnetischen Feld ein axiales Verstellen des Kolbens erschwerende oder ein axiales Festsetzen des Kolbens ermöglichende Vertiefungen und/oder Erhebungen an der betreffenden Wandfläche des Kolbens oder an dem Wandbereich des Bauteiles können auch durch Rändeln oder Sandstrahlen erzeugt sein. Bei dem Ausführungsbeispiel weist der Kolben einen kreiszylindrischen Querschnitt auf und der wellenförmige Wandbereich ist an dem Innenumfang einer im Querschnitt kreisförmigen Öffnung im Bauteil gebildet. Die das Bremsteil axial fixierende Wandfläche des Kolbens und der Wandbereich des Bauteiles können jedoch auch eine andere beispielsweise ebene oder gekrümmte Form aufweisen, wobei das Bremsteil mehr oder weniger an den Zwischenraum zwischen der Wandfläche des Kolbens und dem Wandbereich des Bauteiles angepasst ist.
Der Kolben kann in einer beliebigen Richtung verstellbar oder um eine Dreh- oder Schwenkachse verdrehbar sein.

Claims

1. Stützeinrichtung mit elektroviskoser Flüssigkeit, die ihre Viskosität bei einer angelegten Spannung oder in einem elektrischen oder magnetischen Feld ändert, mit einer Wandfläche an einem verstellbaren Kolben und einem Wandbereich an einem anderen Bauteil, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Wandfläche (2) des Kolbens (1) und dem Wandbereich (4) des Bauteiles (5) ein mit der elektroviskosen Flüssigkeit (8) getränktes Bremsteil (3) angeordnet ist, das entweder an der Wandfläche (2) oder an dem Wandbereich fixiert ist.

2. Stützeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsteil (3) ein Vlies- oder Filz- oder Schwammteil oder dergleichen ist.

3. Stützeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsteil (3) zumindest bereichsweise an der Fläche (zylindrischer Umfang 6), die gegenüber dem Wandbereich (4) des Bauteiles (5) oder der Wandfläche des Kolbens verstellbar ist, elastisch ausgebildet ist und der zugewandte Wandbereich (4) des Bauteiles (5) oder die zugewandte Wandfläche des Kolbens Vertiefungen und/oder Erhebungen aufweist, an die sich beim Verstellen des Kolbens (1) die elastische Fläche (zylindrischer Umfang 6) des Bremsteiles (3) anpasst, wenn an die elektroviskose Flüssigkeit (8) keine oder eine elektrische Spannung unter einem Grenzwert angelegt ist oder sich diese Flüssigkeit (8) in keinem oder in einem elektrischen oder magnetischen Feld unterhalb eines Grenzwertes befindet.

4. Stützeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen und/oder Erhöhungen durch eine in Verstellrichtung des Kolbens (1) wellenförmige Ausbildung des betreffenden Wandbereiches (4) des Bauteiles (5) oder der betreffenden Wandfläche des Kolbens gebildet sind.

5. Stützeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen und/oder Erhöhungen durch Rändeln oder Sandstrahlen oder dergleichen gebildet sind.

6. Stützeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) in einer etwa zylindrischen Öffnung (9) im Bauteil (5) axial verstellbar ist.

7. Stützeinrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben in einer etwa kreisförmigen Öffnung im Bauteil um seine Kolbenachse verdrehbar ist.

8. Stützeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer an die elektroviskosen Flüssigkeit (8) angelegten elektrischen Spannung, die größer als ein Grenzwert ist, oder wenn sich diese Flüssigkeit (8) in einem elektrischen oder magnetischen Feld befindet, das größer als ein Grenzwert ist, die elektroviskose Flüssigkeit (8) erstarrt und dadurch das Bremsteil (3) formschlüssig mit dem die Vertiefungen und/oder Erhöhungen aufweisenden Wandbereich (4) des Bauteiles (5) oder der Wandfläche des Kolbens verbunden ist.

9. Stützeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung an einem Fahrzeug zwischen einer Tür oder Klappe und der Karosserie des Fahrzeugs angeordnet ist und die Tür bzw. Klappe in unterschiedlichen Winkellagen festhält.

10. Stützeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffneter Tür oder Klappe eine Schalteinrichtung die elektrische Spannung oder das elektrische oder magnetische Feld einschaltet und wenigstens auf dem Grenzwert hält, wenn nicht eine manuell betätigbare Abschalt- oder Abschwächeinrichtung die elektrische Spannung oder das elektrische oder magnetische Feld abschaltet oder unter den Grenzwert absenkt.