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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kolbenhubes bei einem Lenkzylinder
eines Fahrzeuges, insbesondere bei einem Gleichlauflenkzylinder.
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In der Fahrzeugtechnik werden derartige Vorrichtungen
bei Lenkachsen von Fahrzeugen verwendet, um insbesondere durch ein
geeignetes Sensorsystem den Lenkwinkel der Räder zu erfassen. Problematisch
ist im Falle des Gleichlauflenkzylinders dabei vor allem, dass es
keinen Kolbenboden gibt von dem aus ein Sensorsystem eingeführt werden
kann.
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Bei verschiedenen Fahrzeugen, z.
B. allrad-gelenkten Radladern, ist insbesondere von Bedeutung, dass
die Geradeausstellung der Lenkachse mit relativ hoher Genauigkeit
(ca. +/–0,5° oder +/–1,5 mm
Hub) zu erfassen ist. Beispielsweise kann dies zur Verriegelung
der Hinterachse in Geradeausstellung für schnelle Straßenfahrt
erforderlich sein.
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Darüber wird die Erfassung von
definierten Winkelstellungen zur Auslösung von Funktionen im sogenannten
Drivelinemanagement genutzt, welches z. B. die Zuschaltung von Differentialen
steuert. Dort wird bei bekannten Systemen eine geringere Genauigkeit
der Winkelerfassung (ca. +/–1,5° bzw. +/–4 mm Hub)
gefordert.
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Des weiteren ist die Erzeugung eines
Regelkreises zur Spurführung
eines Fahrzeuges mit kontinuierlichem Lenkwinkelsignal von Bedeutung.
Beispielsweise für
die Fahrt eines landwirtschaftlichen Fahrzeuges in Bestandsreihen
eines Feldes oder zur Führung
des Fahrzeuges über
GPS für
eine sogenannte Precision-Farming-Anwendung.
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Für
die Erfassung von Geradeausstellungen gibt es bekannte Vorrichtungen,
welche mit Magnetfeldsensoren arbeiten. Die Magnetfeldsensoren sensieren
durch das Zylinderrohr, welches aus unmagnetischem V4A-Stahl gefertigt
ist, den Kolben, der vorzugsweise mit Magneten bestückt ist.
Die bekannten Vorrichtungen sind relativ ungenau, sodass die vorgenannten
Forderungen nicht erfüllt
werden. Insbesondere bei Lenkachsen, deren Zylinderrohr komplett
vom ölführenden
Achsgehäuse
umschlossen ist, sind diese Vorrichtungen nur erschwert einsetzbar.
Des weiteren ist bei den bekannten Vorrichtungen eine Sensierung
mehrerer Schaltpunkte, wie es bei der Erfassung von definierten
Winkelstellungen erforderlich ist, sehr aufwendig. Denn dann sind
mehrere Sensoren oder längere
Kolben mit mehreren Magneten erforderlich. Darüber hinaus können von den
bekannten Vorrichtungen auch die Anforderungen hinsichtlich der
Erzeugung eines Regelkreises zur Spurführung bei Fahrzeugen nicht
erfüllt
werden.
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Des weiteren ist eine Vorrichtung
zur Erfassung von Lenkwinkeln bei Fahrzeugen aus der
DE 196 35 159 bekannt. Bei dieser
Vorrichtung ist ein Drehwinkelsensor im Radkopf untergebracht. Es
wird ein Reedsensor im Achsschenkelbolzen vorgesehen, der von Magneten
berührungslos
geschaltet wird. Der Sensor selber ist preiswert. Jedoch besteht
der Nachteil, dass die Verkabelung zum Sensor aufwendig ist, da
eine Kabelführung
in der Achsbrücke
erforderlich ist. Deshalb sind zusätzliche konstruktive Änderungen
bei dem Achsschenkelbolzen und der Achsbrücke in nachteiliger Weise erforderlich.
Des weiteren kann auch eine Nut im Achsschenkelbolzen von einem
Induktivsensor angesprochen werden, jedoch ist auch bei dieser Variante
die geforderte Genauigkeit nicht gegeben.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung
zu schaffen, welche im gleichen Einbauraum die vorgenannten Forderungen
kostengünstig
erfüllt, ohne
dass erhebliche konstruktive Änderungen
erforderlich sind.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demgemäss wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Erfassen eines Lenkwinkels und/oder eines Kolbenhubes vorgeschlagen,
welche sich an dem Lenkzylinder befindet, wobei über ein Sensorsystem der Lenkwinkel
und/oder der Kolbenhub des Lenkzylinders erfasst wird. Besonders
vorteilhaft ist es dabei, dass auf umfangreiche konstruktive Änderungen
verzichtet werden kann, da die erfindungsgemäße Vorrichtung direkt an der
Lenkung vorgesehen ist. Somit liegt die Varianz nur bei der Lenkung
und kann dort beispielsweise auf die Kolbenstange sowie auf die
Bestückung
der Stangenführung
des Lenkzylinders mit oder ohne Sensoren beschränkt werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung
kann vorsehen, dass die Einrichtung ein auf die Kolbenstange des
Lenkzylinders aufgebrachtes Element umfasst. Vorzugsweise ist das
Element ein konisch ausgebildetes Hülsenelement, welches koaxial
zur vorzugsweise konisch ausgebildeten Kolbenstange ange ordnet ist.
Das Element und auch die Kolbenstange können auch andere Formen aufweisen.
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Konische Kolbenstange und/oder konisches Hülsenelement
führen
voraussichtlich zu den günstigsten
Fertigungskosten in einer möglichen
Serienfertigung. Des weiteren kann ein kostenintensives Verchromen
der Kolbenstange bei entsprechender Werkstoffwahl für das Hülsenelement
in vorteilhafter Weise entfallen.
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Darüber hinaus ist es möglich, dass
das Sensorsystem vorzugsweise radial zum Hülsenelement ausgerichtet und
an dem Lenkzylinder geeignet befestigt ist. Beispielsweise kann
das Sensorsystem an der Achsbrücke
des Fahrzeuges oder auch an einer Kolbenstangenführung befestigt werden. Da
das Sensorsystem außerhalb
des Druckraums der Lenkung bzw. des Lenkzylinders vorgesehen ist,
kann in vorteilhafter Weise ein preiswerter Sensortyp, wie z. B.
ein Standard-Induktivsensor, zum Einsatz kommen.
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Bei der Wahl eines Analogsensors
kann ein kontinuierliches Signal erzeugt werden. Zur Erfassung von
diskreten Winkelstellungen können
vorzugsweise entsprechende Signale entweder durch Auswertung der
Analogsignale, bezogen auf Grenzwerte, oder durch Verwendung z.
B. eines Schalt-Sensors
verwendet werden. Im Schalt-Sensor ist diese Auswertelogik bereits
integriert. Zusätzlich oder
alternativ kann eine entsprechende geometrische Ausgestaltung des
konischen Hülsenelement vorgesehen
sein, beispielsweise durch diskrete Eindrehungen.
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Hinsichtlich der mechanischen Konstruktion wird
das konische Hülsenelement
vorteilhaft außen zylindrisch
ausge bildet sein, um gleichzeitig eine Abdichtung und eine Führung der
Kolbenstange zu gewährleisten.
Des weiteren sollte das Hülsenelement eine
korrosions- und beschädigungsfeste
Oberflächenbeschaffenheit
aufweisen. Bezüglich
der Festigkeit kann die Kolbenstange zu den Enden hin dünner ausgestaltet
sein, da die auftretende Biegung in gleicher Tendenz abnimmt .
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Die Dichtigkeit zwischen dem konischen
Hülsenelement
und Kobenstange kann vorzugsweise durch einen langen Sitz erreicht
werden. Beispielsweise kann aber auch am inneren Ende der Kolbenstangenführung eine
O-Ring-Dichtung vorgesehen sein. Gegen auftretende Axialkräfte kann
das konische Hülsenelement
vorzugsweise an dem Spurstangen-Axialgelenk abgestützt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, das Sensorsystem
möglichst
nahe an der Kolbenstangenführung
anzuordnen. Damit bleibt die Verformung der Kolbenstange im Bereich
des Sensors relativ gering, wodurch in vorteilhafter Weise Messungenauigkeiten
vermieden werden.
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Eine alternative Ausgestaltung kann
vorsehen, dass das Sensorsystem in eine Druckmittelbefüllung des
Lenkzylinders integriert ist und/oder auch im Bereich der Druckmittelbefüllung vorgesehen
ist. Da die Druckmittelbefüllung
im Bereich der Kolbenstangenführung
des Lenkzylinders vorgesehen ist, trifft der oben beschriebene Vorteil
hinsichtlich Messungenauigkeiten zu. Ein weiterer Vorteil bei dieser Position
des Sensorsystems ist es, dass keine Veränderungen hinsichtlich der
Länge der
Kolbenstange erforderlich sind.
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Es ist möglich, dass das Sensorsystem
bei dieser Ausgestaltung einen druckdichten Sensor aufweist.
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Das der Erfindung zugrunde liegende
Messprinzip kann gemäß einer
Weiterbildung (Verweis auf Abbildung) auch durch die Anbringung
eines von der Kolbenstange getrennten, signalgebenden Bauteiles realisiert
werden, wobei dann z. B. dieses Bauteil über ein Verbindungselement
mit der Kolbenstange des Lenkzylinders gekoppelt ist. Bevorzugt
kann das Bauteil etwa parallel zum Lenkzylinder angeordnet sein.
Diese getrennte Anordnung vermeidet Biegekräfte und hydraulische Druckbeaufschlagung
mit den damit verbundenen Einschränkungen. Infolge dessen könnte wegen
der geringeren Beanspruchung z. B. eine konusförmige Stahlstange in Kunststoff
eingegossen als „Sensorstange" mit Ummantelung
verwendet werden. Bei dieser Ausgestaltung könnte als Führung der „Sensorstange" vorzugsweise eine
Befestigung direkt am Lenkzylinder vorgesehen sein. Wegen einer
möglichen
Verdrehbarkeit und auch wegen einer möglichen Verformbarkeit der
Kolbenstange selbst ist als Verbindungselement eine Mitnehmerscheibe
vorgesehen, welche eine ausreichende mechanische Festigkeit der
Verbindung zwischen der „Sensorstange" und der Kolbenstange
realisiert. Natürlich
können
auch andere geeignete Verbindungselemente verwendet werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung
der Erfindung kann vorsehen, dass die Sensorstange doppelkonusförmig ausgebildet
ist. Bei dem Doppelkonus liefert die Mittelstellung der Lenkung
die höchste
Ausgangsspannung bei dem Sensorsystem. Diese Ausgestaltung kann
bevorzugt bei der Verwendung eines Sensorsystems vorgesehen sein,
wenn die Seiteninformation (Links- oder Rechtseinschlag) auf andere
Weise gewonnen werden kann oder nicht erforderlich ist.
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Besonders vorteilhaft ist es gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung, wenn zwei Sensorsysteme vorgesehen sind. Durch Verwendung
von zwei Sensoren können
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
höhere
Messgenauigkeiten erzielt werden.
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Bei der Verwendung eines Induktivsensors als
Sensorsystem können
Messungenauigkeiten z. B. durch Temperaturdrift, durch Nichtlinearität des Signals
oder auch durch Fertigungstoleranzen auftreten. Die Bewertung zweier
Signale bei Messungenauigkeiten kann vorzugsweise über eine
Auswerteelektronik dazu genutzt werden, um die Messwerte geeignet
zu korrigieren. Beispielsweise kann durch eine Temperaturdrift in
der Mittelstellung der Lenkung ein um x von den Sollwerten bei Normaltemperatur abweichender
Messwert auftreten. Dies wird als systematischer Fehler betrachtet.
Das heißt,
dass in der Regel beide Sensoren die gleiche Drift anzeigen. Die Auswerteelektronik
kann folglich unabhängig
von der Drift die Gleichheit der beiden Sensorsignale als Mittelstellungsinformation
verwenden. Weiterhin kann dann bei Kenntnis der Abweichung vom Sollwert
in der Mittelstellung aus Kenntnis der physikalischen Ursachen für die Drift
auch für
den restlich Messbereich bzw. Hub eine rechnerische Korrektur der
Sensorsignale vorgenommen werden.
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Bei der Verwendung von z. B. zwei
Sensorsystemen kann eine digitale Links/Rechts-Information vorzugsweise
durch einen Signalvergleich ermittelt werden. Das Vorzeichen der
Signaldifferenz zeigt dann die Richtung an. Die eigentliche Weg-Information
kann z. B. von einem Sensor abgegriffen und z. B. um die Abweichung
dessen Einbauposition zur Mittelstellung korrigiert werden. Der
zweite Sensor könnte
vor zugsweise aus Sicherheitsgründen
als redundantes System mit ausgewertet werden.
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Betreffend der geometrischen Gestaltung kann
beispielsweise je ein Sensorsystem an beiden Kolbenstangen-Führungsstücken angebracht sein, wenn
als Lenkzylinder ein Gleichlaufzylinder verwendet wird.
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Bei der Ausführung mit von der Kolbenstange
getrenntem signalgebenden Bauteil können die Sensoren bevorzugt
gemäß einer
weiteren Ausgestaltung möglichst
in relativ engem Abstand zueinander angeordnet sein, um einen Träger für die Sensorstangen
des Sensorsystems möglichst
kurz zu halten.
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Bevorzugt weist das Sensorsystem
einen Induktivsensor auf. Selbstverständlich können auch andere geeignete
Sensoren bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verwendet werden.
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Sowohl bei der Ausgestaltung mit
dem konischen Hülsenelement
als auch bei der Verwendung einer „Sensorstange" mit einer Ummantelung
sollten hinsichtlich der Werkstoffwahl Bedämpfungseigenschaften beachtet
werden, um die erfindungsgemäße Vorrichtung
zu optimieren. Das Hülsenelement bzw.
die Ummantelung sollten aus einem Material hergestellt sein, das
hinsichtlich der Bedämpfung
des Sensors andere Eigenschaften hat als das Material der Kolbenstange
bzw. der Sensorstange. Beispielsweise weist Stahl die höchste Bedämpfung auf,
wobei andere metallische Werkstoffe z. T. deutlich niedrigere Bedämpfungen
aufweisen. Nichtmetallische Werkstoffe, wie z. B. Kunststoff, haben
dagegen keine Bedämpfung.
Bei der Kombination des konischen Hülsenelements mit der konischen
Kolbenstange bzw. der Ummantelung mit der Sensorstange ist jeweils
die Bedämpfung
bei glei chem Sensorabstand eine Funktion des Kolbenhubes. Es ist
möglich,
dass über
eine Abweichung von der Konusform eine nichtlineare Kennlinie erzeugt
wird, die dann z.B. linear zum tatsächlichen Lenkwinkel ist.
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Die Erfindung ist im Folgenden anhand
der Zeichnung näher
erläutert.
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In dieser stellen dar:
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1 eine
geschnittene Teilansicht eines Lenkzylinders mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 eine
geschnittene Teilansicht des Lenkzylinders mit einem zweiten Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wobei in der oberen Hälfte
eine Sensorstange dargestellt ist, welche die diskreten Signale
erzeugt, und in der unteren Hälfte
der Doppelkonus dargestellt ist;
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3 ein
Diagramm mit über
den Hub aufgetragenen Sensorsignalen für zwei Sensoren je mit Abstand ½ Hub zwischen
Mittelstellung (Hub = 0) des signalgebenden Bauteiles zur Position
mit dem maximalen Signal angebracht; beispielsweise bei Anbringung
von je einem Sensor in den Führungsstücken eines
Gleichlaufzylinders;
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4 ein
Diagramm mit über
den Hub aufgetragenen Sensorsignalen für zwei Sensoren je mit Abstand
a zwischen Mittelstellung (Hub = 0) des signalgebenden Bauteiles
zur Position mit dem maximalen Signal angebracht, beispielsweise
bei Anbringung der Sensoren in dichtem Abstand zur Abnahme des Signals
von einem Doppelkonus und
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5 mehrere
Diagramme mit Ausgangssignalen in Abhängigkeit von abzutastenden
Bewegungen.
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In 1 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
an einem Lenkzylinder 1 gezeigt, welcher an einer lediglich
teilweise dargestellten Achsbrücke 2 eines
Fahrzeuges befestigt ist. Der Lenkzylinder 1 ist bei diesem
Ausführungsbeispiel
als sogenannter Gleichlauflenkzylinder ausgebildet. Der Lenkzylinder 1 weist
eine Kolbenstange 3 auf, welche in einer Kolbenstangenführung 12 aufgenommen
ist. Die Kolbenstangenführung 12 ist
einerseits an der Achsbrücke 2 befestigt und
andererseits im Zylinderrohr 4 angebracht. Ein Ende der
Kolbenstange 3 ist über
ein Axialgelenk 5 mit einer nur teilweise dargestellten
Spurstange 6 des Fahrzeuges gekoppelt.
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Zur Befüllung mit einem Druckmittel
weist der Lenkzylinder 1 zumindest eine Druckmittelbefüllung 7 auf,
welche sowohl an der Achsbrücke 2 als auch
an der Kolbenstangenführung 12 vorgesehen ist
und den Druckraum 8 des Lenkzylinders 1 mit Druckmittel
versorgt.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist auf den etwa
konusförmig
ausgebildeten Endabschnitt der Kolbenstange 3 ein ebenfalls
konusförmiges
Hülsenelement 9 aufgebracht.
Zumindest eine geeignete Sensoreinrichtung 10, welche vorzugsweise
einen Induktivsensor umfasst, ist radial zur Kolben- stange im Bereich
des konusförmigen
Hülsenelements 9 vorgesehen,
um einen Lenkwinkel und/oder einen Kolbenhub bei dem Lenkzylinder
zu erfassen. Die Werkstoffe des Hülsenelements 9 und
der Kolbenstange 3 sind hinsichtlich ihrer Bedämpfungseigenschaften
unterschiedlich. Beispielsweise kann als Werkstoff für die Kolbenstange 3 Stahl
verwendet werden. Da Stahl die höchste
Bedämpfung
im Gegensatz zu anderen metallischen Werkstoffen aufweist und nichtmetallische
Werkstoffe überhaupt
keine Bedämpfung
haben, kann das konusförmige
Hülsenelement
beispielsweise aus einem nichtmetallischen Werkstoff gefertigt sein.
Das Messfeld des Sensors durchdringt beispielsweise bei Verwendung von
Aluminium nicht die Aluminium-Hülse.
Durch die Kombination des konischen Hülsenelements 9 mit der
konischen Kolbenstange 3 ist das Sensorsignal bei gleichem
Sensorabstand des Sensorsystems 10 eine Funktion des Kolbenhubes.
Beispielsweise kann über
eine Abweichung von der Konusform eine nichtlineare Kennlinie erzeugt
werden, die dann zum Beispiel linear zum tatsächlichen Lenkwinkel ist. Ruf
diese Weise kann dann der Lenkwinkel durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
erfasst werden.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung kann das Sensorsystem 10 auch
im Bereich der Druckmittelbefüllung 7 vorgesehen
sein. Bei dieser Ausgestaltung kann in vorteilhafter Weise auch
der mit dem Pfeil 11 gekennzeichnete Bereich durch das
Sensorsystem 10 sensiert werden. Selbstverständlich ist
es auch denkbar, dass mehrere Sensorsysteme 10 vorgesehen
sind, welche dann vorzugsweise an verschiedenen Abschnitten der
Kolbenstangenführung 4 angeordnet
sind.
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Die Dichtigkeit an der Kobenstange 3 kann durch
einen langen Sitz erreicht werden. Beispielsweise kann eine O-Ring-Abdichtung am
inneren Ende vorgesehen sein. Gegen die Axialkräfte ist das konische Hülsenelement 9 an
dem Axialgelenk 5 der Spurstangen 6 abgestützt.
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In 2 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
dargestellt, bei dem gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen wie
in 1 bezeichnet sind.
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Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der Lenkzylinder 1 an einer Achsbrücke 2 eines Fahrzeuges
vorgesehen. Die Kolbenstange 3 des Lenkzylinders 1 ist über ein
Verbindungselement mit einer Sensorstange 13 gekoppelt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist das Verbindungselement als Mitnehmerscheibe 14 ausgebildet.
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Die Sensorstange 13 ist
etwa parallel zu dem Lenkzylinder 1 angeordnet und über eine
Halterung 15 mit dem Zylinderrohr 4 verbunden.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel,
insbesondere der unteren Hälfte
des geschnittenen Bauteiles, ist die Sensorstange 13 doppelkonusförmig ausgebildet und
weist eine entsprechend geformte Ummantelung 16 auf. Auch
hier ist ein Sensorsystem 10 mit zum Beispiel einem Induktivsensor
vorgesehen, wobei die gezeigte Lage der Mittelstellung der Lenkung
entsprechen kann. Natürlich
können
auch bei diesem Ausführungsbeispiel
mehrere Sensorsysteme 10 an der Sensorstange vorgesehen
sein. Die obere Hälfte des
geschnittenen Bauteiles 13 zeigt eine Variante, die über diskrete
Eindrehungen – hier
in einem zylindrischen Grundkörper – an bestimmten
Hubpositionen Signalunterschiede in definierter Höhe erzeugen kann.
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Die Werkstoffe der Ummantelung 16 und
der Sensorstange 13 weisen auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
unterschiedliche Bedämpfungseigenschaften
auf, wie dies auch bei dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist.
Bei der Verwendung der Sensorstange 13 parallel zum Lenkzylinder 1 kann
die erfindungsgemäße Vorrichtung
ohne Biegekräfte
und hydraulische Druckbeaufschlagung sowie den damit verbundenen
Einschränkungen
realisiert werden. Aufgrund der geringeren Beanspruchung kann die
doppelkonusförmige
oder auch nur konusförmige
Sensorstange 12 beispielsweise in Kunststoff oder dergleichen
eingegossen werden, um die Ummantelung 16 zu bilden. Die
Sensorstange 13 kann bei dieser Ausgestaltung zum Beispiel
aus Stahl gefertigt sein.
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In 3 sind
Signale von zwei Sensoren und das Summensignal der Sensoren über den
Hub aufgetragen, wobei in diesem Fall zwei analoge Induktivsensoren
zur Erfassung des Lenkwinkels vorgesehen sind. Die Sensoren sind
je mit Abstand a = ½ Hub
zwischen Mittelstellung (Hub = 0) des signalgebenden Bauteiles zur
Position mit dem maximalen Signal angebracht, beispielsweise bei
Anbringung von je einem Sensor in den Führungsstücken eines Gleichlaufzylinders. Über den
Gesamthub des Lenkzylinders kann z.B. eine Ausgangsspannung von
0 bis 10 V vorgesehen sein. Der Sollwert liegt für die Mittellage bei 5 V. Dies
wird durch das Kreuzen der beiden Sensorsignale bei einem Hub von
0 mm bei 5 V in 3 deutlich.
Bei negativen Hüben
fällt bzw. steigt
der Messwert linear. Bei positiven Hüben steigt bzw. fällt der
Messwert auch linear. Die Summe der beiden Signale der Sensoren 1 und 2 ist
bei einem idealen System immer bei 10 V, wie dies auch in 3 durch eine gestrichelte
Linie angedeutet ist.
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In 4 sind
die Signalverläufe
der Sensoren 1 und 2 sowie das Summensignal von
analogen Induktivsensoren zur Erfassung von Lenkwinkeln über den
Hub dargestellt. Diese Signalverläufe beziehen sich auf zwei
Sensoren je mit Abstand a zwischen Mittelstellung (Hub = 0) des
signalgebenden Bauteiles zur Position mit dem maximalen Signal angebracht,
beispielsweise bei Anbringung der Sensoren in dichtem Abstand zur
Abnahme des Signals von einem Doppelkonus, wie in 2 ersichtlich ist.
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Es ist aus 4 zu erkennen, dass die Signalgleichheit
links/rechts der Signalverläufe
eine Mittelstellungsinformation liefert. Beispielsweise eine vorliegende
Temperaturdrift an beiden Sensoren kann also die Mittelstellungsinformation
nicht beeinträchtigen.
Zu beachten ist dabei, dass im Hubbereich, der dem Sensorabstand
entspricht, die Summe der Signale, welche durch eine gestrichelte
Linie in 4 angedeutet
ist, konstant ist. Diese Information kann z. B. zusammen mit der
Links/Rechts-Information
zur Definition erwünschter
Zuschalt- bzw. Abschaltbereiche genutzt werden.
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In der unteren Hälfte der Abbildung ist ablesbar,
wie die Signaldifferenz zwischen den Sensoren als Richtungsinformation
links/rechts über
den Vorzeichenwechsel interpretiert werden kann.
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In 5 sind
vier Diagramme dargestellt. In dem mit I gekennzeichneten Diagramm
sind Ausgangssignale über
den Weg bei einer Annäherung
in axialer Richtung dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass Abstandsänderungen
in der Sensorachse zu wegproportionalen Ausgangssignalen führen.
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In dem mit III gekennzeichneten Diagramm sind
wiederum Ausgangssignale über
den Weg bei seitlichem Anfahren dargestellt. Es ist ersichtlich, dass
die Erfassung größerer Wege
durch die Abtastung einer schiefen Ebene bzw. einer konischen Ausführung ermöglicht werden.
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In dem mit IV gekennzeichneten Diagramm ist
ein Ausgangssignal über
den Weg dargestellt, um unterschiedliche Werkstoffe zu erkennen.
Bei konstant gehaltenem Abstand des Sensors ist das Ausgangssignal
ausschließlich
vom Werkstoff des zu sensierenden Objektes abhängig.
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- 1
- Lenkzylinder
- 2
- Achsbrücke
- 3
- Kolbenstange
- 4
- Kolbenstangenführung
- 5
- Axialgelenk
- 6
- Spurstange
- 7
- Druckmittelbefüllung
- 8
- Druckraum
- 9
- Hülsenelement
- 10
- Sensorsystem
- 11
- Bereich
- 12
- Kolbenstangenführung
- 13
- Sensorstange
- 14
- Mitnehmerscheibe
- 15
- Halterung
- 16
- Ummantelung