DE8608362U1

DE8608362U1 - Halterung eine Magnetfeldsonde für Navigationszwecke an einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE8608362U1
Application number: DE19868608362
Authority: DE
Original assignee: Daimler Benz AG; Siemens AG
Current assignee: Daimler Benz AG; Siemens AG
Priority date: 1986-03-26
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1988-02-04

Description

' '■ I·· i i ^f!, I"".:·

Siemens Aktiengesellschaft Unser Zeichen Berlin und München VPA 86 P 8 O 1 8 DE

Daimler Benz AG
Stuttgart

Halterung einer Magnetfeldsonde für Navigationszwecke an einem Kraftfahrzeug ____

iö j

Zur Bestimmung der Position von Fahrzeugen wird seit lan- j gem das sogenannte Koppelnävigätiönsverfähren eingesetzt, I bei dem während der Fahrt ständig die Wegstrecke und die I Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges gemessen werden. Die |

Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges wird üblicherweise '

durch eine Messung des Erdmagnetfeldes mit Hilfe einer Magnetfeldsonde bestimmt. Störend auf dio Messung der Erdfeldrichtung wirken sich magnetische Störfelder aus, die zum Teil durch das Fahrzeug selbst erzeugt werden* z.B. durch Karosserieteile oder durch magnetische Felder, |.

die durch elektrische Ströme im Fahrzeug entstehen. f<

Aus der europäischen Patentschrift 0 067 357 ist es be- I kannt, die durch Störfelder bedingte Mißweisung durch die sorgfältige Auswahl des Einbauorts am Fahrzeug zu minimieren. Hierzu ist die Magnetfeldsonde an einem Sondenträger im Abstand von der Karosserie des Fahrzeuges ange- i ordnet. Ein solcher Sondenträger und die an ihr angebrach- | te Magnetfeldsonde sind aber durch ihre exponierte Lage &iacgr; gefährdet. Beispielsweise kann Halterung oder Magnetfeld- , sonde beim Durchfahren einer Waschanlage beschädigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, Sondenträger und Magnetfeldsonde für Navigationszwecke an einem Kraftfahrzeug

SEZ 1 Sur / 25.03.1986

lilli

- 2 - VPA 86 P 8 O 1 8 DE % derart anzuordnen, daß eine Gefährdung von Sondenträger | und Magnetfeldsonde vermieden wird. I

Erfindungsgemä'ß ist diese Aufgäbe dadurch gelöst, daß der Sondenträger in die Karosserie versenkbar ist. Hierzu kann der Sondenträger in die Karosserie ein- und ausschwenkbar gestaltet sein. Vorzugsweise ist er jedoch manuell ein-und ausziehbar oder automatisch ein- und ausfshrbsr 2usⁿsbiidst;
10

Zweckmäßigerweise besteht der Sondenträger aus einem Distanzstück, welches dafür sorgt, daß die Magnetfeldsonde den erforderlichen Abstand zur Kraftfahrzeugkarosserie einhält. An ihm ist eine Sondenkapsel befestigt, in der die Magnetfeldsonde untergebracht ist und die die Aufgabe hat, die Magnetfeldsonde zu schützen.

Sondenkapsel und Distanzstück können ebenfalls eine Störquelle für die Messung des Erdmagnetfeldes darstellen.

Daher ist es zweckmäßig, für diese Teile Materialien zu | verwenden, die keine ferro- oder ferrimagnetischen Eigenschaften zeigen. Insbesondere sind Materialien einsetzbar, die eine vernachlässigbar geringe magnetische Remanenz aufweisen, so daß die besonders störenden Magnetfelder, die durch eine Remanenz entstehen, vermieden werden. Beispielsweise könnte das Distanzstück und/oder die Sondenkapsel aus Messing oder Aluminium aber auch aus Kunststoff bestehen.

Profil und/oder Material des Sondenträgers sind so gewählt, daß sich eine ausreichende Steifigkeit und Stabilität gegenüber mechanischen Schwingungen und mechanischen Belastungen ergibt. Dadurch läßt sich ein Meßfehler durch Auslenkungen der Magnetfeldsonde weitgehend vermeiden.

, , i , i i c « « e e <

■ III 4· · · · · 1* *'

. 3 _ _VPA 86 P 8 O 1 8 DE

Die Form der Sondenkapsel hangt vom Typ und den Abmessungen der eingesetzten Magnetfeldsonde ab und kann als Aus- \ leger ausgebildet sein. Der Ausleger kann am Distanzstück in seiner räumlichen Lage - z.B. durch ein ärretierbares Gelenk - voll beweglich angebracht sein, so daß eine optimale Justage der Magnetfeldsonde in Bezug auf Längsund Querachse des Fahrzeuges ermöglicht ist.

Unijuncuolco i ef rlac &Pgr;&idiagr; el·an?cfci'mLc riss SnnriprrhTäaers als

Teleskopeinrichtung mit mindestens einem Teleskopelement ausgebildet* Die Teleskopeinrichtung ist verdrehsicher in einem Führungsteil geführt, damit sich die Ausrichtung der Magnetfeldsonde gegenüber der Fahrzeugachse nicht ändern kann. Die Verdrehsicherung der Teleskopeinrichtung im Führungsteil wird dadurch erreicht, daß die äußere geometrische Formgebung der Teleskopeinrichtung und des Führungsteils aufeinander so abgestimmt sind, daß ein Verdrehen der Teleskopeinrichtung im Führungsteil nicht möglich ist. Zum Beispiel könnte der Umriß des äußersten Teleskopelements und der dazugehörige Umriß des Führungsteils planparallele Flächen besitzen, die eine Verdrehung des äußersten Teleskopelements gegenüber dem Führungsteil verhindern. Zur verdrehsicheren Führung des äußersten Teleskopelements bzw. der Teleskopeinrichtung im Führungsteil kann alternativ auch ein Feder/Nutsystem dienen. Das Führungsteil selbst ist an der Karosserie verdrehsicher angebracht.

Zum Ein- und Ausschwenken oder Ein- und Ausfahren des Sondenträgers dient ein Antriebssystem. Dieses kann pneumatisch, hydraulisch oder elektromechanisch mit Hilfe eines Elektromotors und eines nachgeschalteten Getriebes ausgeführt sein.

Es ist vorteilhaft, mit Hilfe von Positionsfühlern zu überprüfen, ob der Sondenträosr seine Endposition im ver-

tee <
&igr; * *

_ 4 - VPA 86 P 8 O 1 8 DE

senkten Zustand oder im nichtversenkten Zustand erreicht hat. Ein solcher Positionsfühler kann berührungslos arbeiten, ZiB. auf iduktiver oder elektroöptischer Basis oder einfach als mechanischer Schalter ausgeführt sein.

Der Positionsfühler, der die Endposition beim Ausfahren der Teleskopeinrichtung feststellen soll, hat die Aufgabe, bei Erreichen der Endposition das Antriebssystem abzuschalten. Weiterhin können die Signale der Pösitiönsfühler auch dazu verwendet werden, einer nachgeschalteten Flektronik Informationen über die Bewegung des Sondenträgers bzw. der Teleskopeinrichtung zur Verfügung zu stellen. Zum Beispiel kann ein Mikroprozessorsystem die Signale der Positionsfühler auswerten und die jeweilige Position dem Fahrer des Fahrzeuges, z.B. auf einem Display, melden. Mit Hilfe von Positionsfühlern .können auch beliebige Haltepositionen der Ausfahr- bzw. Einfahrbewegung detektiert und angesteuert werden.

Zur Fixierung des Sondenträgers nach Erreichen einer Endposition ist die Anwendung von mindestens einer Arretierungseinrichtung zweckmäßig. Diese hat die Aufgabe, dan Sondenträger mechanisch festzuhalten.

Falls der Sondenträger aus einer Teleskopeinrichtung mit mehreren, ineinander einschiebbaren Teleskopelementen besteht, ist eine Kupplung zwischen Antriebssystem und Teleskopeinrichtung von Vorteil, insbesondere, wenn einzel= ne Teleskopelemente getrennt von den anderen bewegt werden sollen.
30

Besonders vorteilhaft ist es, den Sondenträger so auszubilden, daß er zusätzlich als Antenne dienen kann. Wird als Sondenträger eine Teleskopieinrichtung mit mehreren Teleskopelementen eingesetzt, ist eine nach diesen Funktionen getrennte Bewegung der Teleskopelemente etwa nach folgendem Muster von Vorteil:

- 5 - VPA 86 P 8 O 1 8 DE

Mit Einschalten der Zündung des Kraftfahrzeuges fährt derjenige Teil der Teleskopeinrichtung aus, der den Ausleger mit Magnetfeldsonde trägt, so daß die Funktion der Richtungsbestimmung sichergestellt ist. Wird zusätzlich ein sich im Kraftfahrzeug befindliches Radio eingeschaltet, werden zur Realisierung der Antennenfunktion die zusätzlich vorhandenen Teleskopelemente vom Antriebssystem ausgefahren und umgekehrt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, bei dem der Sondenträger als Teleskopeinrichtung ausgebildet ist. Dabei zeigen

FIG 1 den ausgefahrenen Sondenträger in Seitenansicht, FIG 2 den eingefahrenen Sondenträger im Längsschnitt, FIG 3 einen Querschnitt entlang Linie III-III in FIG 2, FlG 4 einen vergrößerten Teilschnitt des Bereiches IV in FlG 2, jedoch in veränderter Position,

FIG 5 einen Längsschnitt, ähnlich dem in FIG 2, mit einem zusätzlichen Positionsfühler, FIG 6 einen Schnitt durch ein Antriebssystem, und FIG 7 eine vergrößerte Ansicht des Ausschnittes VII in FIG 6.

Wie insbesondere die Figuren 1 bis 3 zeigen, besteht der Sondenträger aus einem Distanzstück 12 in Form einer Teleskopeinrichtung und aus einer Sondenkapsel 11, in der eine Magnetfeldsonde 4 untergebracht ist. Die Teleskopeinrichtung besteht aus vier Teleskopelementen 121,, von denen ein äußerstes Teleskope'fi^^nt mit 1212 und ein innerstes Teleskopelement mit 1213 bezeichnet sind,. Die Sundenkapsel 11 ist in einem Ausleger 111 untergebracht,

I!«· I · · et

(tii ■■ f · · · · * * *

- &bgr; - VPA 86 P 8 O 1 8 DE

der sich am Ende des äußersten Teleskopelementes 1212 befindet. Bei ausgefahrenem äußerstem Teleskopelement 1212 - FIG 1 - wird dadurch ein Abstand a zwischen Ausleger 111 und Fahrzeugkarosserie 3 eingehalten.

Die Teleskopeinrichtung wird mit ihrem äußersten Teleskopelement 1212 in einem Führungsteil 122 verdrehsicher § geführt, und mit Hilfe einer Feststellschraube 112 in der Vertikalen um eine Horizontalachse einstellbar angebracht ist, so daß die Magnetfeldsonde 4 im Ausleger 111 paral-IeI zur Fahrzeugachse ausgerichtet werden kann.

Die Verdrehsicherung um die Längsachse der konzentrischen Teleskopeinrichtung ist durch ein Feder/Nutsystem erreicht. Das äußerste Teleskopelement 1212 hat dazu eine durchgehende Führungsnut 1221, in die eine Paßfeder 1222 des Führungsteils 122 beim Ein- und Ausfahren der Teleskopeinrichtung eingreift (FIG 3). Das Führungsteil 122 ist durch seine Formgebung in der Karosserie 3 des Kraftfahrzeuges verdrehsicher angebracht. Zwischen Karosserie 3 und Führungsteil 122 befindet sich eine Gummidichtung 31. In der Wandung des äußersten Teleskopelements 1212 sind Zuleitungen 40 der Magnetfeldsonde 4 in einem Kabelkanal 1221 untergebracht. |

Wie der Abschnitt IV in FlG 2 zeigt, ist das äußerste Teleskopelement 1212 mit dem innersten Teleskopelement 1213 mit Hilfe einer Kupplung gekuppelt, deren Elemente in FIG 4 - auseinandergezogen - dargestellt sind:

Das innerste Teleskopelement 1213 weist ein kugelförmiges Einrastelement 91, das äußerste Teleskopelement 1212 eine I

dazu passende konzentrische Einrastvorrichtung 92 auf, I die als Gummiring ausgebildet ist. Der Gummiring ist in ;_t" einer konzentrischen Nut der Innenwandung des äußersten ® Teleskopelements, und zwar an dessem unteren Ende, gela- |

- 7 - VPA 86 P 8 O 1 8 DE

gert. Das Einrastelement 91 ist ferner mit einem Nylonzug 828 verbunden.

In FIG 5 ist ein Positionsfühler 5 gezeigt, der zur Anzeige der Ausfahrendposition des äußersten Teleskopelements eingesetzt wird. Der Positionsfühler 5 besteht aus &Iacgr; einem Mikroschalter 51, dessen Schaltfunktion durch einen Schaltstößel 52 ausgelöst wird. Bei der Ausfahrbewegung des äußersten Teleskopelements 1212 gleitet der am Kopfende abgerundete Schaltstößel 52 in eine sich zunehmend vertiefende Rinne 53, die sich in der Wandung des äußersten Teleskopelements befindet. Dabei legt der angefederte Schaltstößel 52 einen Weg zurück, der ausreicht, den Kontakt des Mikroschalters 51 zu lösen. Hierdurch wird ein Antriebssystem abgeschaltet und die Ausfahrbewegung ä des äußersten Teleskopelements beendet.

FIG 6 zeigt scnematisch ein Antriebssystem 8 für die Teleskopeinrichtu.ig und eine Arretierungseinrichtung 6 zur Fixierung des äußersten Teleskopelements. Die gesamte Anordnung befindet sich in einem Gehäuse 83. Das Antriebssystem besteht aus einem streufeldarmen Elektromotor 81, auf dessen Motcrwelle 811 sin Motorzahnrad 821 sitzt. Das Motorzahnrad 821 ist mit Hilfe eines Zahnriemens 822 mit einem Zahnrad 823 kraftschlüssig verbunden. Das Zahnrad 823 sitzt auf der Getriebeachse 824, die mit einer Schnecke 825 starr verbunden ist. Letztere kämmt mit dem zugehörigen Schneckenrad 826, mit dem eine Aufwickelrolle 827 für einen Nylonzug 828 verbunden ist. Der halbsteife und geführte Nylonzug 828 hat auf einer Längsseite eine Zahnung 8281, die zu Zähnen 8271 an der Aufwickelrolle paßt (FIG 7). Der Nylonzug 828 ist zwischen einer Andruckrolle 829 und der Aufwickelrolle zwangsgeführt. Hierdurch wird die Drehbewegung des Schneckenrads 826 in eine Linearbewegung des Nylonzugs 828 umgesetzt und damit die Teleskopeinrichtung aus- oder eingefahren.

&psgr; I I 1 I I &igr; 1 ( 1 I t t t t

* t till ti * &eacgr; IH I I M I ·■*

- a - VPA 86 P 8 O 1 8 DE

Beim Ausfahren der Teleskopeinrichtung befindet sich das Einrastelement 91 in der Einrastvorrichtung 92, wie in FlG 1 gezeigt. Solange das äußerste Teleskopelement 1212 ausgefahren wird, besteht nur ein kleiner mechanischer Widerstand, der nicht ausreicht, das kugelförmige Einrastelement 91 aus dem Gummiring der Einrastvorrichtung 92 zu drücken. Dadurch ist die Mitnahme aller Teleskopelemente 121 erzwungen, so daß die gesamte Teleskopeinrichtung ausgefahren wird. Erreicht das äußerste Teieskopelement 1212 bei der Ausfahrbewegung seine Ausfahrendposition, wird es arretiert. In dieser Position befindet sich der Ausleger 111 mit Magnetfeldsonde 4 in einem optimal störarmen Abstand a von der Karosserie 3. Die Ausfahrbewegung kann in dieser Position gestoppt werden, so daß nur die Richtungsbestimmung des Kraftfahrzeugs mit Hilfe der Magnetfeldsonde 4 voll funktionsfähig ist.

Bleibt das Antriebssystem der Teleskopeinrichtung weiter aktiv, dann wird das Einrastelement 91 aus der elastisehen Einrastvorrichtung herausgedrückt und die Teleskopeinrichtung wird vollständig ausgefahren (FlG 1). Jetzt ist zusätzlich die Antennenfunktion der Teleskopeinrichtung gewährleistet - Die Einfahrbewegung wird analog zur Ausfahrbewegung ausgeführt.

Die Arretierungseinrichtung 6 besteht aus einem Hubmagneten 67, der unter Strom einen Telleranker 66 anzieht. Hierdurch legt die Hubstange 65, die mit dem Telleranker 66 starr verbunden ist, einen Hubweg zurück, der mit HiI-fe des Umlenkhebels 64 an einen Sperrstift 61 mit einem Andruckteller 63 weitergegeben wird. Dabei wirkt die auftretende Hubkraft einer Spiralfeder 62 entgegen. Der ausgelenkte Sperrstift 61 greift in eine Bohrung des äußersten Teleskopelements ein. Dadurch wird das äußerste Teleskopeiement in einer Position arretiert, die durGfi die Lage der Bohrung von dem Teleskopelement bestimmt ist.

Claims

- 9 - VPA 86 P 8 O 1 8 DE

1. Halterung einer Magnetfeldsonde (4.) für Navigationszwecke an einem Kraftfahrzeug, wobei die Magnetfeldsonde (4) mit einem Abstand (a) von der Karosserie (3) des Kraftfahrzeuges an einem Sondenträger (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondenträger (1) in die Karosserie (3) versenkbar ist.

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Sondenträger (1) aus einem Distanzstück (12) und einer Sondenkapsel (11) besteht, in der die Magnetfeldsonde (4) untergebracht ist.

3. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein Positionsfühler (5) zur Ermittlung einer Endposition des Sondenträgers (1) vorr-3sehen ist.

4. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine Arrvitierungseinrichtung (6) zur Fixierung des Sondenträgers (1) in einer Endposition vorgesehen ist.

5. Halterung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Distanzstück (12) des Sondenträgers (1) aus einer Teleskopeinrichtung mit mindestens einem Teleskopelement (121) besteht und die Teleskopeinrichtung verdrehsicher in einem an der Karosse- rie (3) befestigten Führungsteil (122) geführt ist.

6. Halterung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Teleskopeinrichtung aus einem äußersten Teleskopelement (1212) und mindestens einem inneren Teleskopelement besteht, daß als Sondenkap-

- &iacgr;&ogr; - VPA 86 P 8 0 1 8 DE

sei (11) ein Ausleger (111) dient, der um eine Horizontalachse einstellbar und an dem äußersten Teleskopelement (1212) angebracht ist, daß ein Antriebssystem (8) mit der Teleskopeinrichtung durch eine Kupplung gekuppelt ist, und daß Zuleitungen (40) zu der Magnetfeldsonde (4) im äußersten Teleskopelement (1212) untergebracht sind.

7. Halterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß als Kupplung ein kugelförmiges Einrastelement (91) und eine dazu passende Einrastvorrichtung (92) dient.

8. Halterung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Distanzstückes (12) als Antenne ausgebildet ist.

9. Halterung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Sondenträger (1) aus einem Material besteht, welches nicht zu den Materialien mit ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Eigenschaften gehört.