ES2300008T3 - TELESCOPIC DEVICE WITH ELECTROMAGNETIC POSITION DETECTION. - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositivo telescópico con detección electromagnética de posición.Telescopic device with detection electromagnetic position.
La presente invención se refiere a un dispositivo telescópico tal como un amortiguador utilizable por ejemplo en una suspensión de vehículo automóvil.The present invention relates to a telescopic device such as a shock absorber usable by example in a motor vehicle suspension.
Un amortiguador comprende generalmente un cilindro que recibe con deslizamiento un vástago. En ciertas aplicaciones de automóvil, como por ejemplo para realizar una amortiguación variable o efectuar unas correcciones de asientos, es necesario conocer la posición y/o la velocidad del vástago con respecto al cilindro.A shock absorber generally comprises a cylinder that slides a rod. In certain car applications, such as to perform a variable damping or make some corrections of seats, is it is necessary to know the position and / or the speed of the stem with with respect to the cylinder.
Unos amortiguadores que incorporan un dispositivo de detección de posiciones del vástago con respecto al cilindro han sido realizados con este objeto.Some shock absorbers that incorporate a rod position detection device with respect to the Cylinders have been made for this purpose.
El documento US 4717874 muestra un dispositivo con las características del preámbulo de la reivindicación 1.US 4717874 shows a device with the characteristics of the preamble of claim 1.
Existen así unos amortiguadores que tienen un vástago que está dispuesto para presentar una característica magnética cuyo valor varía a lo largo del vástago. El dispositivo de detección está fijo con respecto al cilindro y mide el valor de esta característica. Es entonces posible deducir la posición del vástago a partir del valor medido.There are some shock absorbers that have a stem that is willing to present a feature magnetic whose value varies along the stem. The device of detection is fixed with respect to the cylinder and measures the value of this feature It is then possible to deduce the position of the stem from the measured value.
Un dispositivo de detección presenta un carácter intrusivo que hace la estructura del amortiguador relativamente compleja.A detection device has a character intrusive that makes the shock absorber structure relatively complex.
Un objeto de la invención es proporcionar un dispositivo telescópico con detección de la posición que sea sencillo y fiable.An object of the invention is to provide a telescopic device with position detection whatever simple and reliable.
A este efecto, se prevé, según la invención, un dispositivo telescópico que comprende un cilindro que recibe con deslizamiento un vástago, y un dispositivo de detección de una posición del vástago con respecto al cilindro, comprendiendo el vástago una sucesión de zonas magnéticas y no magnéticas que forman unas singularidades magnéticas dispuestas a lo largo del vástago como motivos, de los cuales al menos uno tiene una configuración particular para constituir un motivo de referencia, y el dispositivo de detección está fijo con respecto al cilindro y comprende un conjunto de al menos dos detectores magnéticos, que están asociados a unos imanes permanentes y que están dispuestos de forma adyacente según una dirección axial del vástago, de tal manera que el conjunto de detectores tenga un campo que cubre una zona del vástago que tiene una dimensión axial superior a una dimensión axial del motivo de referencia para medir unas modulaciones de campos magnéticos producidos por estos imanes durante un desplazamiento del vástago.For this purpose, according to the invention, a telescopic device comprising a cylinder that receives with sliding a rod, and a device for detecting a position of the rod with respect to the cylinder, comprising the stem a succession of magnetic and non-magnetic zones that form magnetic singularities arranged along the stem as reasons, of which at least one has a configuration particular to constitute a reason for reference, and the detection device is fixed with respect to the cylinder and it comprises a set of at least two magnetic detectors, which they are associated with permanent magnets and they are arranged adjacent shape according to an axial direction of the rod, in such a way that the detector set has a field that covers an area of the stem that has an axial dimension greater than one dimension axial of the reference motif to measure modulations of magnetic fields produced by these magnets during a stem displacement.
Así, la detección del motivo de referencia por el conjunto de detectores puede ser equiparada inmediatamente a una posición del vástago con respecto al cilindro. Los otros motivos pueden ser idénticos, de tal manera que la posición está determinada por el recuento de los motivos desde el motivo de referencia, o el vástago puede presentar varios motivos de referencia. La configuración de los motivos puede ser elegida de tal manera que la señal proporcionada por los detectores presente una clara transición durante el paso de un motivo al otro. Esto facilita la distinción de los motivos entre ellos. La detección se realiza además de manera sencilla.Thus, the detection of the reference reason by the set of detectors can be immediately compared to a position of the rod with respect to the cylinder. The other motives they can be identical, so that the position is determined by the counting of the motives from the motive of reference, or the stem may have several reasons for reference. The motive configuration can be chosen in such a way so that the signal provided by the detectors presents a clear transition during the passage from one motive to the other. This It facilitates the distinction of motives between them. The detection is It also performs in a simple way.
Otras características y ventajas de la invención resultarán de la lectura de la descripción que sigue de un modo de realización particular no limitativo de la invención.Other features and advantages of the invention will result from reading the description that follows in a way particular non-limiting embodiment of the invention.
Se hará referencia a los dibujos adjuntos, entre los cuales:Reference will be made to the attached drawings, between which:
- la figura 1 es una vista esquemática en corte longitudinal de un dispositivo telescópico según un primer modo de realización,- Figure 1 is a schematic sectional view length of a telescopic device according to a first mode of realization,
- la figura 2 es una vista esquemática parcial, en alzado y con parte separada, de un vástago del dispositivo telescópico según el primer modo de realización,- Figure 2 is a partial schematic view, in elevation and with separate part, of a device stem telescopic according to the first embodiment,
- la figura 3 es una vista análoga a la de la figura 2 del vástago del dispositivo telescópico según una primera variante del primer modo de realización,- Figure 3 is a view similar to that of the Figure 2 of the rod of the telescopic device according to a first variant of the first embodiment,
- las figuras 4 y 5 son unas vistas esquemáticas parciales en corte longitudinal del vástago del dispositivo telescópico, según una segunda y una tercera variante del primer modo de realización.- Figures 4 and 5 are schematic views longitudinal sectional partials of the device stem telescopic, according to a second and a third variant of the first embodiment.
La invención está descrita aquí aplicada a un dispositivo telescópico que forma un amortiguador de suspensión de vehículo automóvil.The invention is described herein applied to a telescopic device that forms a suspension damper of motor vehicle
En referencia a la figura 1 y conforme al primer modo de realización, el amortiguador, generalmente designado 1, comprende de forma conocida de por sí un cilindro 2 que recibe con deslizamiento un vástago 3 representado esquemáticamente.Referring to figure 1 and according to the first embodiment, the shock absorber, generally designated 1, it comprises in a known way of itself a cylinder 2 that receives with sliding a rod 3 schematically represented.
En referencia igualmente a la figura 2, el vástago 3 comprende unas zonas magnéticas y unas zonas no magnéticas que forman unas singularidades magnéticas dispuestas a lo largo del vástago en motivos, de los cuales al menos uno tiene una configuración particular para constituir un motivo de referencia. Las zonas magnéticas son no magnetizadas.Referring also to Figure 2, the stem 3 comprises magnetic zones and non-magnetic zones that form magnetic singularities arranged along the stem in motifs, of which at least one has a particular configuration to constitute a reason for reference. The magnetic zones are not magnetized.
El vástago 3 comprende así un núcleo 4 de material no magnético que está provisto exteriormente de gargantas 5, 6 que delimitan entre ellas unos collarines 7, 8.The stem 3 thus comprises a core 4 of non-magnetic material that is provided externally with throats 5, 6 that delimit between them some collars 7, 8.
Las gargantas 5 tienen una anchura idéntica. La garganta 6 tiene una anchura diferente de la de las gargantas 5. Las gargantas 5, 6 reciben respectivamente unas capas magnéticas 9, 10 de anchura correspondiente. Las capas magnéticas 9, 10 tienen una superficie externa que nivela la superficie externa de los collarines 7, 8 de tal manera que el vástago 3 tiene una superficie exterior lisa. Esto permite asegurar un buen contacto de la superficie exterior con los elementos de estanqueidad no representados de los que está dotado de forma clásica el cilindro 2.The throats 5 have an identical width. The throat 6 has a width different from that of the throats 5. The throats 5, 6 respectively receive magnetic layers 9, 10 corresponding width. The magnetic layers 9, 10 have an outer surface that levels the outer surface of the collars 7, 8 such that the stem 3 has a surface smooth exterior This allows to ensure a good contact of the outer surface with sealing elements no represented of which the cylinder is classically equipped 2.
Los collarines 7 tienen una anchura idéntica. El collarín 8 tiene una anchura diferente a la de los collarines 7.The collars 7 have an identical width. He collar 8 has a different width than the collar 7.
Las capas magnéticas 9, 10 y los collarines 7, 8 constituyen unas singularidades magnéticas. La capa 10 y el collarín 8 forman cada uno un motivo único, representativo de un punto particular en el eje del vástago 3. Estos motivos son calificados como motivos de referencia. Las capas 9 y los collarines 7 forman unos motivos que se califican como relativos ya que pueden permitir localizar un punto en el eje del vástago 3 partiendo de un motivo de referencia tal como se explicará más adelante.Magnetic layers 9, 10 and collars 7, 8 They constitute magnetic singularities. Layer 10 and the collar 8 each form a unique motif, representative of a particular point on the axis of the stem 3. These reasons are Qualified as benchmarks. Layers 9 and collars 7 form some reasons that qualify as relative since they can allow to locate a point on the axis of the stem 3 starting from a reference reason as will be explained later.
El amortiguador 1 comprende igualmente un dispositivo de detección para detectar una posición del vástago 3 con respecto al cilindro 2.The shock absorber 1 also comprises a detection device to detect a position of the stem 3 with respect to cylinder 2.
El dispositivo de detección comprende una barrita 11 de detectores magnéticos 12 adyacentes. Los detectores 12 son aquí unos detectores con efecto Hall y están asociados a unos imanes permanentes para detectar de forma conocida por sí misma una característica representativa de un campo magnético producido por los imanes. La barrita 11 está fijada en el cilindro 2 y se extiende paralelamente al vástago 3 en frente de la superficie exterior de éste. Para esta disposición y la yuxtaposición de los campos de los detectores magnéticos 12 (igualmente llamados campo o conos de sensibilidad), la barrita 11 tiene un campo global que cubre una zona de la superficie exterior del vástago 3 que presenta una dimensión axial superior a una dimensión axial de los motivos de referencia. Los detectores magnéticos 12 están unidos a una unidad 13 de tratamiento en la que están memorizadas las posiciones de los motivos de referencia en el vástago 3.The detection device comprises a bar 11 of adjacent magnetic detectors 12. Detectors 12 are here Hall detectors and are associated with some permanent magnets to detect in a known way by itself a representative characteristic of a magnetic field produced by The magnets. The bar 11 is fixed on the cylinder 2 and is extends parallel to the stem 3 in front of the surface outside of this one. For this provision and the juxtaposition of fields of magnetic detectors 12 (also called field or sensitivity cones), bar 11 has a global field that covers an area of the outer surface of the rod 3 that has an axial dimension greater than an axial dimension of the reasons for reference. The magnetic detectors 12 are attached to a unit 13 of treatment in which the positions of the reference motifs on the stem 3.
A continuación, se describirá el funcionamiento del dispositivo de detección.Next, the operation will be described of the detection device.
El flujo magnético producido por los imanes va a sufrir una variación según que estos se encuentren en frente de un collarín o de una garganta. Esta variación va a ser detectada por los detectores asociados. Así, para una posición dada del vástago 3 con respecto al cilindro 2 y por lo tanto a la barrita 11, los detectores 12 en frente de un collarín van a emitir una señal representativa de la presencia del collarín mientras que los detectores 12 en frente de una garganta van a emitir una señal representativa de la presencia de la garganta. Si el collarín en cuestión es un collarín 8 o la garganta en cuestión es una garganta 6, la zona del vástago 3 en frente de estos detectores 12 es identificada de manera que la unidad 13 de tratamiento puede deducir por ello la posición del vástago 3. Por el contrario, si el collarín en cuestión es un collarín 7 o la garganta en cuestión es una garganta 5, esta información sola no es suficiente para identificar la zona del vástago 3.The magnetic flux produced by the magnets is going to suffer a variation depending on whether they are in front of a collar or throat. This variation is going to be detected by The associated detectors. Thus, for a given position of the stem 3 with respect to cylinder 2 and therefore to bar 11, the 12 detectors in front of a collar will emit a signal representative of the presence of the collar while the 12 detectors in front of a throat will emit a signal representative of the presence of the throat. If the collar on question is a collar 8 or the throat in question is a throat 6, the zone of the rod 3 in front of these detectors 12 is identified so that the treatment unit 13 can deduce therefore the position of the rod 3. On the contrary, if the collar in question is a collar 7 or the throat in question is a throat 5, this information alone is not enough to identify the zone of the stem 3.
Durante el funcionamiento del amortiguador 1, el vástago 3 es llevado a deslizarse en el cilindro 2. Después de que un motivo de referencia ha sido identificado y el movimiento prosigue, la unidad de tratamiento efectúa un recuento de los motivos relativos de manera que la unidad de tratamiento puede en todo momento determinar la distancia que separa la zona del vástago 3 en frente de los detectores magnéticos 12 y el motivo de referencia identificado. A partir de esta información, la unidad de tratamiento puede determinar la posición del vástago 3 con respecto al cilindro 2.During operation of the shock absorber 1, the rod 3 is carried to slide in cylinder 2. After that a reason for reference has been identified and the movement continues, the treatment unit counts the relative reasons so that the treatment unit can in at all times determine the distance that separates the stem zone 3 in front of the magnetic detectors 12 and the reason for reference identified. From this information, the unit of treatment can determine the position of the stem 3 with respect to cylinder 2.
Así, el desplazamiento del vástago que comprende las zonas magnéticas y no magnéticas delante de los imanes fijos produce una variación del flujo de estos que es detectado por los detectores asociados. Se apreciará que la utilización de detectores alimentados con corriente continua permite simplificar la alimentación de los detectores, en particular cuando el dispositivo es implantado en un vehículo automóvil en el que la energía eléctrica se suministra mediante una batería.Thus, the displacement of the stem comprising the magnetic and non-magnetic zones in front of the fixed magnets produces a variation of the flow of these that is detected by the associated detectors. It will be appreciated that the use of detectors powered by direct current simplifies the power of the detectors, particularly when the device it is implanted in a motor vehicle in which the energy Electric is supplied by a battery.
Según una primera variante y en referencia a la figura 3, el vástago 3 comprende un núcleo 14 de material magnético que está provisto exteriormente de gargantas 15, 16 que delimitan entre ellas unos collarines 17, 18.According to a first variant and in reference to the Figure 3, the stem 3 comprises a core 14 of magnetic material which is provided externally with throats 15, 16 that delimit among them some collars 17, 18.
Las gargantas 15 tienen una anchura idéntica. La garganta 16 tiene una anchura diferente al de las gargantas 15. Las gargantas 15, 16 reciben respectivamente unas capas no magnéticas 19, 20 de anchura correspondiente. Las capas no magnéticas 19, 20 tienen una superficie externa que nivela la superficie externa de los collarines 17, 18 de tal manera que el vástago 3 tiene una superficie exterior lisa.The throats 15 have an identical width. The throat 16 has a different width than the throats 15. The Gorges 15, 16 respectively receive non-magnetic layers 19, 20 of corresponding width. The non-magnetic layers 19, 20 they have an outer surface that levels the outer surface of the collars 17, 18 such that the stem 3 has a smooth outer surface.
El funcionamiento del dispositivo según esta variante es idéntico al descrito anteriormente.The operation of the device according to this variant is identical to the one described above.
Según una segunda variante y en referencia a la figura 4, el núcleo 14 está recubierto por una capa 21 de relleno que es de material no magnético. La capa de relleno llena las gargantas 15, 16 y recubre los collarines 17, 18 presentando por ello una superficie exterior 22 lisa. La capa 21 de relleno puede por ejemplo ser depositada por proyección térmica o por electrólisis.According to a second variant and in reference to the Figure 4, the core 14 is covered by a filling layer 21 It is made of non-magnetic material. The fill layer fills the throats 15, 16 and covers the collars 17, 18 presenting by it a smooth outer surface 22. The fill layer 21 can for example be deposited by thermal projection or by electrolysis.
Según una tercera variante y en referencia a la figura 5, el vástago 3 comprende un núcleo 24 de material magnético que está provisto exteriormente de gargantas 25, 26 que delimitan entre ellas unos collarines 27, 28. Las gargantas 25, 26 y los collarines 27, 28 tienen, como anteriormente, unas anchuras diferentes para formar unos motivos de referencia y unos motivos relativos.According to a third variant and in reference to the Figure 5, the stem 3 comprises a core 24 of magnetic material which is provided externally with throats 25, 26 that delimit among them some collars 27, 28. The throats 25, 26 and the Collars 27, 28 have, as before, widths different to form some reasons of reference and some reasons relative.
El núcleo 24 está recibido en un tubo 29 de material no magnético que tiene una superficie exterior 30 lisa. El tubo 29 puede simplemente procurar al vástago 3 una superficie exterior lisa que simplifica la estanqueidad con el cilindro 2 o asegurar igualmente un papel de refuerzo mecánico.The core 24 is received in a tube 29 of non-magnetic material that has a smooth outer surface 30. He tube 29 can simply procure a surface 3 smooth exterior that simplifies tightness with cylinder 2 or also ensure a mechanical reinforcement paper.
Por supuesto, la invención no está limitada al modo de realización descrito y se pueden aportar unas variantes de realización sin salir del alcance de la invención definido por las reivindicaciones.Of course, the invention is not limited to described embodiment and variants of embodiment without departing from the scope of the invention defined by the claims.
En particular, aunque la invención haya sido descrita en relación con un amortiguador de suspensión de vehículo automóvil, la invención no está limitada a esta aplicación y puede ser utilizada igualmente en cualquier dispositivo telescópico tales como unos gatos, unos elementos de acoplamiento elástico...In particular, although the invention has been described in relation to a vehicle suspension damper automobile, the invention is not limited to this application and may be used equally in any telescopic device such like cats, elastic coupling elements ...
Los detectores 12 pueden ser igualmente unos detectores magnetorresistentes.The detectors 12 can also be magnetoresistant detectors.
Aunque el conjunto formado por los detectores 12 haya sido descrito en forma de una barrita, los detectores 12 pueden ser independientes los unos de los otros y por ejemplo estar simplemente alineados en una dirección común.Although the set formed by the detectors 12 has been described in the form of a bar, the detectors 12 they can be independent of each other and for example be Simply aligned in a common direction.
El vástago 3 puede igualmente comprender como variante un núcleo no magnético o magnético que tiene una superficie externa recubierta de partes magnéticas y no magnéticas que forman los motivos. Las partes magnéticas y no magnéticas son por ejemplo unos anillos de poco espesor que tienen anchuras diferentes para formar unos motivos de referencia o unos motivos relativos.Stem 3 can also comprise as variant a non-magnetic or magnetic core that has a surface external coated with magnetic and non-magnetic parts that form the motives. The magnetic and non-magnetic parts are for example thin rings that have different widths for form some reference motifs or relative motives.
En todos los modos de realización descritos anteriormente, el núcleo puede estar recibido en un tubo que asegura una función de protección de las singularidades magnéticas y/o una función de refuerzo mecánico del vástago, o que procura una superficie externa lisa al vástago.In all the described embodiments previously, the core can be received in a tube that ensures a function of protection of magnetic singularities and / or a function of mechanical reinforcement of the stem, or that seeks a smooth outer surface to the stem.
En el primer modo de realización, los motivos de referencia pueden ser obtenidos por la variación de la anchura de las gargantas y/o del espaciamiento de las gargantas.In the first embodiment, the reasons for reference can be obtained by varying the width of the throats and / or the spacing of the throats.
En el primer modo de realización, para obtener una superficie externa lisa del vástago, es posible recubrir el vástago con una capa de protección, por ejemplo a base de cromo duro.In the first embodiment, to obtain a smooth outer surface of the stem, it is possible to coat the stem with a protective layer, for example chrome based Lasted.
Las singularidades magnéticas pueden ser realizadas combinando los modos de realización descritos.The magnetic singularities can be made by combining the described embodiments.
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Esta lista de referencias citadas por el solicitante se muestra únicamente para conveniencia del lector. No forma parte del documento de Patente Europea. Aunque se ha tenido una gran precaución a la hora de recopilar las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la Oficina Europea de Patentes declina cualquier responsabilidad al respecto.This list of references cited by the Applicant is shown solely for the convenience of the reader. Do not It is part of the European Patent document. Although it has been A great precaution when collecting references, do not know may exclude errors or omissions and the European Patent Office declines any responsibility in this regard.
\bullet US 4717874 A [0004].US 4717874 A [0004].
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