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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur lagegenauen Anbringung
eines Magnethalters an einem Sensorarm, der an der Schaltgabel eines
Kraftfahrzeugschaltgetriebes befestigt ist, entsprechend dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Die
Magnetanordnung am Magnethalter dient als Sensorelement für die Positionsbestimmung der
Schaltgabel in dem Schaltgetriebe. Dafür ist der Magnethalter lagegenau
zu bestimmten Bezugspunkten an der Schaltgabel, beispielsweise zu
den Lagern und/oder zu den zum Eingriff mit der Umfangsnut einer
Schaltmuffe bestimmten Gleitschuhen, an dem Sensorarm innerhalb
enger Maßtoleranzen
auszurichten und zu befestigen.
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STAND DER TECHNIK
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Bei
einem bekannten Verfahren zum Anbringen eines Sensorbauteils an
eine Schaltgabel (
EP
1 717 492 A1 ) wird eine dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 entsprechende Vorrichtung eingesetzt, bei der am Sensorarm ein
Zapfen vorgesehen ist, der in eine an dem Magnethalter angebrachte
Tasche eingeführt
ist. Der zwischen dem Zapfen und der Taschenwand vorgesehene und
für Einstellbewegungen
erforderliche großräumige Spaltraum
wird mit einer noch nicht ausgehärteten
und daher weichen Gußmasse
gefüllt,
so daß der
Sensorarm und der Magnethalter zunächst in die gewünschte Relativposition
gebracht und dann darin mittels einer Fixiervorrichtung zeitaufwendig
gehalten werden müssen,
bis die Aushärtung
der Gußmasse
erfolgt ist.
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Diese
bekannte Vorrichtung genügt
aber auch wegen der auftretenden Belastungen und des großen Gußmassevolumens
im großräumigen Spaltraum
zwischen dem Zapfen und der Taschenwand den gestellten Anforderungen
an die Dauerhaltbarkeit nicht.
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AUFGABENSTELLUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 angegebenen Ausbildung bereitzustellen, bei
welcher trotz weitreichender Einstellbarkeit des Magnethalters gegenüber dem
Sensorarm der Schaltgabel nur ein vergleichsweise kleiner Spaltraum
und damit ein kleineres Gußmassevolumen vorhanden
ist, so daß die
Aushärtung
der Gußmasse schnell
erfolgt und eine große
Dauerhaltbarkeit erzielt wird.
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DIE ERFINDUNG
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Die
gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Patentanspruch
1 angegebenen Merkmale der Vorrichtung gelöst. Vorteilhafte oder zweckmäßige Weiterbildungen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind in den Unteransprüchen
angegeben und nachfolgend ebenfalls beschrieben.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist ausgehend von der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen
Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle zwischen
dem Magnethalter und dem Sensorarm nach Art einer Fingerzinkenverbindung
mit ineinandergreifenden Fingerzinken ausgebildet ist, die an ihren
einander zugeordneten Flächen
zur gegenseitigen Einstellung relativverschiebbar und um senkrecht
zu den zugeordneten Flächen
verlaufende Achsen winkelverstellbar sind, und daß der Spaltraum
an der Verbindungsstelle im wesentlichen durch die Summe der engen
Spalte zwischen den einander zugeordneten Flächen der Fingerzinken gebildet
ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
erlaubt sowohl lineare Verschiebebewegungen zwischen den einander
zugeordneten Flächen
der Fingerzinken als auch winkelverstellende d. h. drehende Bewegungen
zwischen diesen Flächen
um beliebige Achsen, die senkrecht zu diesen Flächen verlaufen. Auch sich überlagernde
Stellbewegungen können
erfolgen, um vorhandene Fertigungstoleranzen an der Schaltgabel
auszugleichen, so daß die
Befestigung der Magneten innerhalb vorgegebener Toleranzen an der
Schaltgabel ermöglicht
wird.
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Die
Fixierung der auf diese Weise zueinander eingestellten Bauteile
erfolgt durch die Kleber-/Kunststoffgußmasse, die in die engen Spalte zwischen
den Fingerzinkenflächen
durch Kapillarwirkung mindestens teilweise flächendeckend eindringt, wozu
nur eine vergleichsweise geringe Menge an Gußmasse erforderlich ist. Nach
der aufgrund der geringen Menge an Gußmasse zwischen benachbarten Fingerzinkenflächen vergleichsweise
raschen Aushärtung
der Gußmasse
sind die zu verbindenden Bauteile aufgrund der großflächigen Verklebung
zwischen den Fingerzapfenflächen
fest und hoch belastbar miteinander verbunden. Diese Verklebungen können bei
Bedarf nur durch geeignete Lösungsmittel
wieder aufgehoben werden.
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Wenn
nicht eine Einstellbarkeit in allen Richtungen gefordert wird, kann
die Fingerzinkenverbindung aus nur zwei Fingerzinkenanordnungen
mit jeweils mehreren Fingerzinken bestehen, wie das im Anspruch
2 angegeben ist. Hierbei ist eine Fingerzinkenanordnung Bestandteil
des Magnethalters und die andere Fingerzinkenanordnung Bestandteil
des Sensorarms. Die Einstellbarkeit ist hierbei nur in der durch
die Ausrichtung der Fingerzinkenflächen vorgegebenen Ebene möglich.
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Vorzugsweise
ist aber die Anordnung wie im Anspruch 3 angegeben getroffen. Hierbei
sind vier Fingerzinkenanordnungen mit jeweils mehreren Fingerzinken
vorhanden. Zwei der Fingerzinkenanordnungen sind einerseits am Magnethalter
und andererseits am Sensorarm in einer um 90° verdreht zueinander vorge sehenen
Anordnung vorhanden. Zwischen diesen beiden Fingerzinkenanordnungen
befindet sich ein Verbindungsmittelstück, welches die beiden anderen
Fingerzinkenanordnungen trägt.
Von dem Verbindungsmittelstück
stehen die beiden daran befindlichen Fingerzinkenanordnungen in
entgegengesetzter Richtung vor und sind um 90° zueinander verdreht. Auf diese
Weise kann eine Einstellung zwischen zwei Bauteilen und im angegebenen
Anwendungsfall zwischen dem Magnethalter und dem Sensorarm der Schaltgabel
in allen Raumrichtungen, d. h. in X-, Y- und Z-Richtungen erfolgen. Die so ausgebildete
Verbindungsstelle zwischen den beiden Bauteilen verfügt über die
Einstellmöglichkeiten
eines Kardangelenks.
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Um
eine großflächige und
damit hochbelastbare Verbindung zwischen einander zugeordneten Fingerzinkenflächen zu
erzielen ist es von Vorteil, wenn entsprechend dem Anspruch 4 die
Fingerzinken jeweils plattenförmig
ausgebildet und in jeder der Fingerzinkenanordnungen im wesentlichen
planparallel zueinander angeordnet sind.
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Die
Fingerzinkenanordnungen am Magnethalter und am Sensorarm sind in
Weiterführung
des Erfindungsgedankens entsprechend Anspruch 5 jeweils von einer
geschlossenen kastenartigen Wandung mit Abstand umgeben, wobei die
beiden Wandungen bei ineinandergreifenden Fingerzinken mit Schwenkspiel
ineinandergesteckt sind. Durch entsprechend gewählte Abmessungen der kastenartigen
Wandungen kann bei ineinandergesteckten Wandungen auch die im Anspruch
3 angegebene Anordnung eines Verbindunngsmittelstücks von
den Wandungen vollständig
umschlossen sein. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß sich die
Füllung
der engen Spalte zwischen den einander zugeordneten Flächen der
Fingerzinken mit Gußmasse ohne
Heraustropfen durchführen
läßt und daß Gußmasse auch
in die Lufträume
zwischen den Fingerzinkenanordnungen und den sie umgebenden Wandungen
vorhanden ist, wodurch die eingestellte Lage der Bauteile an der
Verbindungsstelle zusätzlich
gesichert wird.
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Um
die Fingerzinkenverbindung bei der Montage schon vor dem Einbringen
der Gußmasse verliersicher
auszubilden, kann es, wie im Anspruch 6 angegeben, von Vorteil sein,
die Fingerzinken an allen Fingerzinkenanordnungen am Eingang der
einander zugeordneten Flächen
mindestens teilweise mit Hinterschneidungen bildenden angeformten
Rippen ad. dgl. zu versehen, wodurch eine Verrastung der Fingerzinkenverbindung
ermöglicht
ist, wobei die Fingerzinkenanordnungen für Einstellzwecke gegeneinander
beweglich bleiben. Zusätzlich
wird durch diese Ausbildung der Vorrichtung erreicht, daß die eingebrachte
Gußmasse
zwischen den einander zugeordneten Flächen der Fingerzinken nicht
nur auf Scherung, sondern auch auf Druck belastet wird, wodurch
die Gesamtbaugruppe noch belastbarer wird.
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Der
Magnethalter mit der an ihm befindlichen Fingerzinkenanordnung,
die am Sensorarm angebrachte Fingerzinkenanordnung und ggf. das
Verbindungsmittelstück
nach Anspruch 3 mit seinen beiden Fingerzinkenanordnungen können entsprechend
Anspruch 7 aus einem vorzugsweise faserverstärkten, mindestens teiltransparenten
thermoplastischen Kunststoff spitzgeformt sein. Dadurch lassen sich
die einzelnen Baugruppen nicht nur maßhaltig und preiswert herstellen,
die Verwendung eines geeigneten transparenten oder mindestens teiltransparenten Kunststoffs
begünstigt
auch das Lichtaushärten
des als Gußmasse
eingebrachten Klebstoffs/Kunststoffs.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele
darstellenden Zeichnungen näher
erläutert.
Darin zeigt:
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1 eine
Schaltgabel mit Sensorarm und daran angebrachter, teilweise in Explosionsdarstellungsweise
gezeigter erfindungsgemäßer Vorrichtung
in perspektivischer Darstellung einer ersten Ausführungsform,
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2 einen
Längsschnitt
durch die Vorrichtung gemäß 1 in
perspektivischer Explosionsdarstellungsweise,
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3 einen
Längsschnitt
durch die teilweise schon montierte Vorrichtung der ersten Ausführungsform,
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4 den
Schnitt durch die Vorrichtung entsprechend der Schnittverlaufslinie
IV-IV in 3,
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5 den
Querschnitt durch die Vorrichtung entsprechend der Schnittverlaufslinie
V-V in 3,
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6 einen
Längsschnitt
durch das Verbindungsmittelstück
der ersten Ausführungsform,
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7 einen
weiteren Längsschnitt
durch das Verbindungsmittelstück
entsprechend der Schnittverlaufslinie VII-VII in 6,
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8 eine
Stirnansicht des Verbindungsmittelstücks,
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9 einen
abgebrochen dargestellten Längsschnitt
durch die vollständig
montierte Vorrichtung einer zweiten Ausführungsform und
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10 einen
weiteren abgebrochenen Längsschnitt
durch die Vorrichtung gemäß 9 in einer
gegenüber 9 um
90° gedrehten
Stellung.
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Die
beiden in den Zeichnungen dargestellten nachfolgend näher beschriebenen
Ausführungsformen
beziehen sich auf die bevorzugte Anordnung mit einem Verbindungsmittelstück, welches
der Vorrichtung eine kardangelenkähnliche Einstellbarkeit in
allen Raumrichtungen vermittelt.
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Die
in 1 dargestellte Schaltgabel 1 besteht
aus einem Gabelkörper 2,
einem daran befestigten Schienen- oder Führungsteil 3 und einem
am Gabelkörper
befestigten Sensorarm 4. Am Schienen- oder Führungsteil 3 befindet
sich auf der dem Sensorarm 4 gegenüberliegenden Seite der Mitnehmer 5,
der Schaltbewegungen in den Richtungen des Doppelpfeils 9 auf
die Schaltgabel 1 überträgt. An den
Enden des Schienen- oder Führungsteils 3 sind Lager 6 bzw. 7 befestigt.
An den beiden Enden des Gabelkörpers 2 befinden
sich Aufnahmen 8 für
die Anbringung von zum Eingriff mit der Umfangsnut einer Schaltmuffe
bestimmten Gleitschuhen (nicht dargestellt). Im Ausführungsbeispiel
sind der Gabelkörper 2,
das Schienen- oder Führungsteil 3 und
der Sensorarm 4 aus Stahlblech bestehende Feinschneidteile,
die beispielsweise durch Nietung fest miteinander verbunden sind.
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An
dem Sensorarm 4 ist auf noch zu beschreibende Weise ein
Magnethalter 10 angebracht, dessen Magnete 11 und 12 (3)
im Zusammenwirken mit einem am Getriebegehäuse (nicht dargestellt) ortsfest
anzubringenden Sensor 13 der Positionsbestimmung der Schaltgabel 1 in
dem Schaltgetriebe (nicht dargestellt) dienen.
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Nunmehr
wird die Verbindungsstelle zwischen dem Sensorarm 4 und
dem Magnethalter 10, welche eine lagegenaue Einstellung
dieser beiden Bauteile zueinander vor einer Fixierung dieser Einstellung
ermöglicht,
näher beschrieben.
Charakteristisch für
die Verbindungsstelle ist ihre Ausbildung nach Art einer Fingerzinkenverbindung.
Diese Fingerzinkenverbindung geht im einzelnen aus den 3 bis 5 hervor.
Insgesamt sind im Ausführungsbeispiel
vier Fingerzinkenanordnungen 14 bis 17 vorge sehen,
von denen die Fingerzinkenanordnung 14 Bestandteil des
Sensorarms 4 ist, die Fingerzinkenanordnungen 15 und 16 an
einem Verbindungsmittelstück 18 vorgesehen
sind und die Fingerzinkenanordnung 17 Bestandteil des Magnethalters 10 ist.
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Wie
aus den 3 und 4 hervorgeht, besitzen
die Fingerzinkenanordnungen 14 und 17 jeweils
drei Fingerzinken 19, 20, 21 bzw 22, 23, 24, während die
Fingerzinkenanordnungen 15 und 16 am Verbindungsmittelstück 18 jeweils
vier Fingerzinken 25 bis 28 bzw. 29 bis 32 aufweisen.
Die Fingerzinkenanordnungen 15 und 16 am Verbindungsmittelstück 18 stehen
aus diesem in entgegengesetzten Richtungen vor und sind mit ihren
jeweils zugehörigen
Fingerzinken 25 bis 28 bzw. 29 bis 32 um
90° verdreht
zueinander angeordnet, wie insbesondere die 2 und 6 bis 8 verdeutlichen.
Sämtliche
Fingerzinken 19 bis 32 sind jeweils plattenförmig ausgebildet
und sind in jeder der jeweils zugehörigen Fingerzinkenanordnungen 14 bis 17 planparallel
zueinander angeordnet.
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Im
Magnethalter 10 sind die an einer Platte 33 angeordneten
Magnete 11 und 12 zusammen mit der Platte 33 mit
einem geeigneten thermoplastischen Kunststoff umspritzt, wobei zugleich
die Fingerzinkenanordnung 17 und eine geschlossene kastenartige
Wandung 34, welche die Fingerzinkenanordnung 17 und
auch das in den 3 und 4 damit
schon vereinigte Verbindungsmittelstück 18 umgibt, angeformt
werden.
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An
dem Ende des Sensorarms 4 ist ein aus einem thermoplastischen
Kunststoff geformtes Verbindungsteil 35 befestigt oder
daran durch Anspritzen geformt, welches die angeformte Fingerzinkenanordnung 14 und
auch eine angeformte geschlossene kastenartige Wandung 36 aufweist.
Die Abmessungen der kastenartigen Wandungen 34 und 36 sind
so gewählt,
daß bei
der Vereinigung aller Fingerzinkenanordnungen 14 bis 17 die
Wandungen 34 und 36 mit ausreichendem Schwenkspiel
zusammengesteckt sind, wobei die Wandung 36 die Wandung 34 übergreift
und umschließt.
Die Wandung 34 befindet sich dabei innerhalb eines Aufnahmeraums 37,
der zwischen der Wandung 36 und der Fingerzinkenanordnung 14 gebildet
ist.
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Wie
die Zeichnungen verdeutlichen, sind die Fingerzinkenanordnungen 14 bis 17 so
ausgebildet und an der Verbindungsstelle zwischen dem Magnethalter 10 und
dem Sensorarm 4 so angeordnet, daß sie paarweise, nämlich Fingerzinkenanordnung 14 mit
Fingerzinkenanordnung 15 und Fingerzinkenanordnung 16 mit
Fingerzinkenanordnung 17, ineinandergreifen. Dabei sind
zwischen einander zugeordneten Flächen der Fingerzinken enge
Spalte vorhanden, welche Relativverschiebungen und Winkelverstellungen
um senkrecht zu den einander zugeordneten Flächen der Fingerzinken verlaufende
Achsen bei der Einstellung des Magnethalters 10 relativ
zum Sensorarm 4, also Schwenkbewegungen des Magnethalters 10 gegenüber dem
Sensorarm 4, in allen Richtungen zulassen. Dabei sind auch
Verschiebebewegungen zwischen den einander zugeordneten Flächen der
Fingerzinken möglich.
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Bei
der Einbringung einer geeigneten aushärtbaren Guß- oder Klebermasse gelangt
diese unterstützt
durch Kapillareffekte großflächig in
die engen Spalte zwischen den einander zugeordneten Flächen der
Fingerzinken. Aber auch der Raum zwischen den miteinander vereinigten
Fingerzinkenanordnungen 14 bis 17 und der diese
umgebenden Wandung 34 wird wenigstens teilweise mit der
aushärtbaren
Guß- oder
Klebermasse gefüllt.
Nach dem Aushärtvorgang
ist die beschriebene Verbindungsstelle zwischen dem Magnethalter 10 und
dem Sensorarm 4 in der eingestellten Relativposition zwischen
diesen Bauteilen sicher fixiert.
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Die
in den 9 und 10 dargestellte zweite Ausführungsform
der Vorrichtung unterscheidet sich von der bisher beschriebenen
ersten Ausführungsform
im wesentlichen dadurch, daß die
Fingerzinkenanordnungen 14' bis 17' am Eingang
der einander zugeordneten Flächen
der Fingerzinken mindestens zum Teil mit Hinterschneidungen 38 bildenden
Rippen 39 versehen sind, welche beim Ineinanderschieben
der Fingerzinkenanordnungen an denjenigen zugeordneten Flächen der
Fingerzinken miteinander verrasten, die Rippen 39 und Hinterschneidungen 38 aufweisen.
Auf diese Weise sind das Verbindungsteil 35', das Verbindungsmittelstück 18' und der Magnethalter 10' verliersicher
miteinander verbunden, ohne die zuvor beschriebene Einstellbarkeit zu
behindern. In beiden 9 und 10 sind
unterschiedliche Winkeleinstellungen zwischen dem Sensorarm 4 und
dem Magnethalter 10' dargestellt.
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In
den Zeichnungen ist die in den Gesamtspaltraum an der Fingerzinkenverbindungsstelle
zwischen dem Sensorarm 4 und dem Magnethalter 10 bzw. 10' einzubringende
bzw. eingebrachte aushärtbare
Guß- oder
Klebermasse nicht zeichnerisch angedeutet, um die Deutlichkeit der
Zeichnungen nicht zu beeinträchtigen.
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Der
Magnethalter 10 bzw. 10', das Verbindungsmittelstück 18 bzw. 18' und das Verbindungsteil 35 bzw. 35' mit den an
ihnen jeweils einteilig angeformten Fingerzinkenanordnungen sind
vorzugsweise aus einem faserverstärkten mindestens teiltransparenten
thermoplastischen Kunststoff spritzgeformt, wodurch die Aushärtung der
verwendeten Guß-
oder Klebermasse beschleunigt wird, wenn diese Masse unter Lichteinwirkung
schneller aushärtet.
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Mit
der Erfindung wird eine Vorrichtung zur lagegenauen Anbringung eines
Bauteils an einem anderen Bauteil vorgeschlagen, insbesondere eines Magnethalters
an einem Sensorarm, der an der Schaltgabel eines Kraftfahrzeuggetriebes
befestigt ist. Die Magnetanordnung am Magnethalter dient als Sensorelement
für die
Positionsbestimmung der Schaltgabel in dem Schaltgetriebe. Hierfür ist der
Magnethalter zu bestimmten Bezugspunkten an der Schaltgabel innerhalb
enger Maßtoleranzen
ausgerichtet und befestigt. Die ausrichtende Einstellung erfolgt
an der Verbindungsstelle zwischen dem Magnethalter und dem Sensorarm,
wobei für
die Befestigung in den Spaltraum an der Verbindungsstelle eine aushärtbare Guß-/Klebermasse
eingebracht ist. Die Verbindungsstelle ist nach Art einer Fingerzinkenverbindung
mit ineinandergreifenden Fingerzinken an meh reren Fingerzinkenanordnungen
ausgebildet, wobei der mit der aushärtbaren Guß-/Klebermasse gefüllte Spaltraum
im wesentlichen auf die Summe der engen Spalte zwischen den einander
zugeordneten Flächen
der im Eingriff befindlichen Fingerzinken beschränkt ist.
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- 1
- Schaltgabel
- 2
- Gabelkörper
- 3
- Schienen-
oder Führungsteil
- 4
- Sensorarm
- 5
- Mitnehmer
- 6
- Lager
- 7
- Lager
- 8
- Aufnahmen
- 9
- Doppelpfeil
- 10,
10'
- Magnethalter
- 11
- Magnet
- 12
- Magnet
- 13
- Sensor
- 14,
14'
- Fingerzinkenanordnung
- 15,
15'
- Fingerzinkenanordnung
- 16,
16'
- Fingerzinkenanordnung
- 17,
17'
- Fingerzinkenanordnung
- 18,
18'
- Verbindungsmittelstück
- 19
- Fingerzinken
- 20
- Fingerzinken
- 21
- Fingerzinken
- 22
- Fingerzinken
- 23
- Fingerzinken
- 24
- Fingerzinken
- 25
- Fingerzinken
- 26
- Fingerzinken
- 27
- Fingerzinken
- 28
- Fingerzinken
- 29
- Fingerzinken
- 30
- Fingerzinken
- 31
- Fingerzinken
- 32
- Fingerzinken
- 33
- Platte
- 34
- Wandung
- 35,
35'
- Verbindungsteil
- 36
- Wandung
- 37
- Aufnahmeraum
- 38
- Hinterschneidungen
- 39
- Rippen