DE102008061401A1

DE102008061401A1 - Sensing unit

Info

Publication number: DE102008061401A1
Application number: DE200810061401
Authority: DE
Inventors: Gerhard Oberpertinger
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2010-06-17
Also published as: WO2010066527A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensorschalteinheit (1) zur Bestimmung von Stellungen wenigstens eines Getriebebauteils, bestehend aus einer Schaltarretierung (25) mit einem Arretiergehäuse (8), einem Schaltbolzen (2), der hubbeweglich in dem Arretiergehäuse (8) gelagert ist und der gegen eine dem Getriebebauteil zugeordnete Ablaufbahn vorspannbar ist, einem von der Schaltarretierung (25) separat herstellbaren Gehäuse (19) mit einer Aufnahme (24), in der die Schaltarretierung (25) angeordnet ist und einer Sensorik (15) mit einem bezüglich des Gehäuses (19) fest angeordneten Sensor (17) und einem Signalgeber (16), der im oder am Gehäuse (19) hubbeweglich angeordnet und durch den Schaltbolzen (2) oder durch einen mit dem Schaltbolzen (2) in Wirkverbindung stehenden Schaft (3) verschiebbar ist, wobei der maximale Hub des Signalgebers (16) durch ein Sicherungselement (35) begrenzt ist, so dass der Signalgeber (16) und der Schaltbolzen (2) bzw. der Schaft (3) in zumindest einer Schaltstellung mechanisch voneinander entkoppelt sind.The invention relates to a sensor switching unit (1) for determining positions of at least one transmission component, comprising a Schaltarretierung (25) with a locking housing (8), a switching pin (2) which is mounted in a liftable manner in the locking housing (8) and against a The process track associated with the transmission component can be prestressed, a housing (19) which can be produced separately from the shift lock (25) and has a receptacle (24) in which the shift lock (25) is arranged and a sensor (15) with a housing (19). fixed sensor (17) and a signal generator (16) which is arranged in a liftable manner in or on the housing (19) and displaceable by the switching pin (2) or by a shank (3) operatively connected to the switching pin (2), wherein the maximum stroke of the signal generator (16) is limited by a securing element (35), so that the signal transmitter (16) and the switching pin (2) or the shaft (3) in at least one switching point ment mechanically decoupled from each other.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Sensorschalteinheit zur Lagefixierung und Positionsbestimmung eines beweglichen Stellelements, insbesondere einer Schaltstange eines Kraftfahrzeuggetriebes.The The invention relates to a sensor switching unit for fixing the position and Position determination of a movable control element, in particular a shift rod of a motor vehicle transmission.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die Sensorschalteinheit dient zur Bestimmung von Stellungen wenigstens eines Getriebebauteils. Sie besteht aus einer Schaltarretierung zum Arretieren von Getriebeschaltpositionen, wobei die Schaltarretierung ein Arretiergehäuse und einen Schaltbolzen aufweist und der Schaltbolzen hubbeweglich in dem Arretiergehäuse gelagert und gegen das Getriebebauteil vorspannbar ist. Ferner weist die Sensorschalteinheit eine Sensorik mit zumindest zwei Sensorikelementen, einem Signalgeber und einem Sensor, sowie optional eine Auswerteeinheit und ein Gehäuse mit einer Aufnahme auf, in der die Schaltarretierung gehaltert ist.The Sensor switching unit is used to determine positions at least a transmission component. It consists of a shift lock for locking gearshift positions, wherein the shift lock has a locking housing and a switching pin and the shift pin mounted liftable in the lock housing and is biased against the transmission component. Furthermore, the sensor switching unit a sensor with at least two sensor elements, a signal generator and a sensor, and optionally an evaluation unit and a housing with a receptacle in which the shift lock is held.

Bei vielen derartigen Sensorschalteinheiten weist der Schaltbolzen an seiner Stirnseite ein geführtes Rastelement auf. Es ist vorzugsweise kugelförmig ausgebildet und greift in eine dem Getriebebauteil zugeordnete Ablaufbahn ein. Derartige Schaltarretierungen, die auch als Kugelrasten bezeichnet werden, finden insbesondere in Kraftfahrzeuggetrieben Anwendung, wobei die Rastelemente der Schaltarretierungen in entsprechende Ausnehmungen der Schaltstangen oder Rastausnehmungen der Schaltelemente eingreifen.at many such sensor switching units, the switching pin on its front side a guided locking element. It is preferably spherical and engages in one the path associated with the transmission component. Such shift locks, which are also referred to as ball detents, find particular in motor vehicle applications, wherein the locking elements of the Schaltarretierungen in corresponding recesses of the shift rails or engaging recesses of the switching elements.

EP 1 152 174 A2 zeigt eine Schalteinheit mit einer derartigen Schaltarretierung. Eine Schaltarretierung ist gegen eine Welle vorgespannt, wobei die Schaltarretierung mit ihrem Rastelement in Nuten eingreift, die in die Welle eingebracht sind. Die Schaltarretierung ist vergleichsweise massiv und weist seitlich ein Gewinde auf, über das sie mit dem Getriebegehäuse verschraubt werden kann. In ihrem Inneren trägt sie einen Schaft, an dessen Ende ein Magnet angeordnet ist. Der Magnet wechselwirkt als Signalgeber mit im Gehäuse angeordneten Sensoren. Nachteilig an dieser Schalteinheit ist, dass selbst kleinste Bewegungen des Schafts, die beispielsweise durch Erschütterungen im Fahrbetrieb oder durch Handauflegen des Fahrers auf den Gangschalthebel ausgelöst werden, zu einer Signaländerung am Sensor führen und somit fehlerhaft Schaltvorgänge detektiert werden. Außerdem erfordert eine derartige Schalteinheit eine sehr genaue Positionierung des den Sensor tragenden Gehäuses und der Schaltarretierung mit dem Magneten. Schließlich baut sie relativ hoch. EP 1 152 174 A2 shows a switching unit with such a shift lock. A shift lock is biased against a shaft, wherein the shift lock engages with its locking element in grooves which are introduced into the shaft. The shift lock is comparatively solid and has a thread on the side over which it can be screwed to the transmission housing. Inside it carries a shaft, at the end of a magnet is arranged. The magnet interacts as a signal transmitter with sensors arranged in the housing. A disadvantage of this switching unit, that even the smallest movements of the shaft, which are triggered for example by vibrations during driving or by laying on of the driver on the gear shift lever, lead to a signal change on the sensor and thus erroneous switching operations are detected. In addition, such a switching unit requires a very accurate positioning of the sensor-carrying housing and the Schaltarretierung with the magnet. Finally, she builds relatively high.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfach zu montierende, möglichst kurz bauende Sensorschalteinheit zu schaffen, welche auch bei Erschütterungen ein verlässliches Signal liefert.The The object of the invention is therefore to provide an easy to install, to create as short as possible sensor switching unit, which is reliable even in case of shocks Signal supplies.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gemäß Anspruch 1 gelöst. Zumindest ein erstes Sensorikelement der Sensorschalteinheit ist im Gehäuse angeordnet und steht mit dem Schaltbolzen bzw. mit dem Schaft in Wirkverbindung. Das mindestens eine zweite, komplementäre Sensorikelement ist fest an oder in dem Gehäuse angeordnet, wobei die Schaltarretierung mit ihrem Arretiergehäuse in der Aufnahme des Gehäuses gehalten ist. Das erste Sensorikelement ist durch ein separat von dem Gehäuse herstellbares und kurz bauendes Sicherungselement gesichert. Der Erfindung ermöglicht somit eine einfache Montage, da zunächst der Signalgeber im Gehäuse positioniert werden kann und dann mittels des Sicherungselements verliersicher gehalten wird. Dadurch lassen sich das Gehäuse und das Arretiergehäuse bis zur Endmontage separat lagern und fertigen, ohne dass Teile verloren gehen können. Weiterhin ist ein einfacher Zusammenbau des ersten Sensorikelements mit dem Gehäuse möglich.According to the invention the object is achieved according to claim 1. At least a first sensor element of the sensor switching unit is arranged in the housing and is connected to the switching pin or in operative connection with the shaft. The at least one second, complementary Sensor element is fixedly arranged on or in the housing, the shift lock with its locking housing in the recording of the housing is held. The first sensor element is by a separately producible from the housing and secured short-built fuse element. The invention allows thus a simple installation, since first the signal generator can be positioned in the housing and then by means of Fuse element is held captive. This can be done the housing and the lock housing until final assembly store and produce separately without parts being lost. Furthermore, a simple assembly of the first sensor element is possible with the housing.

Dadurch dass alle Bauteile sowohl im Gehäuse als auch im Arretiergehäuse verliersicher angeordnet sind, ist bei der Endmontage keine aufwändige Handhabung von Kleinteilen erforderlich. Eine erfindungsgemäße Sensorschalteinheit baut zudem kurz.Thereby that all components both in the housing and in the locking housing are arranged captive, is in the final assembly no consuming Handling of small parts required. An inventive Sensor switching unit also builds short.

Für alle nachfolgend aufgeführten Ausführungsbeispiele wird angenommen, dass das erste Sensorikelement als ein Signalgeber und das zweite Sensorikelement als ein Sensor ausgebildet sind. Der Signalgeber steht nicht im ständigen, mechanischen Kontakt mit dem Schaltbolzen bzw. mit dem im Schaltbolzen angeordneten Schaft, sondern ist in zumindest einer Schaltstellung von diesen durch einen Spalt beabstandet. Dadurch wird erreicht, dass eine kleine Auslenkung des Rastelements auf der Ablaufbahn nicht zu einer Positionsänderung des Signalgebers führt. Hoch- oder niederfrequente Erschütterungen oder andere kleine Auslenkungen führen zunächst nur zu einer Änderung der Spaltgröße, nicht aber zu einer Lageänderung des Signalgebers. Folglich bleibt der relative Abstand zwischen dem Signalgeber und dem Sensor konstant, so dass keine Signaländerung auftritt. Erst wenn ein gewisser Schwellwert überschritten wird, wird der Signalgeber durch den Schaltbolzen unmittelbar oder mittelbar beaufschlagt, so dass eine Positionsänderung und damit auch eine detektierbare Signaländerung erfolgt.For All embodiments listed below it is assumed that the first sensor element as a signal generator and the second sensor element are formed as a sensor. Of the Signal transmitter is not in constant, mechanical contact with the shift pin or with the shaft arranged in the shift pin, but is in at least one switching position of these through a gap spaced. This ensures that a small deflection the locking element on the process path not to a change in position of the signal generator leads. High or low frequency vibrations or other small deflections lead first only to a change of the gap size, but not to a change in position of the signal generator. consequently the relative distance between the signal transmitter and the sensor remains constant, so no signal change occurs. Only when a certain threshold is exceeded, the signal generator acted upon directly or indirectly by the switching pin, so that a change in position and thus a detectable Signal change takes place.

Dieser Effekt ermöglicht eine weitere Kostenreduzierung bei der Montage. Während bei Sensorarretierungen des Standes der Technik üblicherweise das Arretiergehäuse und das Gehäuse der Sensorschalteinheit separat hergestellt und sehr exakt zueinander positioniert werden müssen, damit der Sensor und der Signalgeber definierte Positionen zueinander einnehmen, und gegebenenfalls alternativ oder zusätzlich geeicht werden müssen, kann dies erfindungsgemäß entfallen: Die bei der Massenproduktion stets auftretenden Streutoleranzen werden in einer unterschiedlichen Spaltbreite abgebildet. Für die digitale Erkennung eines geschalteten Ganges oder der Neutralstellung ist nicht von Belang, ob die Ablaufbahn über den Schaltbolzen auf den Signalgeber in ihrer Gesamtheit oder nur teilweise abgebildet wird. Im Extremfall reicht ein kurzer mechanischer Impuls auf den Signalgeber.This effect allows a further cost reduction during assembly. While at Sen Sorarretierungen of the prior art usually the locking housing and the housing of the sensor switching unit manufactured separately and must be positioned very precisely to each other, so that the sensor and the signal generator defined positions to each other, and optionally have to be calibrated alternatively or additionally, this can be omitted according to the invention The mass production always occurring scattering tolerances are mapped in a different gap width. For the digital recognition of a switched gear or the neutral position, it is irrelevant whether the runway is depicted in its entirety or only partially via the shift pin on the signal transmitter. In extreme cases, a short mechanical impulse reaches the signal transmitter.

Bei vielen Sensoren, beispielsweise bei Magneten, nimmt die Empfindlichkeit mindestens quadratisch mit dem Abstand zum Signalgeber ab. Daher ist man bemüht, den Sensor möglichst nahe am Signalgeber zu positionieren. Bei Sensorschalteinheiten im Stand der Technik, bei denen der Signalgeber fest mit dem Schaltbolzen verbunden ist, führen bereits kleine Erschütterungen zu einer Axialbewegung des Signalgebers. Dies hat allerdings zum Nachteil, dass gerade die kleinen Erschütterungen aufgrund der Nichtlinearität der Sensorik relativ große Ausschläge verursachen, so dass besonders leicht Fehldetektionen auftreten können. Vergrößert man den Abstand Signalgeber-Sensor in der geschalteten Gangstellung hingegen, sind für eine sichere Detektion eines Gangwechsels große Hübe erforderlich. Dies erfordert eine relativ große axiale Bauhöhe der Sensorschalteinheit.at many sensors, for example, magnets, the sensitivity decreases at least square with the distance to the signal transmitter off. thats why one strives, the sensor as close as possible to the signal generator to position. In sensor switching units in the prior art, where the signal transmitter is firmly connected to the switching pin, even small vibrations lead to one Axial movement of the signal transmitter. However, this has the disadvantage that just the small vibrations due to nonlinearity the sensors cause relatively large rashes, so that especially easy misdetections can occur. If you increase the distance sensor sensor in the switched gear position, however, are for one safe detection of a gear change large strokes required. This requires a relatively large axial Height of the sensor switching unit.

Die Erfindung bewirkt durch die Entkopplung von Signalgeber und Schaltbolzen die Lösung dieses Zielkonflikts. Dadurch dass die kleinen Erschütterungen keine Signale hervorrufen und somit für eine sichere Detektierung eines Gangwechsels nur kurze Hübe erforderlich sind, kann der Signalgeber in einer geschalteten Gangstellung mit kurzem Abstand zum Sensor positioniert sein. Damit wird Bauhöhe der Sensorschalteinheit reduziert.The Invention effected by the decoupling of signal generator and switching pin the solution to this conflict of objectives. Because of the small ones Vibrations cause no signals and thus for a safe detection of a gear change only short strokes are required, the signal generator in a switched gear position be positioned with a short distance to the sensor. This will build height the sensor switching unit reduced.

Die Breite des Spalts ist von der konkreten Umgebungskonstruktion abhängig. Es kann sich um einen Spalt im engeren Sinne handeln, der im Verhältnis zur Hubbewegung des Schaltbolzens klein ist, oder aber um einen Abstand, der im Extremfall so groß ist, dass nur bei Extremalstellungen auf der Ablaufbahn die Auslenkung des Schaltbolzens ausreichend ist, um den Signalgeber durch diesen zu betätigen. Ein kleiner Spalt reduziert die Bauhöhe weiter, während ein besonders großer Spalt eine besonders erschütterungsunempfindliche Anordnung liefert. In dem für die meisten Anwendungsfälle optimalen Zwischenbereich ist eine besonders toleranzunempfindliche Anordnung gegeben.The Width of the gap depends on the concrete environment construction. It can be a gap in the narrower sense, in proportion to the stroke of the shift pin is small, or one Distance that is so great in extreme cases that only in extreme situations on the Ablaufbahn the deflection of the shift pin sufficient is to press the switch through this. One Small gap reduces the height further while a particularly large gap a particularly vibration insensitive Arrangement supplies. In that for most use cases optimal intermediate range is a particularly tolerant insensitive Arrangement given.

Gerade für den letztgenannten Fall ermöglicht die Erfindung ein einfaches Eichen der Sensorik bereits während der Montage. Die Schaltarretierung ist separat vom Gehäuse hergestellt und mit diesem form- und/oder kraftschlüssig verbindbar. Ein aufwändiges Zupaaren verschiedener Gehäuse und Schaltarretierungen kann entfallen, da es nicht auf eine relative Größe des Signals vom Signalgeber ankommt, um einen Schaltvorgang zu detektieren, sondern allein aus dem Vorhandensein einer Signaländerung auf einen Schaltvorgang geschlossen werden kann. Infolgedessen kann auf einfache und damit preisgünstige Sensorikkomponenten als auch auf eine einfache Auswerteelektronik zurückgegriffen werden.Just for the latter case, the invention allows a simple calibration of the sensor already during assembly. The shift lock is manufactured separately from the housing and with this positive and / or non-positively connectable. An elaborate pair of different housings and Schaltarretierungen can be omitted, since it does not depend on a relative Size of the signal from the sounder arrives to to detect a switching operation, but only from the presence a signal change to a switching operation closed can be. As a result, can be simple and therefore inexpensive Sensor components as well as a simple transmitter be resorted to.

Das Sicherungselement ist separat vom Gehäuse hergestellt und ist bevorzugt ring- oder topfförmig mit einer Zentralöffnung für den Schaltbolzen bzw. den Schaft ausgebildet. Eine Schaltarretierung mit einem derartigen Sicherungselement baut besonders raumsparend. Es verlängert den axial erforderlichen Gesamtbauraum nicht oder nicht wesentlich, da der Signalgeber oder eine den Signalgeber aufnehmende Kapsel sich direkt am Sicherungselement abstützen. Seine Dicke muss allerdings größer sein als der Abstand des Arretiergehäuses von dem Gehäuse.The Fuse element is manufactured separately from the housing and is preferably annular or cup-shaped with a central opening formed for the shift pin or the shaft. A Schaltarretierung with such a fuse element builds particularly space-saving. It extends the axial required overall space not or not essential, as the signal generator or the signal generator receiving capsule are supported directly on the fuse element. His thickness, however, must be greater than that Distance of the locking housing from the housing.

In einer Weiterbildung ist das Sicherungselement topfförmig mit einer kreisförmigen Zentralöffnung, so dass der Topfboden durch einen umlaufenden Bord gebildet wird. Am Bord kann sich der Signalgeber abstützen, während er durch die Zentralöffnung beaufschlagt werden kann. Ferner können die Wände des Topfes sich seitlich vom Signalgeber im Gehäuse abstützen. Der Bauraum wird dadurch noch einmal verkürzt.In In a further development, the securing element is cup-shaped with a circular central opening, so that the pot bottom is formed by a circumferential board. On board The buzzer can support itself while he can be acted upon by the central opening. Further The walls of the pot can become laterally from the Support the signal transmitter in the housing. The installation space will be shortened once again.

Das Sicherungselement kann sich seitlich oder auch radial benachbart zum Signalgeber am Gehäuse abstützen. Es kann sowohl form- als auch kraftschlüssig gehalten sein und stellt eine Verliersicherung für den Signalgeber im noch nicht mit dem Arretiergehäuse verbauten Zustand dar. In bevorzugten Ausführungsformen ist das Sicherungselement am Gehäuse verschnappt oder verpresst.The Securing element may laterally or radially adjacent to the signal transmitter supported on the housing. It can be held both positive and non-positive and provides a captive for the signaler in the still not installed with the lock housing. In preferred embodiments, the securing element is on Case snapped or compressed.

Ist der Signalgeber ein Magnet, so ist das Sicherungselement bevorzugt aus nicht-ferromagnetischem Material ausgebildet. Prinzipiell kann es sich aber auch um ein Stahlsicherungselement handeln, da der Magnet in seiner Grundstellung bereits sehr nahe am Hall-Sensor angeordnet ist, so dass die Verfälschungen klein sind.is the signal transmitter is a magnet, then the securing element is preferred made of non-ferromagnetic material. In principle, can but it also act as a steel safety element, since the Magnet in its basic position already very close to the Hall sensor is arranged so that the distortions are small.

Der Signalgeber gibt permanent oder temporär Signale konstanter oder wechselnder Folge ab, die geeignet sind durch einen oder mehrere zum Signalgeber bzw. zur Signalquelle angeordneten Sensoren als zweite Sensorikelemente erfasst zu werden. Der Signalgeber gibt zum Beispiel Lichtsignale, Schallwellen oder magnetische Impulse ab. Beispiele für permanente Signalgeber sind Dauermagneten, z. B. mit einander abwechselnder oder entgegen gerichteter Polarisation. Die Signalübertragung vom Signalgeber zum Sensor erfolgt berührungslos.The signal generator emits permanently or temporarily signals of constant or alternating sequence, which are suitable by one or more sensors arranged to the signal transmitter or to the signal source sensors as second sensor elements to be detected. The signal generator emits, for example, light signals, sound waves or magnetic pulses. Examples of permanent signal transmitters are permanent magnets, z. B. with alternating or opposite polarization. The signal transmission from the signal transmitter to the sensor is contactless.

Der Schaltbolzen ist federnd gegen eine Ablaufbahn vorgespannt. Die Ablaufbahn ist durch Positionsdaten von Wähl- und Schaltstellungen und durch Positionsdaten der Kontur der Ablaufbahn zwischen diesen Wähl- und Schaltstellungen beschrieben. Die Kontur der Ablaufbahn weist Gefälle, Steigungen, Vertiefungen, Peaks, Plateaus usw. auf, die sich durch die Positionsdaten beschreiben lassen. Konkreten Stellungen des Getriebebauteils sind charakteristische Positionsdaten zugeordnet. Konkrete Stellungen sind zum Beispiel die Neutralstellungen „normal” und eventuell weitere Neutralstellungen zur Abbildung von Referenzwerten sowie die Stellungen der Vorwärtsgänge oder des Rückwärtsgangs. Einzelne konkrete Schaltstellungen weisen in der Regel jeweils die gleichen wiederholbaren charakteristischen Positionsdaten, alternativ auch wechselnde Positionsdaten, auf.Of the Shift pin is resiliently biased against a runway. The Run path is through position data of select and switch positions and by position data of the contour of the process path between them Selective and switching positions described. The contour of the Runway has slopes, slopes, pits, peaks, Plateaus, etc., which are described by the position data to let. Specific positions of the transmission component are characteristic Position data assigned. Specific positions are, for example the neutral positions "normal" and possibly more Neutral positions for reference values and the positions of the Forward gears or reverse. Individual concrete switch positions usually have the respective same repeatable characteristic position data, alternatively also changing position data, on.

Die Sensorik ist auf mindestens einen Referenzwert eingestellt. Dieser Referenzwert ist eine „Nullstellung”, in der der Signalgeber an dem Schaltbolzen in einer definierten Stellung zum Sensor steht. Diese Stellung liefert einen Referenzwert für die Messung der Positionsdaten. Die Referenzstellung ist beispielsweise die Neutralstellung oder eine Stellung zwischen zwei benachbarten Gängen, der eine Referenzlage des Impulsgebers zum Sensor zugeordnet ist.The Sensor is set to at least one reference value. This Reference value is a "zero position" in which the Signaling device on the switching pin in a defined position to Sensor stops. This position provides a reference value for the measurement of the position data. The reference position is for example the neutral position or a position between two adjacent ones Gears, which is a reference position of the encoder to the sensor assigned.

Wenn der Schaltbolzen von dieser Referenzposition weg auf der Ablaufbahn entlang fährt, wird er sich dieser aufgrund der Höhenunterschiede vom Referenzwert um bestimmte Hübe entfernen oder sich schließlich diesem um bestimmte Hübe wieder nähern. Die mit dem Schaltbolzen in bestimmten Schaltstellungen gekoppelten Signalgeber werden somit von der Referenzlage abweichende Positionen zu den Sensoren einnehmen.If the shift pin away from this reference position on the runway along he drives, this is due to the height differences remove from the reference value by certain strokes or yourself finally approach this at certain strokes again. The coupled to the shift pin in certain switch positions Signalers are thus deviating from the reference position positions take the sensors.

Jeder der Wähl- oder Schaltstellung des Getriebebauteils ist ein bestimmter Längshub des Schaltbolzens zugeordnet. Das dem Hub entsprechende Signal wird gegebenenfalls unter Ausnutzung der bekannten Schalthistorie mit der Sensorik und Auswerteelektronik in eine Information über die Stellung des Getriebebauteils umgewandelt. Das Signal wird beispielsweise an die Bordelektronik zur Regelung von Betriebs- und Fahrzuständen weitergeleitet oder in einem Display als Wähl- bzw. Gangstellung angezeigt.Everyone the selector or switch position of the transmission component is associated with a certain longitudinal stroke of the shift pin. The The stroke corresponding signal is possibly under utilization the well-known switching history with the sensors and evaluation in an information about the position of the transmission component transformed. The signal is sent to the on-board electronics, for example forwarded to the control of operating and driving conditions or displayed in a display as dial or gear position.

Der Schaltbolzen ist längsbeweglich in dem Arretiergehäuse gelagert. Wenigstens ein Federelement ist in die gleiche Längsrichtung in dem oder in einem weiteren Arretiergehäuse abgestützt und spannt zumindest bei Betrieb der Abtasteinrichtung den Bolzen gegen die Ablaufbahn. Der Schaltbolzen ist beispielsweise innen hohl und führt einen Teil der in diesem Fall als Druckfeder ausgebildeten Federelements. Alternativ ist der Ablaufbolzen aus Vollmaterial und wird außen zum Beispiel durch eine Spiralfeder teilweise umgriffen. Die Spitze des Schaltbolzens ist für den Kontakt mit der Ablaufbahn verrundet oder mit einer Kugel versehen. Die in einer Kalotte ums eigene Zentrum rotierbar aufgenommene Kugel ist wahlweise in der Kalotte kugelgelagert.Of the Shift pin is longitudinally movable in the lock housing stored. At least one spring element is in the same longitudinal direction supported in the or in a further Arretiergehäuse and biases the pin at least during operation of the scanner against the process track. The shift pin is, for example, inside hollow and performs a part of trained in this case as a compression spring Spring element. Alternatively, the drain bolt is made of solid material and is partially externally, for example, by a coil spring encompassed. The tip of the shift pin is for contact rounded with the runway or provided with a ball. The a ball rotatably received in a dome around its own center is optionally ball-bearing in the dome.

Der Schaltbolzen ist wahlweise in dem Arretiergehäuse gleit- oder wälzgelagert. Eine oder mehrere Federn sind Schraubenfedern und/oder Tellerfedern pro Sensorschalteinheit. Mit der Erfindung ist eine Einrichtung zu Mehrbereichsmessung von Schalt- und Wählstellungen geschaffen, die sich einfach, robust und kostengünstig herstellen lässt. Der Schaltbolzen ist in einer Ausgestaltung der Erfindung an den Innenflächen der Schaltarretierung axial verschieblich angeordnet, und eine Druckfeder stützt sich am Schaltbolzen und am Arretiergehäuse ab. Die Schaltkraft der Schaltarretierung wird insbesondere durch die Kraft der Druckfeder bestimmt, die zwischen dem Schaltbolzen und dem Arretiergehäuse eingesetzt ist. Ein vorzugsweise kugelförmiges Rastelement greift in eine Ausnehmung des Stellelements ein und ist an der Stirnseite des Schaltbolzens geführt. Der Boden des Arretiergehäuses weist eine Ausnehmung auf, durch welche ein schaftartiger Träger geführt ist. Der Schaft ist teilweise im Arretiergehäuse angeordnet und verläuft dort parallel innerhalb der Druckfeder und stützt sich endseitig am Schaltbolzen ab.Of the Shifting pin is optional in the locking housing sliding or rolling stock. One or more springs are coil springs and / or disc springs per sensor switching unit. With the invention is a device for multi-range measurement of switching and dialing positions created that are simple, durable and cost-effective can be produced. The shift pin is in one embodiment the invention on the inner surfaces of the shift lock arranged axially displaceable, and a compression spring is supported on the shift pin and the lock housing. The switching power the shift lock is in particular by the force of the compression spring determined between the shift pin and the lock housing is used. A preferably spherical detent element engages in a recess of the actuating element and is on the front side led the shift pin. The bottom of the lock housing has a recess through which a shaft-like carrier is guided. The shaft is partially in the lock housing arranged there and runs parallel inside the compression spring and is supported at the end on the shift pin.

Die Sensorik kann aus einem oder mehreren ersten Sensorelementen, also Signalgebern, und einem oder mehren zweiten Sensorelementen, Sensoren, bestehen. Optional ist in die Sensorik eine Außenschnittstelle und wahlweise eine Auswerteelektronik integriert. Das Gehäuse nimmt wahlweise weitere Auswerteelektronik, Energieversorgung, Verbindungsleitungen und Steckelemente auf.The Sensor technology can consist of one or more first sensor elements, ie Signalers, and one or more second sensor elements, sensors, consist. Optionally, the sensors have an external interface and optionally an evaluation integrated. The housing optionally takes further evaluation electronics, power supply, connecting cables and plug-in elements.

Das Gehäuse und das Arretiergehäuse sind miteinander verbunden. Eines der Bauteile oder beide können auch mit Dichtelementen versehen sein.The Housing and the lock housing are together connected. One of the components or both can also use Be provided sealing elements.

Die Schaltarretierung besitzt in einer Ausführungsform ein geschlossenes Arretiergehäuse, so dass zum einen keine einzelnen Bauteile verloren oder dejustiert werden können. Dies vereinfacht die Handhabung, den Transport und die Montage. Zum anderen ist die Schaltarretierung dadurch gut gegen das Eindringen von Verunreinigungen geschützt.The Shift lock has in one embodiment a closed Arretiergehäuse, so that for a no individual components can be lost or misaligned. This simplifies handling, transport and assembly. On the other hand, the Schaltarretierung is good against the penetration protected from contamination.

Das Arretiergehäuse einer Variante der Erfindung ist aus Blech ausgebildet und weist zumindest drei Abschnitte auf. Der erste Abschnitt ist zylindrisch ausgebildet, und in seinem Inneren ist der Schaltbolzen angeordnet. Vorzugsweise weist der erste Abschnitt an seinem Ende eine Umbördelung auf, so dass der Schaltbolzen verliergesichert ist. Der zweite Abschnitt, der sich unmittelbar an den ersten Abschnitt anschließt, ist als Dopplung ausgebildet. Die Dopplung besitzt einen größeren Radius als der Hohlzylinder des ersten Abschnitts. Die Dopplung ist dabei so ausgebildet, dass die Schaltarretierung mittels eines Werkzeugs, das in Axialrichtung auf die Dopplung Druck- oder Zugkräfte ausübt, verpressbar ist. Der dritte Abschnitt schließt sich unmittelbar an den zweiten Abschnitt an und ist wiederum hohlzylindrisch oder leicht konisch ausgebildet. In ihm ist der Schaft geführt. Endseitig bildet der Abschnitt einen kreisförmigen Boden, der in seiner Mitte eine Ausnehmung für den Schaft aufweist.The Locking housing of a variant of the invention is made of sheet metal formed and has at least three sections. The first paragraph is cylindrical, and in its interior is the shift pin arranged. Preferably, the first section has at its end a bead on, so that the shift pin secured against loss is. The second section, which directly adjoins the first section connects is designed as a duplication. The duplication has a larger radius than the hollow cylinder of the first section. The doubling is designed so that the Schaltarretierung by means of a tool, in the axial direction exerts compressive or tensile forces on the doubling, is compressible. The third section closes immediately to the second section and in turn is hollow cylindrical or slightly conical. The shaft is guided in it. The end of the section forms a circular bottom, which has a recess for the shaft in its center.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der Aufnahme des Gehäuses eine Hülse angeordnet. Im verbauten Zustand ist die Schaltarretierung formschlüssig über die Hülse mit dem Gehäuse, das vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff ausgebildet ist, verbunden. Es hat sich als besonders geeignet herausgestellt, die Hülse aus Blech auszubilden oder aus einem dehnbaren Kunststoff.In An advantageous development of the invention is in the recording of the housing arranged a sleeve. In the built Condition is the shift lock form-fitting over the sleeve with the housing, preferably also is made of plastic, connected. It has turned out to be special made suitable to form the sleeve of sheet metal or of a stretchable plastic.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:in the The invention will be explained in more detail with reference to figures. Show it:

1 eine Sensorschalteinheit im Längsschnitt, 1 a sensor switching unit in longitudinal section,

2 eine vergrößerte Darstellung des umkreisten Bereichs aus 1, 2 an enlarged view of the circled area 1 .

3 das Sicherungselement gemäß 2. 3 the fuse element according to 2 ,

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings

In 1 ist eine Sensorschalteinheit 1 im Vollschnitt abgebildet. Die Sensorschalteinheit 1 besteht aus einer Schaltarretierung 25 und einem Gehäuse 19. Die Schaltarretierung weist einen Schaltbolzen 2 aus Metall mit einer Kalotte 4 und einen als Schaft 3 ausgebildeten Träger auf. Endseitig nach außen weisend ist am Schaltbolzen 2 eine Kugel 5 angeordnet, die mittels weiterer Wälzkugeln 6 in der Kalotte 4 wälzgelagert ist. Die Kugel 5 ist gegen eine Ablaufbahn 18 vorspannbar. Das Gehäuse 19 ist mit dem Arretiergehäuse 8 verpresst. Eine separate Dichtung kann daher entfallen.In 1 is a sensor switching unit 1 shown in full section. The sensor switching unit 1 consists of a shift lock 25 and a housing 19 , The shift lock has a shift pin 2 made of metal with a dome 4 and one as a shaft 3 trained carrier on. End facing outward is on the shift pin 2 a ball 5 arranged by means of further rolling balls 6 in the dome 4 is stored on roller bearings. The ball 5 is against a runway 18 prestressed. The housing 19 is with the lock housing 8th pressed. A separate seal can therefore be omitted.

Der Schaltbolzen 2 ist mittels eines Wälzlagers 7 in einem Arretiergehäuse 8 aus Metall hubbeweglich gelagert und geführt. Der Schaltbolzen 2 ist mit einer sacklochartigen Bohrung 9, die nicht notwendigerweise kreisförmig im Querschnitt zu sein braucht, versehen, in dem eine Feder 10 in Form einer Schraubenfeder aufgenommen ist. Durch die Bohrung 9 im Schaltbolzen 2 wird eine Verkürzung der Baueinheit und somit eine Raum sparende Anordnung erreicht. Die Feder 10 ist vorgespannt und stützt sich am Schaltbolzen 2 und am Arretiergehäuse 8 ab.The shift pin 2 is by means of a rolling bearing 7 in a lock housing 8th Hanging and guided from metal. The shift pin 2 is with a blind hole-like bore 9 , which does not necessarily have to be circular in cross-section, provided in which a spring 10 is received in the form of a coil spring. Through the hole 9 in the shift pin 2 a shortening of the unit and thus a space-saving arrangement is achieved. The feather 10 is preloaded and relies on the shift pin 2 and on the lock housing 8th from.

Der Schaft 3 ist innerhalb der Feder 10 geführt, wobei die Feder 10 sich einerseits in der Bohrung 9 des Schaltbolzens 2 und andererseits an dem Boden 22 des Arretiergehäuses 8 abstützt. Der Boden 22 des Arretiergehäuses 8 weist eine in diesem Fall kreisförmige Ausnehmung 23 auf, durch die der Schaft 3 in eine Aufnahme 24 ragt, so dass er durch das Arretiergehäuse 8 gleitgelagert ist bzw. geführt wird. Endseitig kann der Schaft 3 durch Axialverschiebung auf einen ringförmigen Permanentmagneten als Signalgeber 16 einwirken.The shaft 3 is inside the spring 10 led, with the spring 10 on the one hand in the bore 9 of the shift pin 2 and then on the ground 22 of the lock housing 8th supported. The floor 22 of the lock housing 8th has a circular recess in this case 23 on, through which the shaft 3 in a recording 24 sticks out, allowing it through the lock housing 8th is slidably mounted or is guided. End of the shaft 3 by axial displacement on an annular permanent magnet as a signal generator 16 act.

Die Aufnahme 24 ist im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet und weist etwa in ihrer Mitte einen ringförmigen Absatz 31 auf. Der Absatz 31 hält einerseits eine Hülse 26 und kann länger als erforderlich ausgebildet sein, um unterschiedliche Einpresstiefen zu realisieren. Die Hülse 26 ist an dem von der Schaltarretierung 25 abgewandten Ende mit einem umlaufenden Bord 32 versehen, der die Hülse sicher in dem Gehäuse fixiert, wobei anstatt des Bordes 32 auch mehrere Lappen treten können.The recording 24 is formed substantially circular cylindrical and has approximately in its center an annular shoulder 31 on. Paragraph 31 on the one hand holds a sleeve 26 and can be made longer than necessary to realize different Einpresstiefen. The sleeve 26 is at the of the shift lock 25 opposite end with a circumferential board 32 provided, which securely fixes the sleeve in the housing, wherein instead of the board 32 can also occur several lobes.

Das Arretiergehäuse 8 ist in drei Abschnitte 11, 12, 13 unterteilt, wobei der erste und der dritte Abschnitt 13, 11 zylindrisch ausgebildet sind. Der zweite Abschnitt 12 ist als Dopplung 14 ausgebildet.The locking housing 8th is in three sections 11 . 12 . 13 divided, with the first and the third section 13 . 11 are cylindrical. The second section 12 is as a duplication 14 educated.

Die Sensorik besteht zumindest aus einem Signalgeber 16 und einem als Sensor 17 bezeichneten Signalempfänger. Optional weist die Sensorik nicht weiter beschriebene elektronische Bauelemente auf, welche eine Auswerteelektronik bilden. Die Auswerteelektronik kann dabei in dem Gehäuse 19, in dem auch der Sensor angeordnet ist, montiert oder vergossen sein. Das Gehäuse 19 ist aus Kunststoff oder aus Metall. Die Sensorik weist weiterhin eine Schnittstelle zum Fahrzeug in Form eines Steckkontakts 20 mit einem Druckstift 21 auf. Die Sensorik ist als berührungslose Sensorik ausgeführt. Der Sensor 17 ist ein Hall-Sensor, und der Signalgeber 16 ist ein Permanentmagnet, wobei sowohl der Sensor 17 als auch der Signalgeber 16 teilweise oder vollständig gekapselt sein könnten. Die Signalerzeugung verläuft somit berührungslos.The sensor consists at least of a signal generator 16 and one as a sensor 17 designated signal receiver. Optionally, the sensor system has electronic components which are not further described and which form evaluation electronics. The transmitter can in the case 19 , in which the sensor is arranged, be mounted or potted. The housing 19 is made of plastic or metal. The sensor also has an interface to the vehicle in the form of a plug-in contact 20 with a pressure pin 21 on. The sensor is designed as non-contact sensor technology. The sensor 17 is a Hall sensor, and the signal generator 16 is a permanent magnet, with both the sensor 17 as well as the signal generator 16 partially or completely encapsulated. The signal generation thus proceeds without contact.

Der Signalgeber 16 ist in einem Sackloch 29 des Gehäuses 19 angeordnet und durch ein Federelement 34 gegen das Sicherungselement 35 vorgespannt. Zwischen dem Sicherungselement 35 und dem Schaft 3 befindet sich ein Spalt 33. Bei einer Längsverschiebung des Schaftes 3 vermindert sich zunächst die Spaltbreite, erst bei weiterer Längsverschiebung wird der Signalgeber 16 beaufschlagt.The signal generator 16 is in a blind hole 29 of the housing 19 arranged and by a spring element 34 against the securing element 35 provided stressed. Between the fuse element 35 and the shaft 3 there is a gap 33 , In a longitudinal displacement of the shaft 3 initially reduces the gap width, only with further longitudinal displacement of the signal generator 16 applied.

Das Sicherungselement 35 ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet und kreisförmig, so dass es Zylinderwände 37 und einen inneren Bord 36 aufweist, der eine Zentralöffnung 39 begrenzt. Die Zentralöffnung 39 entspricht in ihrem Durchmesser in etwas dem Durchmesser des Schafts 3, während der Innendurchmesser des Sicherungselements 35 mit dem inneren Bord 36 dem Durchmesser des Signalgebers 16 entspricht, der sich am Bord 36 abstützen kann. Rückseitig an den Bord 36 grenzt in dieser Ausführungsform das Ende des Arretiergehäuses 8.The fuse element 35 is U-shaped in cross section and circular, so that there are cylinder walls 37 and an inner board 36 having a central opening 39 limited. The central opening 39 Its diameter corresponds in some to the diameter of the shaft 3 while the inner diameter of the fuse element 35 with the inner board 36 the diameter of the signal transmitter 16 corresponds, who is on board 36 can support. Back to the board 36 in this embodiment, it borders the end of the locking housing 8th ,

Um das Sicherungselement 35 besonders einfach verbauen zu können, sind die Zylinderwände 37 endseitig mit Fasen 38 versehen. Das Gehäuse 19 weist zur Fixierung des Sicherungselements 35 Ausnehmungen 40 für das Sicherungselement 35 auf. In der Ausführungsform nach 2 ist das Sicherungselement 35 in radialer Richtung durch Verpressen des als metallischen Ring ausgebildeten Sicherungselements 35 in einem Kunststoffgehäuse 19 gehalten.To the fuse element 35 To be particularly easy to install, are the cylinder walls 37 end with bevels 38 Mistake. The housing 19 points to the fixation of the security element 35 recesses 40 for the fuse element 35 on. In the embodiment according to 2 is the security element 35 in the radial direction by pressing the formed as a metallic ring fuse element 35 in a plastic housing 19 held.

Sowohl das Gehäuse 19 als auch die Schaltarretierung 25 sind separat voneinander herstellbar und transportierbar, ohne dass funktionswesentliche Bauteile verschmutzen können.Both the case 19 as well as the shift lock 25 can be manufactured and transported separately from each other, without the possibility of contaminating essential components.

11: SensorschalteinheitSensing unit
22: Schaltbolzenswitching pin
33: Schaftshaft
44: Kalottedome
55: KugelBullet
66: Wälzkugelnrolling balls
77: Wälzlagerroller bearing
88th: Arretiergehäuselock housing
99: Bohrungdrilling
1010: Federfeather
1111: erster Abschnittfirst section
1212: zweiter Abschnittsecond section
1313: dritter Abschnittthird section
1414: Dopplungdoubling
1515: ArretierbodenArretierboden
1616: Signalgebersignaler
1717: Sensorsensor
1818: Ablaufbahnslipway
1919: Gehäusecasing
2020: Steckkontaktplug contact
2121: Druckstiftpushpin
2222: Bodenground
2323: Ausnehmungrecess
2424: Aufnahmeadmission
2525: SchaltarretierungGearshift
2626: Hülseshell
2727: Sicherungselementfuse element
2828: Öffnungopening
2929: Sacklochblind
3030: Randedge
3131: Absatzparagraph
3232: Bordshelf
3333: Spaltgap
3434: Federelementspring element
3535: Sicherungselementfuse element
3636: innerer Bordinternal shelf
3737: Zylinderwandcylinder wall
3838: Fasechamfer
3939: Zentralöffnungcentral opening

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- EP 1152174 A2 [0004]

Claims

Sensor switching unit ( 1 ) for determining positions of at least one transmission component, comprising: - a shift lock ( 25 ) for locking gearshift positions with a lock housing ( 8th ), - a switching pin ( 2 ), which in the lock housing ( 8th ) and supported by a latching element ( 5 ) is pretensioned against a runway associated with the transmission component, - a housing ( 19 ), that of the shift lock ( 25 ) can be produced separately and a receptacle ( 24 ), in which the shift lock ( 25 ), - a sensor system ( 15 ) with at least one signal generator ( 16 ) and at least one sensor ( 17 ) as two sensor elements ( 27 . 28 ), wherein the first sensor element ( 27 ) in or on the housing ( 19 ) and arranged by the shift pin ( 2 ) or by one with the switching pin ( 2 ) operatively connected shaft ( 3 ) is displaceable and the second sensor element ( 28 ) with respect to the housing ( 19 ) is arranged immovably, characterized in that - the first sensor element ( 27 ) by a from the housing ( 19 ) separately formed fuse element ( 35 ) is held in this captive and liftable and - that the maximum stroke of the sensor element ( 27 ) is limited such that the sensor element ( 27 ) and the shift pin ( 2 ) or the shaft ( 3 ) in at least one switching position through a gap ( 33 ) are mechanically decoupled from each other.

Sensor switching unit according to claim 1, characterized in that the signal transmitter ( 16 ) as a magnet and the fuse element ( 35 ) is formed of non-ferromagnetic material.

Sensor switching unit according to claim 1, characterized in that the signal transmitter ( 16 ) in a blind hole ( 29 ) of the housing ( 19 ) is arranged.

Sensor switching unit according to claim 1, characterized in that the securing element ( 35 ) is annular.

Sensor switching unit according to claim 4, characterized in that the securing element ( 35 ) in a form-fitting manner on the housing ( 19 ) is held.

Sensor switching unit according to claim 4, characterized in that the axial thickness of the securing element ( 35 ) is greater than the gap ( 33 ) in the switched state.

Sensor switching unit according to claim 6, characterized in that viewed axially seen the fuse element ( 35 ) has in sections two different inner diameter, wherein the larger diameter of the signal transmitter ( 16 ) and this part of the cavity in the ring element as additional movement space for the signal generator ( 16 ) is usable.

Sensor switching unit according to claim 1, characterized in that the signal transmitter ( 16 ) in the housing ( 19 ) against the securing element ( 35 ) is sprung.