DE102009051125A1

DE102009051125A1 - Shifting assembly for detecting shifting travel in transmission of motor vehicle, has sensor for detecting axial position of shifting rail, and measurement element for controlling measurement values of sensor that is arranged on or at rail

Info

Publication number: DE102009051125A1
Application number: DE200910051125
Authority: DE
Inventors: Stanislav Massini; Thomas Nehmeyer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2011-05-12

Abstract

The assembly has a shifting rail extending in an axial direction and an eddy current sensor (9) for detecting axial position of the shifting rail. A measurement element (21) controls measurement values of the eddy current sensor that is arranged on or at the shifting rail. The measuring element is formed as a deformed metal sheet with constant thickness and exhibit a ramp contour that exhibit different thickness. The measuring element is made of different materials, and the sensor is integrated into a locking element that is prestressed against the measuring element.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung zur Erfassung eines Schaltwegs in einem Kraftfahrzeuggetriebe. Eine derartige Lageranordnung soll die Positionsbestimmung eines Schaltelements ermöglichen, wodurch Schaltvorgänge einfach und genau gesteuert und überwacht werden können.The invention relates to a bearing arrangement for detecting a switching path in a motor vehicle transmission. Such a bearing assembly is to enable the position determination of a switching element, whereby switching operations can be controlled and monitored easily and accurately.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Durch das Aufkommen automatisierter Schaltgetriebe und Doppelkupplungsgetriebe ist die Erfassung einer Schaltmuffenstellung und damit des Schaltwegs in notwendig geworden. Insbesondere in Schalt- bzw. Lageranordnungen zum Schalten von Gangstufen eines automatisierten Stufengetriebes ist es wichtig, dass die Position eines Schaltelements genauestens erfasst wird. Allgemein können hierzu verschiedene Wege eingeschlagen werden.Due to the advent of automated manual transmission and dual-clutch transmission, the detection of a shift sleeve position and thus the shift path has become necessary. In particular in shift or bearing arrangements for shifting gear stages of an automated step transmission, it is important that the position of a switching element is accurately detected. In general, various ways can be taken for this purpose.

Die Erfassung eines Schaltwegs kann beispielsweise mechanisch über die Detektion des Federweges einer Arretierung geschehen. Bei dieser indirekten Methode erfolgt die Erfassung beispielsweise derart, dass in die Oberfläche eines Schaltelementes eine Kontur eingebracht wird und der Federweg der entlang der Kontur eines Schaltelements laufenden Arretierung detektiert wird. Nachteilig hierbei sind jedoch erhöhte Produktionskosten wie sie beispielsweise durch ein Einbringen einer Kontur in ein Schaltelement entstehen Zusätzlich kann auch ein Verschleiß der einzelnen Getriebekomponenten durch den ständigen Kontakt und die Reibung nicht verhindert werden.The detection of a switching path can for example be done mechanically via the detection of the spring travel of a lock. In this indirect method, the detection is carried out, for example, such that in the surface of a switching element, a contour is introduced and the spring travel of the current along the contour of a switching element locking is detected. The disadvantage here, however, are increased production costs as they arise for example by introducing a contour in a switching element In addition, a wear of the individual transmission components by the constant contact and friction can not be prevented.

Als eine Alternative hierzu offenbart die DE 10 2006 02 87 85 B3 eine berührungslose Methode zur Erfassung eines Schaltwegs. In der DE 10 2006 02 87 85 B3 ist eine Anordnung mit einem Sensor und einer Anzahl von Positionsgebern an einem als Schaltstange ausgebildeten Schaltelement vorgesehen. Die Positionsgeber sind durch zwei Permanentmagnete gebildet, die auf einem gemeinsamen Blech angeordnet sind und formschlüssig über eine Ausnehmung mit einem an der Schaltstange ausgebildeten Vorsprung zusammenwirken. Somit sind die Positionsgeber präzise zur Schaltstange positioniert. Die Anordnung der Positionsgeber ist insgesamt so ausgeführt, dass die Positionsgeber den gehäusefest im Getrieberaum angeordneten Positionssensoren gegenüberliegen. Mittels der Positionssensoren kann die Position der Schaltstange ermittelt werden.As an alternative to this, the DE 10 2006 02 87 85 B3 a non-contact method for detecting a switching path. In the DE 10 2006 02 87 85 B3 an arrangement with a sensor and a number of position sensors is provided on a switch element designed as a switching element. The position sensors are formed by two permanent magnets, which are arranged on a common plate and cooperate in a form-fitting manner via a recess with a projection formed on the switching rod. Thus, the position sensors are precisely positioned to the shift rod. The arrangement of the position sensor is generally carried out so that the position sensors are opposite to the housing fixed in the gear compartment arranged position sensors. By means of the position sensors, the position of the shift rod can be determined.

Bei einer Anordnung gemäß der DE 10 2006 02 87 85 B3 ist allerdings die Verwendung von Magneten unerlässlich, die mit den Positionssensoren zur Erfassung der Position eines Schaltelements dienen. Die Verwendung eines Magneten bringt jedoch Probleme, wie beispielsweise temperaturbedingte Messungenauigkeiten oder Metallabrieb im Getriebe mit sich, wodurch die Lagerung und die reibungsfreie Bewegung eines Schaltelements behindert werden können.In an arrangement according to the DE 10 2006 02 87 85 B3 However, the use of magnets is essential, which serve with the position sensors for detecting the position of a switching element. However, the use of a magnet poses problems such as temperature-related measurement inaccuracies or metal abrasion in the transmission, which can hinder the bearing and the frictionless movement of a switching element.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist demnach eine Aufgabe der Erfindung, eine Lageranordnung zur Messung eines Schaltwegs anzugeben, welche unter der Maßgabe einer möglichst einfachen Realisierbarkeit eine möglichst genaue Bestimmung der Position der Schaltschiene erlaubt.It is therefore an object of the invention to provide a bearing assembly for measuring a switching path, which allows the most accurate possible determination of the position of the shift rail under the proviso of a simple feasibility.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1.The object of the invention is achieved by an arrangement with the feature combination according to claim 1.

Demnach weist die Lageranordnung zur Erfassung eines Schaltwegs in einem Kraftfahrzeuggetriebe ein sich in einer axialen Richtung erstreckendes Schaltelement, eine Lagereinheit, in der das Schaltelement axial verschiebbar gelagert ist und einen Wirbelstromsensor auf. Der Wirbelstromsensor ist hierbei zur Erfassung der axialen Position des Schaltelements angeordnet.Accordingly, the bearing arrangement for detecting a switching path in a motor vehicle transmission has a switching element extending in an axial direction, a bearing unit in which the switching element is mounted so as to be axially displaceable, and an eddy current sensor. The eddy current sensor is arranged for detecting the axial position of the switching element.

Die Erfindung geht in einem ersten Schritt von der Überlegung aus, dass generell durch die Verwendung von berührungslosen Sensoren die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit der Lagerung eines Schaltelements, insbesondere im Gegensatz zur mechanischen Schaltwegerfassung, erhöht werden kann. Bislang werden zur berührungslosen Erfassung eines Schaltwegs erprobte gängige Sensoren, wie zum Beispiel Hall-Sensoren, verwendet. Bei einem Hall-Sensor ist allerdings die Verwendung von Magneten zur Bestimmung der Position eines Schaltelements unerlässlich.In a first step, the invention proceeds from the consideration that, in general, the use of non-contact sensors can increase the service life and the reliability of the mounting of a switching element, in particular in contrast to mechanical travel path detection. So far, proven common sensors, such as Hall sensors, are used for non-contact detection of a switching path. In a Hall sensor, however, the use of magnets to determine the position of a switching element is essential.

Die zu Magneten genannten Nachteile überwindet die Erfindung in einem zweiten Schritt dadurch, dass als Sensor zur berührungslosen Erfassung der Position eines Schaltelements ein Wirbelstromsensor verwendet wird. Der Wirbelstromsensor ist dabei bezüglich des Schaltelements so angeordnet, dass er dessen Position in axialer Richtung erfasst. Wirbelstromsensoren zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass sie zur Messung keine Magnete benötigen und auch unter problematischen Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise bei Anwesenheit starker Magnetfelder, bei hohen Temperaturen und bei einem relativ hohen Verschmutzungsgrad noch eine akzeptable Messgenauigkeit zeigen. Aufgrund der berührungslosen Erfassung ist kein mechanischer Kontakt zwischen einzelnen Getriebekomponenten nötig, so dass ein verschleißfreier Betrieb gewährleistet werden kann. Auf die Verwendung von Magneten am Schaltelement kann gänzlich verzichtet werden.The disadvantages mentioned in relation to magnets are overcome by the invention in a second step by using an eddy-current sensor as the sensor for non-contact detection of the position of a switching element. The eddy current sensor is arranged with respect to the switching element so that it detects its position in the axial direction. Eddy current sensors are characterized in particular by the fact that they do not require magnets for measurement and even under problematic environmental conditions, such as in the presence of strong magnetic fields, at high temperatures and at a relatively high degree of contamination still show an acceptable accuracy. Due to the contactless Detection is no mechanical contact between individual transmission components necessary, so that a wear-free operation can be guaranteed. On the use of magnets on the switching element can be dispensed with entirely.

Durch die Nutzung eines Wirbelstromsensors kann auch unter erschwerten Bedingungen noch eine relativ hohe Messgenauigkeit erreicht werden. Hierbei kann insbesondere diese Genauigkeit ausgenutzt werden, um sicher und einfach die Schaltstellung in einem Kraftfahrzeuggetriebe zu erfassen. Eine Lageranordnung mit einem Wirbelstromsensor zur Erfassung eines Schaltwegs bietet also eine verschleißfreie und sehr genaue Messmethode zur Bestimmung der Position eines Schaltelements an, die den hohen Anforderungen gerecht wird.By using an eddy current sensor, a relatively high measurement accuracy can still be achieved even under difficult conditions. This particular accuracy can be exploited to safely and easily detect the switching position in a motor vehicle transmission. A bearing arrangement with an eddy current sensor for detecting a switching path thus provides a wear-free and very accurate measurement method for determining the position of a switching element, which meets the high requirements.

Das Prinzip der Wirbelstrommessung beruht auf der Detektion der Rückwirkung von Wirbelströmen. Hierbei werden durch ein sich änderndes Magnetfeld in einem elektrischen Leiter Wirbelströme induziert, die wiederrum den Aufbau eines der Wirkung entgegen gerichteten magnetischen Feldes verursachen. Während eines Schaltvorgangs bewegt sich beispielsweise das Schaltelement zwischen zwei Positionen, die jeweils einer Schaltstellung entsprechen. Um eine Schaltposition bestimmen zu können, muss der Wirbelstromsensor somit die beiden Positionen des Schaltelements detektieren. Dazu genügt im einfachsten Fall die Erzeugung eines konstanten Magnetfeldes, gegenüber dem das Schaltelement seine Lage verändert. Üblicherweise wird jedoch durch den Wirbelstromsensor ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, welches geschwächt wird, wenn sich ein leitendes Messelement oder Target in der Nähe befindet. In dem Messelement werden durch das Wechselfeld Wirbelströme erzeugt, die das Magnetfeld schwächen. Diese Schwächung ist messbar und abhängig vom Abstand zwischen Wirbelstromsensor und Target. Beispielsweise kann das magnetische Wechselfeld mittels eines elektromagnetischen Schwingkreises erzeugt werden. Diesem wird durch die Schwächung des Magnetfeldes messbar Energie entzogen.The principle of eddy current measurement is based on the detection of the retroactivity of eddy currents. In this case, eddy currents are induced by a changing magnetic field in an electrical conductor, which in turn cause the build-up of an opposing magnetic field. During a switching operation, for example, the switching element moves between two positions, each corresponding to a switching position. In order to be able to determine a switching position, the eddy-current sensor thus has to detect the two positions of the switching element. For this purpose, in the simplest case, the generation of a constant magnetic field, with respect to which the switching element changes its position, is sufficient. Usually, however, an alternating magnetic field is generated by the eddy current sensor, which is weakened when a conductive measuring element or target is in the vicinity. In the measuring element eddy currents are generated by the alternating field, which weaken the magnetic field. This attenuation is measurable and dependent on the distance between the eddy current sensor and the target. For example, the alternating magnetic field can be generated by means of an electromagnetic resonant circuit. This is deprived of measurable energy by the weakening of the magnetic field.

Das Schaltelement kann beispielsweise als eine Schaltstange oder als eine Schaltschiene ausgebildet sein. Eine Schaltstange oder eine Schaltschiene ist hierbei üblicherweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigt. Insofern kann ein solches metallisches Schaltelement unmittelbar und ohne weitere Hilfsmittel als Target für den Wirbelstromsensor verwendet werden. Zur Durchführung von Schaltvorgängen ist ein solches Schaltelement innerhalb eines Getriebes und insbesondere in einer Lagereinheit beweglich gehalten. Üblicherweise ist hierbei ein axiales Ende der Schaltstange oder Schaltschiene in der Lagereinheit gelagert. Zur Lagerung ist beispielsweise ein Wälzlager oder ein Gleitlager vorgesehen. Die Lagereinheit mit dem gelagerten Schaltelement ist dabei insbesondere im Getriebegehäuse eingesetzt.The switching element may be formed, for example, as a shift rod or as a shift rail. A shift rod or a shift rail here is usually made of a metallic material. In this respect, such a metallic switching element can be used directly and without further aids as a target for the eddy current sensor. To carry out switching operations, such a switching element is held movably within a transmission and in particular in a bearing unit. Usually in this case an axial end of the shift rod or shift rail is mounted in the storage unit. For storage, for example, a rolling bearing or a plain bearing is provided. The bearing unit with the mounted switching element is used in particular in the transmission housing.

Vorteilhafterweise ist das Schaltelement als eine Schaltschiene ausgebildet. Eine Schaltschiene zeichnet sich gegenüber einer Stange insbesondere durch ihren von einem Kreis abweichenden, eher flachen Querschnitt aus. Üblicherweise ist eine Schaltschiene aus einem Blech gefertigt. Zur Fertigung bieten sich bekannte und einfach zu handhabende Fertigungsprozesse, wie beispielsweise ein Ausstanzen an. Durch die Ausgestaltung des Schaltelements als eine Schaltschiene kann insbesondere eine für den Wirbelstromsensor vorteilhafte Formgebung für die Positionserfassung leicht vorgenommen werden.Advantageously, the switching element is designed as a shift rail. A shift rail is distinguished from a rod in particular by their deviating from a circle, rather flat cross section. Usually, a shift rail is made of a metal sheet. For manufacturing, known and easy-to-use manufacturing processes, such as a punching offer. Due to the design of the switching element as a shift rail, in particular a shape advantageous for the eddy current sensor for the position detection can be easily made.

Zur Abstandsmessung mittels eines Wirbelstromsensors ist wie ausgeführt ein elektrisch leitendes Target erforderlich. Ein solches Target oder Messelement kann selbstverständlich auch im Sinne dieser Erfindung separat gefertigt sein und zum Beispiel am Schaltelement angebracht sein. Die Befestigung kann beispielsweise durch eine Klebung oder ein Aufschrauben erfolgen. Durch ein solches separates Messelement kann insbesondere auf die Anforderungen des Wirbelstromsensors Rücksicht genommen werden. Das Messelement ist spezifisch auf den eingesetzten Wirbelstromsensor anpassbar. Mit einem separaten Messelement muss hierbei nicht auf die spezifischen Anforderungen eingegangen werden, die das Schaltelement als solches erfüllen muss.For measuring the distance by means of an eddy current sensor, an electrically conductive target is required, as stated. Of course, such a target or measuring element can also be manufactured separately in the sense of this invention and be attached to the switching element, for example. The attachment can be done for example by gluing or screwing. By such a separate measuring element can be taken in particular on the requirements of the eddy current sensor consideration. The measuring element is specifically adaptable to the eddy current sensor used. A separate measuring element does not have to deal with the specific requirements that the switching element must fulfill as such.

Vorteilhafterweise ist das Schaltelement jedoch bereits aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere Stahl, gefertigt und kann daher selbst als Messelement verwendet werden. Durch die Ausbildung des Schaltelements als Messelement vereinfacht sich die Lageranordnung erheblich, und auch die Herstellungskosten können gesenkt werden. Der Montageaufwand ist nicht unerwünscht durch das Befestigen und Positionieren eines separaten Messelements erschwert. Auch kann der Platzaufwand gering gehalten werden.Advantageously, however, the switching element is already made of an electrically conductive material, in particular steel, and can therefore even be used as a measuring element. Due to the design of the switching element as a measuring element, the bearing assembly simplifies considerably, and also the production costs can be reduced. The assembly effort is not undesirable by attaching and positioning a separate measuring element difficult. Also, the space requirement can be kept low.

In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Schaltelement mit einer in Richtung auf den Wirbelstromsensor geneigten Rampenkontur ausgebildet. Die Rampenkontur ist insbesondere an der Stelle des Schaltelements ausgebildet, an welcher der Wirbelstromsensor in Wirkverbindung mit dem Schaltelement steht. Durch die Neigung des Schaltelements gegenüber dem Wirbelstromsensor verändert sich bei einer axialen Verschiebung der Abstand zwischen dem Schaltelement und dem Wirbelstromsensor. Durch diese radiale Abstandsänderung kann die axiale Position des Schaltelements mit hoher Genauigkeit ermittelt werden. Über die definierte Rampe lässt sich ein Bezug zwischen dem über den Wirbelstromsensor gemessenen radial Abstand und der axialen Position des Schaltelements ermitteln. Insbesondere ist hierzu eine Rare mit einer konstanten Steigung vorgesehen. Es ist aber auch vorstellbar, über eine spezifische Rampenkontur mit verschiedenen Neigungen vorhandene Einbaugeometrien oder aufwändig zu detektierende Schaltpositionen zu berücksichtigen.In a further advantageous embodiment of the invention, the switching element is formed with a sloping in the direction of the eddy current sensor ramp contour. The ramp contour is formed in particular at the location of the switching element on which the eddy current sensor is in operative connection with the switching element. Due to the inclination of the switching element relative to the eddy current sensor, the distance between the switching element and the eddy current sensor changes with an axial displacement. By this radial change in distance, the axial position of the switching element can be determined with high accuracy. The defined ramp makes it possible to establish a relationship between the radial distance measured via the eddy current sensor and determine the axial position of the switching element. In particular, a rare with a constant slope is provided for this purpose. However, it is also conceivable to consider existing installation geometries or switching positions to be extensively detected via a specific ramp contour with different inclinations.

Insbesondere bei der Verwendung einer Schaltschiene kann diese direkt und mit relativ geringem Fertigungsaufwand mit einer entsprechend geneigten Rampenkontur gefertigt werden. Bei einer Schaltstange kann alternativ die Rampenkontur über eine separate Komponente auf der Schaltstange angebracht werden. Jenseits einer Rampenkontur sind aber auch weitere Formgebungen des Schaltelements möglich, die dem Wirbelstromsensor die Erfassung einer axialen Position erleichtern oder die Präzision der Messerfassung verbessert.In particular, when using a shift rail, this can be made directly and with relatively little manufacturing effort with a correspondingly inclined ramp contour. Alternatively, with a shift rod, the ramp contour may be attached to the shift rod via a separate component. Beyond a ramp contour but also other shapes of the switching element are possible, which facilitate the detection of an axial position of the eddy current sensor or improves the precision of the measuring socket.

Grundsätzlich kann der Wirbelstromsensor entlang des gesamten Schaltelements angeordnet sein. Bevorzugt ist der Wirbelstromsensor aber im Bereich der Lagerung des Schaltelements positioniert. Im Bereich der Lagerung ist ein Schaltelement führend gehalten, so dass dort eine Bewegung des Schaltelements nur in den durch die Lagerung erlaubten Freiheitsgraden möglich ist. Für den Fall einer axialen Lagerung bedeutet dies beispielsweise, dass es dort keine Auslenkung des Schaltelements senkrecht zur axialen Richtung gibt. Anders verhält es sich entfernt vom Ort der Lagerung. Dort kann es durch Schaltvorgänge zu elastischen Verformungen des „freien” Schaltelements kommen, die zu einer Verfälschung des axialen Messergebnisses eines dort positionierten Wirbelstromsensors führen. Durch eine Anordnung des Wirbelstromsensors in unmittelbarer Nähe zur Lagerung wird somit der Messfehler bei der Erfassung der axialen Position des Schaltelements gering gehalten.In principle, the eddy-current sensor can be arranged along the entire switching element. Preferably, however, the eddy current sensor is positioned in the region of the bearing of the switching element. In the field of storage, a switching element is held in a leading position, so that there is a movement of the switching element only in the allowed by the storage degrees of freedom is possible. In the case of an axial bearing, this means, for example, that there is no deflection of the switching element perpendicular to the axial direction. It is different from the place of storage. There may occur by switching operations to elastic deformations of the "free" switching element, which lead to a falsification of the axial measurement result of a positioned there eddy current sensor. By arranging the eddy current sensor in the immediate vicinity of the bearing thus the measurement error in the detection of the axial position of the switching element is kept low.

Zu einer möglichst einfachen Positionierung ist der Wirbelstromsensor vorteilhafterweise an der Lagereinheit befestigt. Damit wird die Position zwischen dem Wirbelstromsensor und dem Schaltelement während der Montage beider Komponenten bereits eindeutig festgelegt. Insbesondere ist die Positionierung der beiden Komponenten zueinander schon vor einem Einbau der Lagereinheit in einem Getriebe erzielt. Idealerweise sind hierbei die Lagereinheit und die Messsensorik in einem gemeinsamem Gehäuse integriert, so dass die Baugruppe als Modul ins Getriebe eingebracht werden kann. Dem Kunden wird hierdurch die Montage erheblich erleichtert.For the simplest possible positioning of the eddy current sensor is advantageously attached to the bearing unit. Thus, the position between the eddy current sensor and the switching element during assembly of both components is already clearly defined. In particular, the positioning of the two components relative to one another is already achieved before installation of the bearing unit in a transmission. Ideally, in this case the bearing unit and the measuring sensor are integrated in a common housing, so that the module can be incorporated as a module in the transmission. The customer is thereby considerably easier to assemble.

Zur Realisierung möglichst kleiner Schalt- und Synchronisierungskräfte sind in Kraftfahrzeuggetrieben funktionsgebundene, leichtgängige und reibungsarme Lagerungen für Schaltelemente bei kleinstem Bauraum erforderlich. Hierzu eigenen sich insbesondere Wälzlager. Bevorzugt ist deswegen die Lagereinheit mit einem Wälzlager ausgebildet. Wälzlager weisen üblicherweise eine Anzahl von Nuten auf, in denen Wälzkörper geführt sind. Bei Wälzlagern zu einer axialen Lagerung des Schaltelements laufen die Wälzkörper beispielsweise innen auf einem an einer Schiene angebrachten Innenblech und außen in einer kreisrunden Zylinderhülse, welche in einer Getriebebohrung steckt. Derartige Wälzlagerungen ermöglichen gute Wirkungsgrade aufgrund einer geringen Lagerreibung und erhöhen damit den Schaltkomfort, da sie für eine sehr leichtgängige Längsführung eines Schaltelements sorgen können.To realize the smallest possible switching and synchronization forces function-bound, smooth and low-friction bearings for switching elements in the smallest space are required in motor vehicle transmissions. Rolling bearings are particularly suitable for this purpose. Therefore, the bearing unit is preferably designed with a roller bearing. Rolling bearings usually have a number of grooves in which rolling elements are guided. In rolling bearings for axial mounting of the switching element, the rolling elements run, for example, inside on a mounted on a rail inner panel and outside in a circular cylinder sleeve, which is in a gear hole. Such rolling bearings allow good efficiencies due to low bearing friction and thus increase the shifting comfort, since they can provide a very smooth longitudinal guide of a switching element.

Alternativ ist grundsätzlich auch eine Gleitlagerung eines Schaltelements denkbar. Gleitlager sind üblicherweise in Kunststoff ausgeführt und ermöglichen bei geringen Kosten eine exakte Führung des Schaltelements. Zudem weisen Kunststofflagerungen den Vorteil einer akustischen Dämpfung des Schaltvorganges auf.Alternatively, in principle, a sliding bearing of a switching element is conceivable. Plain bearings are usually made of plastic and allow at low cost exact guidance of the switching element. In addition, plastic bearings have the advantage of an acoustic damping of the switching operation.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:In the following, embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Showing:

1 eine dreidimensionale Darstellung einer Lageranordnung mit einer Lagereinheit, einem Schaltelement und einem Wirbelstromsensor, und 1 a three-dimensional view of a bearing assembly with a bearing unit, a switching element and an eddy current sensor, and

2 einen Querschnitt durch eine schematische Lageranordnung mit einer Lagereinheit, einem Schaltelement und einem Wirbelstromsensor entsprechend 1, sowie mit einem Lagergehäuse und einem Getriebegehäuse. 2 a cross section through a schematic bearing assembly with a bearing unit, a switching element and an eddy current sensor accordingly 1 , as well as with a bearing housing and a gear housing.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

1 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung eine Lageranordnung 1 mit einer Lagereinheit 3. In der Lagereinheit 3 ist ein sich in einer axialen Richtung 4 erstreckendes Schaltelement gelagert. Das Schaltelement ist vorliegend als eine Schaltschiene 5 ausgestaltet. Im Bereich der Lagereinheit 3 ist die Schaltschiene 5 mit ihrem einen axialen Ende in axialer Richtung 4 verschiebbar gehalten. Im Rahmen eines Schaltvorgangs kann die Schaltschiene 5 innerhalb der Lagereinheit 3 über eine Distanz von etwa ±10 mm in axialer Richtung 4 bezüglich der Neutralstellung bewegt werden. Die Lageranordnung 1 ist zur Erfassung eines axialen Schaltwegs dieser Schaltschiene 5 ausgelegt. 1 shows in a three-dimensional representation of a bearing assembly 1 with a storage unit 3 , In the storage unit 3 is one in an axial direction 4 extending switching element stored. The switching element is present as a shift rail 5 designed. In the area of the storage unit 3 is the shift rail 5 with its one axial end in the axial direction 4 held displaceable. As part of a switching operation, the shift rail 5 within the storage unit 3 over a distance of about ± 10 mm in the axial direction 4 be moved with respect to the neutral position. The bearing arrangement 1 is for detecting an axial switching path of this shift rail 5 designed.

Zur Erfassung der axialen Position der Schaltschiene 5 ist an der Lagereinheit 3 ein Wirbelstromsensor 9 befestigt. Der Wirbelstromsensor 9 ist bezüglich der Schaltschiene 5 so angeordnet, dass er einen Positionsversatz der Schaltschiene 5 in axialer Richtung 4 erfassen kann. Durch die Anbindung des Wirbelstromsensors 9 an die Lagereinheit 3 sind nach dem Einsetzen der Schaltschiene 5 der Wirbelstromsensor 9 und die Schaltschiene 5 fest zueinander positioniert. Eine aufwändige Ausrichtung zur Kalibrierung des Sensors 9 ist nicht notwendig. Aufgrund der axialen Lagerung der Schaltschiene 5 in der Lagereinheit 3 gibt es an dieser Stelle keine Bewegungen der Schaltschiene 5 in radialer Richtung. Die erzielbare Messgenauigkeit wird insofern durch solche, beispielsweise bei einem Schaltvorgang auftretende Auslenkungen nicht beeinflusst.For detecting the axial position of the shift rail 5 is at the storage unit 3 an eddy current sensor 9 attached. The eddy current sensor 9 is with respect to the shift rail 5 arranged so that he a positional offset of the shift rail 5 in the axial direction 4 can capture. By the connection of the eddy current sensor 9 to the storage unit 3 are after inserting the shift rail 5 the eddy current sensor 9 and the shift rail 5 firmly positioned to each other. A complex alignment for calibrating the sensor 9 is not necessary. Due to the axial bearing of the shift rail 5 in the storage unit 3 There are no movements of the shift rail at this point 5 in the radial direction. The achievable measurement accuracy is insofar not affected by such, for example, in a switching operation occurring deflections.

Die Schaltschiene 5 ist mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet und besteht aus einem leitfähigen Stahl. Sie ist selbst als ein Messelement oder Target für den Wirbelstromsensor 9 ausgebildet. Zu einer genauen Erfassung der axialen Position ist die Schaltschiene 5 entlang der axialen Richtung 4 mit einer definierten Rampenkontur 11 einer konstanten Steigung ausgestaltet. Die Rampe ist hierzu in axialer Richtung 4 gegenüber dem Wirbelstromsensor 9 geneigt. Mit anderen Wort wird die Rampenkontur 11 durch den Wirbelstromsensor 9 erfassbar. Bei einer axialen Verschiebung der Schaltschiene 5 verändert sich aufgrund der Neigung der Rampenkontur 11 der radiale Abstand 13 zwischen den beiden Komponenten. Durch diese messbare Abstandsänderung wird eine hohe Messgenauigkeit des axialen Versatzes der Schaltschiene 5 erzielt. Über die Neigung der Rampenkontur 11 ist eine Umrechnung des mittels des Wirbelstromsensors 11 gemessenen radialen Abstands 13 zur Schaltschiene 5 in deren axiale Position möglich.The shift rail 5 is formed with a rectangular cross-section and consists of a conductive steel. It is itself as a measuring element or target for the eddy current sensor 9 educated. For an accurate detection of the axial position is the shift rail 5 along the axial direction 4 with a defined ramp contour 11 designed a constant slope. The ramp is for this purpose in the axial direction 4 opposite the eddy current sensor 9 inclined. In other words, the ramp contour becomes 11 through the eddy current sensor 9 detectable. With an axial displacement of the shift rail 5 changes due to the slope of the ramp contour 11 the radial distance 13 between the two components. This measurable change in distance is a high measurement accuracy of the axial displacement of the shift rail 5 achieved. About the inclination of the ramp contour 11 is a conversion of the means of the eddy current sensor 11 measured radial distance 13 to the shift rail 5 possible in its axial position.

Die Lagereinheit 3 umfasst ein Wälzlager 15 mit als Kugeln ausgebildeten Wälzkörpern 17. Das Wälzlager 15 dient der axialen Lagerung der Schaltschiene 5. Die käfiggeführten Kugeln laufen innen auf einem an der Schaltschiene 5 angebrachten Innenblech 18 und außen in einer kreisrunden Zylinderhülse 19, welche in einer Bohrung der Lagereinheit 3 steckt. Ein solches Wälzlager 15 ermöglicht einen guten Wirkungsgrad aufgrund einer geringen Lagerreibung und erhöht damit den Schaltkomfort, da es für eine sehr leichtgängige Längsführung der Schaltschiene 5 sorgt. Das Wälzlager 15 bietet eine geringe und nahezu lastunabhängige Reibung.The storage unit 3 includes a rolling bearing 15 with trained as balls rolling elements 17 , The rolling bearing 15 serves for the axial mounting of the shift rail 5 , The cage-guided balls run inside on a on the shift rail 5 attached inner sheet 18 and outside in a circular cylinder sleeve 19 which are in a bore of the storage unit 3 plugged. Such a rolling bearing 15 allows a good efficiency due to a low bearing friction and thus increases the shifting comfort, as it makes for a very smooth longitudinal guide of the shift rail 5 provides. The rolling bearing 15 offers a low and virtually load-independent friction.

Der Wirbelstromsensor 9 ist mit einem Stecker 20 zur Energieversorgung und zum Messabgriff versehen. Um den Stecker 20 vor Verschmutzungen, zum Beispiel durch Öl, zu schützen, ist dieser aus der Lagereinheit 3 nach vorne herausgezogen. Nach dem Einbau des gesamten Moduls gemäß 1 in ein Getriebegehäuse ist der Stecker außerhalb der Lagerung angeordnet. Auf diese Weise kann der Wirbelstromsensor 9 zudem leicht von außen kontaktiert werden.The eddy current sensor 9 is with a plug 20 provided for power supply and the measuring tap. To the plug 20 To protect against contamination, for example by oil, this is from the storage unit 3 pulled out to the front. After installing the entire module according to 1 in a transmission housing, the plug is arranged outside the storage. In this way, the eddy current sensor 9 also be easily contacted from the outside.

2 zeigt einen Querschnitt durch die Lageranordnung 1 gemäß 1. Gemäß 2 ist die Lagereinheit 3 mit eingesetzter Schaltschiene 5 als ein Modul in ein Getriebegehäuse 27 eingesetzt. Durch dieses Ausgestaltung wird dem Kunden die Montage erheblich erleichtert. Schaltschiene 5 und Wirbelstromsensor 9 brauchen bei dem Einbau in das Getriebegehäuse 27 nicht mehr zueinander positioniert werden. Aus 2 wird nochmals der grundlegende Aufbau der Lageranordnung 1 sowie der Lagereinheit 3 als solcher ersichtlich. 2 shows a cross section through the bearing assembly 1 according to 1 , According to 2 is the storage unit 3 with inserted shift rail 5 as a module in a gearbox 27 used. By this configuration, the customer's assembly is greatly facilitated. shift rail 5 and eddy current sensor 9 need during installation in the gearbox 27 no longer be positioned to each other. Out 2 again, the basic structure of the bearing assembly 1 as well as the storage unit 3 as such.

Der Wirbelstromsensor 9 erzeugt vorliegend ein magnetisches Wechselfeld über einen elektromagnetischen Schwingkreis. Dieses Feld wird durch die Schaltschiene 5 geschwächt. In der Schaltschiene 5 werden Wirbelströme erzeugt, die dem Schwingkreis Energie entziehen. Diese Energieänderung ist messbar und abhängig vom Abstand zwischen dem Wirbelstromsensor 9 und der Schaltschiene 5. Vorliegend wird dabei der radiale Abstand 13 zwischen dem Wirbelstromsensor 9 und der Rampenkontur 11 erfasst und in eine axiale Position der Schaltschiene 5 umgerechnet.The eddy current sensor 9 in the present case generates an alternating magnetic field via an electromagnetic resonant circuit. This field is through the shift rail 5 weakened. In the shift rail 5 eddy currents are generated, which withdraw energy from the resonant circuit. This energy change is measurable and dependent on the distance between the eddy current sensor 9 and the shift rail 5 , In the present case, the radial distance 13 between the eddy current sensor 9 and the ramp contour 11 detected and in an axial position of the shift rail 5 converted.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Lageranordnungbearing arrangement
33: Lagereinheitstorage unit
55: Schaltelement/SchaltschieneSwitching element / shift rail
99: WirbelstromsensorEddy current sensor
1111: Rampenkonturramp contour
1313: Abstanddistance
1515: Wälzlagerroller bearing
1717: Wälzkörperrolling elements
1818: Innenblechinner panel
1919: Zylinderhülsecylinder sleeve
2020: Steckerplug
2727: Getriebegehäusegearbox

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006028785 B3 [0004, 0004, 0005]

Claims

Bearing arrangement ( 1 ) for detecting a switching path in a motor vehicle transmission, comprising in an axial direction ( 4 ) extending switching element ( 5 ), a storage unit ( 3 ), in which the switching element ( 5 ) is mounted axially displaceable, and an eddy current sensor ( 9 ), for detecting the axial position of the switching element ( 5 ) is arranged.

Bearing arrangement ( 1 ) according to claim 1, wherein the switching element ( 5 ) is formed as a shift rail.

Bearing arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein a switching element ( 5 ) associated measuring element ( 21 ) is comprised of an electrically conductive material.

Bearing arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the switching element as such ( 5 ) as the measuring element ( 21 ) is trained.

Bearing arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the switching element ( 5 ) with one in the direction of the eddy current sensor ( 9 ) inclined ramp contour ( 11 ) is trained.

Bearing arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the eddy current sensor ( 9 ) in the region of the bearing of the switching element ( 5 ) is positioned.

Bearing arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the eddy current sensor ( 9 ) at the storage unit ( 3 ) is attached.

Bearing arrangement ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein the storage unit ( 3 ) a rolling bearing ( 15 ).