DE102014220171A1 - Device for preventing deposition of ferromagnetic particles - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Verhinderung einer Ablagerung von ferromagnetischen Partikeln (6) zwischen einem Induktionsgeber (4) mit mindestens einem Permanentmagneten (8) und einer Sensoreinheit (2), wobei die Vorrichtung aus mindestens einem Toleranzausgleichselement (26) besteht, welches einen Spalt (12) zwischen dem Induktionsgeber (4) und der Sensoreinheit (2) reduziert oder füllt.Device for preventing deposition of ferromagnetic particles (6) between an induction transmitter (4) with at least one permanent magnet (8) and a sensor unit (2), the device consisting of at least one tolerance compensation element (26) which interposes a gap (12) between the induction transmitter (4) and the sensor unit (2) reduces or fills.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren zur Verhinderung einer Ablagerung von ferromagnetischen Partikeln zwischen einem Induktionsgeber mit mindestens einem Permanentmagneten und einer Sensoreinheit sowie ein Getriebe mit einer entsprechenden Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1, 6 und 7. The invention relates to a device and an associated method for preventing deposition of ferromagnetic particles between an induction sensor with at least one permanent magnet and a sensor unit and a transmission with a corresponding device according to the preamble of claims 1, 6 and 7.

Sensoren und zugehörige Geberelemente werden heute in den verschiedensten technischen Anwendungsbereichen eingesetzt. Einer dieser Bereiche ist z.B. in Schaltgetrieben, bei denen die Zahnräder über Schaltgabeln geschaltet werden, die mit manuell, halbautomatisch oder automatisch betätigten, längs verschiebbaren Schaltschienen verbunden sind. Die Sensoren sind z.B. Wegsensor zur Erfassung von Schaltpositionen in diesen Getrieben. Der mittels induktiver Wegsensoranordnung erfasste Verschiebeweg einer Schaltschiene wird als Wegsignal in einer Funktionssteuerung weiterverarbeitet, beispielsweise um zu prüfen, ob die Schaltung des Getriebes erfolgreich durchgeführt wurde. Als Wegsensoren werden oft induktive Wegsensoranordnungen z.B. mit der Sensortechnologie LVDT eingesetzt, welche als Geberelement einen Induktivgeber mit mindestens einem Permanentmagneten benötigen. Sensors and associated encoder elements are used today in a wide variety of technical applications. One of these areas is e.g. in manual transmissions, in which the gears are connected via shift forks, which are connected to manually, semi-automatically or automatically operated, longitudinally displaceable shift rails. The sensors are e.g. Position sensor for detecting shift positions in these transmissions. The detected by inductive displacement sensor arrangement displacement of a shift rail is further processed as a path signal in a function control, for example, to check whether the circuit of the transmission has been carried out successfully. As displacement sensors inductive displacement sensor arrangements are often used e.g. used with the sensor technology LVDT, which require as an encoder element an inductive transmitter with at least one permanent magnet.

In einigen Getrieben werden die Wegsensoren außerhalb des Getriebeölraums platziert. Allerdings gibt es ebenfalls Getriebe, bei denen die Wegsensoren innerhalb des Getriebeölraums angeordnet sind. Der Induktionsgeber mit Permanentmagnet kann in dieser Getriebeanwendung auf der Schaltschiene fixiert und die Sensoreinheit mit dem Getriebegehäuse verschraubt werden. Dabei entsteht ein Luftspalt zwischen Induktionsgeber und Sensoreinheit. Dieser Luftspalt kann aufgrund der Positionierung auf der Schaltschiene variabel sein. In some transmissions, the displacement sensors are placed outside the transmission oil space. However, there are also transmissions in which the displacement sensors are located within the transmission oil space. The induction magnet with permanent magnet can be fixed in this gear application on the shift rail and the sensor unit can be screwed to the transmission housing. This creates an air gap between induction sensor and sensor unit. This air gap may be variable due to the positioning on the shift rail.

Im Getriebeöl bilden sich aufgrund von Abrieb ferromagnetische Späne bzw. Partikel. Diese ferromagnetischen Späne bzw. Partikel werden durch den Permanentmagneten des Induktionsgebers zur Positionserfassung angezogen und das Ferromagnetic chips or particles form in the gear oil due to abrasion. These ferromagnetic chips or particles are attracted by the permanent magnet of the induction sensor for position detection and the

Magnetfeld der Permanentmagneten wird dadurch geschwächt. Aufgrund dessen kann es zu einer Beeinflussung des Positionssignals kommen. Dies äußert sich z.B. in ungenauen bzw. ungültigen Positionssignalen. Magnetic field of the permanent magnet is thereby weakened. Due to this, there may be an influence on the position signal. This manifests itself e.g. in inaccurate or invalid position signals.

Aus der Schrift DE 10 2009 039 447 A1 ist ein Verfahren zum Reinigen der Oberfläche eines Sensors zur Detektion von Flüssigkeiten bekannt, wobei der Sensor als kapazitiver Sensor ausgebildet ist und eine sensitive Oberfläche des Sensors in regelmäßigen Abständen aktiv gereinigt wird. Dabei kann die aktive Reinigung durch eine Relativbewegung der sensitiven Oberfläche gegenüber dem Abstreifelement, durch Besprühen mit einer Flüssigkeit oder durch Anlegen einer Vibration an den Sensor oder ein fest mit dem Sensor verbundenes Bauteil erfolgen. Für diese Lösung mit dem Abstreifelement muss entweder der Sensor selbst oder ein Abstreifer oder auch beide der Bauelemente zusätzlich bewegt werden. Zusätzliche bewegte Bauteile bergen ein zusätzliches Reparaturrisiko. Außerdem muss eine Reinigung aktiv manuell oder automatisiert von außen eingeleitet werden. Ist diese nicht dauerhaft aktiviert bzw. eingeleitet, kann der aktuelle Reinigungsgrad nicht sicher bestimmt werden. From the Scriptures DE 10 2009 039 447 A1 a method for cleaning the surface of a sensor for the detection of liquids is known, wherein the sensor is designed as a capacitive sensor and a sensitive surface of the sensor is actively cleaned at regular intervals. In this case, the active cleaning by a relative movement of the sensitive surface relative to the stripping element, by spraying with a liquid or by applying a vibration to the sensor or a permanently connected to the sensor component. For this solution with the stripping element either the sensor itself or a scraper or both of the components must be additionally moved. Additional moving components pose an additional risk of repair. In addition, a cleaning must be actively initiated manually or automatically from the outside. If this is not permanently activated or initiated, the current degree of purification can not be determined with certainty.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Verhinderung einer Ablagerung von ferromagnetischen Partikeln zwischen einem Induktionsgeber mit mindestens einem Permanentmagneten und einer Sensoreinheit sowie ein Getriebe mit einer entsprechenden Vorrichtung zu schaffen. Against this background, the invention has for its object to provide a device and a method for preventing a deposition of ferromagnetic particles between an induction sensor with at least one permanent magnet and a sensor unit and a transmission with a corresponding device.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1, 6 und 7, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den diesen Ansprüchen jeweils nachgeordneten abhängigen Ansprüchen entnehmbar sind. The solution of the problem arises from the features of the independent claims 1, 6 and 7, while advantageous embodiments and modifications of the invention to these claims each dependent subordinate claims are removed.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, wonach die oben beschriebene Aufgabe am besten dadurch lösbar ist, dass eine Vorrichtung zur Verhinderung einer Ablagerung von ferromagnetischen Partikeln zwischen einem Induktionsgeber mit mindestens einem Permanentmagneten und einer Sensoreinheit vorgeschlagen wird, wobei die Vorrichtung aus mindestens einem Toleranzausgleichselement besteht, welches den Spalt bzw. Abstand zwischen dem Induktionsgeber und der Sensoreinheit reduziert oder füllt. Das Toleranzausgleichselement ist bevorzugt aus einem elastischen Material. Durch dieses Toleranzausgleichselement aus einem elastischen, komprimierbaren, geeigneten Material wird der Induktionsgeber bzw. der Permanentmagnet zumindest teilweise abgedeckt, der Spalt zwischen Sensoreinheit und Induktionsgeber wird ganz oder teilweise gefüllt und eine Ansammlung bzw. Ablagerung von ferromagnetischen Partikeln auf der Oberfläche des Induktionsgebers bzw. des Permanentmagneten oder auch der Sensoreinheit kann verringert oder verhindert werden. The invention is based on the finding that the object described above is best solved by proposing a device for preventing deposition of ferromagnetic particles between an induction transmitter having at least one permanent magnet and a sensor unit, wherein the device consists of at least one tolerance compensation element, which reduces or fills the gap between the induction transmitter and the sensor unit. The tolerance compensation element is preferably made of an elastic material. Through this tolerance compensation element made of an elastic, compressible, suitable material of the induction sensor or the permanent magnet is at least partially covered, the gap between the sensor unit and induction sensor is completely or partially filled and an accumulation or deposition of ferromagnetic particles on the surface of the induction sensor or Permanent magnets or the sensor unit can be reduced or prevented.

Es wird bevorzugt ein elastisches Material eingesetzt, da die Dynamik bzw. der Verschleiß von mechanischen Teilen (z.B. bei der Lagerung der Schaltschienen) über die Lebensdauer gesehen zu variablen Auslenkungen führen. Es können auch verschiedene geeignete Materialien kombiniert werden. Außerdem ist eine unterschiedliche Formgebung für das Toleranzausgleichselement denkbar bzw. können mehrere Toleranzausgleichselemente direkt nebeneinander angeordnet sein. Es ist darauf zu achten, dass das Material auch den erforderlichen Umweltbedingungen im Ölraum standhält. Außerdem soll eine Kraftübertragung vom Induktionsgeber durch das Toleranzausgleichselement auf die Sensoreinheit weitgehend vermieden bzw. minimiert werden. An elastic material is preferably used, since the dynamics or the wear of mechanical parts (eg during the mounting of the shift rails) over the service life lead to variable deflections. Various suitable materials can also be combined. In addition, a different shape for the tolerance compensation element is conceivable or more tolerance compensation elements can be arranged directly next to each other. It must be ensured that the material also withstands the required environmental conditions in the oil room. In addition, a force transmission from the induction generator by the tolerance compensation element on the sensor unit should be largely avoided or minimized.

Das Toleranzausgleichselement aus elastischem Material kann direkt oder indirekt an einer Oberfläche einer Sensoreinheit oder an einer Oberfläche eines Induktionsgebers befestigt werden. Die Befestigung kann z.B. durch Verkleben stattfinden. Als geeignete elastische Materialien können zum Beispiel Vlieswerkstoffe eingesetzt werden. The tolerance compensation element of elastic material can be attached directly or indirectly to a surface of a sensor unit or to a surface of an induction sensor. The attachment may e.g. take place by gluing. As suitable elastic materials, for example nonwoven materials can be used.

Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung sind Ausführungsbeispiele beigefügt. To further illustrate the invention embodiments are attached.

1 schematische Darstellung eines Induktionsgebers und einer Sensoreinheit in einem Schaltgetriebe 1 schematic representation of an induction sensor and a sensor unit in a manual transmission

2 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung am Induktionsgeber in einem Schaltgetriebe analog zu 1 2 schematic representation of a device according to the invention at the induction sensor in a manual transmission analogous to 1

3 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Sensoreinheit in einem Schaltgetriebe analog zu 1 3 schematic representation of a device according to the invention on the sensor unit in a manual transmission analogous to 1

In 1 ist schematisch eine Sensoreinheit 2 mit einem Induktionsgeber 4 abgebildet. Die Sensoreinheit 2 besteht dabei aus einer primären Spule 16, welche einen Sättigungsstab 24 umgibt und an dessen Enden zwei sekundäre Spulen 18 angebracht sind. Dem gegenüber ist ein Induktionsgeber 4 mit einem Permanentmagneten 8 angebracht, welcher bei Annäherung an die Sensoreinheit 2 zu einer lokalen Sättigung, einem Sättigungsbereich 20, des Sättigungsstabes 24 führt. Die Position dieses Sättigungsbereichs 20 kann nun ausgewertet werden. Da zwischen der Sensoreinheit 2 und dem Induktionsgeber 4 ein Spalt 12 besteht, können sich in diesem Spalt 12 verschiedenste ferromagnetische Partikel ansammeln 6, wobei die Partikel speziell von dem Permanentmagneten 8 angezogen werden. Ist eine solche Ansammlung von Partikeln 6 im Spalt 12 vorhanden, werden die Magnetfeldlinien 14 durch die Partikelansammlung 6 abgelenkt bzw. gestört und es kommt zu Positionsfehlmessungen oder gar zu keiner messbaren Position. In 1 is schematically a sensor unit 2 with an induction transmitter 4 displayed. The sensor unit 2 consists of a primary coil 16 which is a saturation rod 24 surrounds and at its ends two secondary coils 18 are attached. Opposite is an induction transmitter 4 with a permanent magnet 8th attached, which when approaching the sensor unit 2 to a local saturation, a saturation region 20 , the saturation rod 24 leads. The position of this saturation region 20 can now be evaluated. Because between the sensor unit 2 and the induction transmitter 4 A gap 12 can exist in this gap 12 accumulate various ferromagnetic particles 6 , wherein the particles are specially from the permanent magnet 8th be attracted. Is such an accumulation of particles 6 in the gap 12 present, the magnetic field lines 14 through the particle accumulation 6 deflected or disturbed and there is position error measurements or even no measurable position.

2 zeigt nun eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung am Induktionsgeber analog zu 1, die eine Ansammlung ferromagnetischer Partikel im Spalt 12 verhindern soll. Dazu wird der Spalt 12 durch ein Toleranzausgleichselement 26 minimiert oder sogar geschlossen. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist deshalb an einer Oberfläche des Induktionsgebers 4 ein Toleranzausgleichselement 26 befestigt. Der Spalt 12 zwischen Sensoreinheit 2 und Induktionsgeber 4 ist dadurch minimiert worden. Damit wurde auch die Ansammlung ferromagnetischer Partikel 6 soweit minimiert, dass die Magnetfeldlinien 14 nicht beeinflusst werden. 2 shows a schematic representation of a device according to the invention at the induction sensor analog to 1 containing a collection of ferromagnetic particles in the gap 12 should prevent. This is the gap 12 through a tolerance compensation element 26 minimized or even closed. In the embodiment shown here is therefore on a surface of the induction sensor 4 a tolerance compensation element 26 attached. The gap 12 between sensor unit 2 and induction transmitter 4 has been minimized. This was also the accumulation of ferromagnetic particles 6 so far minimized that the magnetic field lines 14 not affected.

Um das Toleranzausgleichselement 26 auch bei variabler Auslenkung einsetzen zu können, ist es bevorzugt aus einem elastischen, komprimierbaren Material hergestellt. Dies verhindert auch eine zu starke Kraftübertragung vom Induktionsgeber 4 zur Sensoreinheit 2. To the tolerance compensation element 26 Even with variable deflection, it is preferably made of an elastic, compressible material. This also prevents excessive power transmission from the induction sensor 4 to the sensor unit 2 ,

3 zeigt ebenfalls eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung am Induktionsgeber analog zu 1, die eine Ansammlung ferromagnetischer Partikel im Spalt 12 verhindert. Dazu wird der Spalt 12 ebenfalls durch ein Toleranzausgleichselement 26 minimiert. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Toleranzausgleichselement 26 an einer Oberfläche der Sensoreinheit 2 befestigt. Der Spalt 12 zwischen Sensoreinheit 2 und Induktionsgeber 4 ist dadurch ebenfalls minimiert. Damit wird auch die Ansammlung ferromagnetischer Partikel 6 soweit minimiert, dass die Magnetfeldlinien 14 nicht beeinflusst werden. 3 also shows a schematic representation of a device according to the invention on the induction sensor analogous to 1 containing a collection of ferromagnetic particles in the gap 12 prevented. This is the gap 12 also by a tolerance compensation element 26 minimized. In the embodiment shown here, the tolerance compensation element 26 on a surface of the sensor unit 2 attached. The gap 12 between sensor unit 2 and induction transmitter 4 is also minimized. This will also increase the accumulation of ferromagnetic particles 6 so far minimized that the magnetic field lines 14 not affected.

Um das Toleranzausgleichselement 26 auch bei variabler Auslenkung einsetzen zu können, ist es bevorzugt ebenfalls aus einem elastischen, komprimierbaren Material hergestellt. To the tolerance compensation element 26 Even with variable deflection to use, it is preferably also made of an elastic, compressible material.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Sensoreinheit  sensor unit
44
Induktionsgeber  Proximity switches
66
Ansammlung ferromagnetischer Partikel  Collection of ferromagnetic particles
88th
Permanentmagnet  permanent magnet
1010
Bewegungsrichtung des Induktionsgebers  Direction of movement of the induction transmitter
1212
Spalt  gap
1414
Magnetfeldlinien  magnetic field lines
1616
primäre Spule  primary coil
1818
sekundäre Spule  secondary coil
2020
Sättigungsbereich  saturation
2222
Magnetfeldlinien im Bereich der Partikelansammlung  Magnetic field lines in the area of particle accumulation
2424
Sättigungsstab  saturation bar
2626
Toleranzausgleichselement  Tolerance compensation element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009039447 A1 [0006] DE 102009039447 A1 [0006]

Claims (7)

Vorrichtung zur Verhinderung einer Ablagerung von ferromagnetischen Partikeln (6) zwischen einem Induktionsgeber (4) mit mindestens einem Permanentmagneten (8) und einer Sensoreinheit (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aus mindestens einem Toleranzausgleichselement (26) besteht, welches einen Spalt (12) zwischen dem Induktionsgeber (4) und der Sensoreinheit (2) reduziert oder füllt. Device for preventing deposition of ferromagnetic particles ( 6 ) between an induction transmitter ( 4 ) with at least one permanent magnet ( 8th ) and a sensor unit ( 2 ), characterized in that the device consists of at least one tolerance compensation element ( 26 ), which has a gap ( 12 ) between the induction transmitter ( 4 ) and the sensor unit ( 2 ) reduces or fills. Vorrichtung zur Verhinderung einer Ablagerung von ferromagnetischen Partikeln (6) zwischen einem Induktionsgeber (4) mit mindestens einem Permanentmagneten (8) und einer Sensoreinheit (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Toleranzausgleichselement (26) aus mindestens einem elastischen Material besteht. Device for preventing deposition of ferromagnetic particles ( 6 ) between an induction transmitter ( 4 ) with at least one permanent magnet ( 8th ) and a sensor unit ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the tolerance compensation element ( 26 ) consists of at least one elastic material. Vorrichtung zur Verhinderung einer Ablagerung von ferromagnetischen Partikeln (6) zwischen einem Induktionsgeber (4) mit mindestens einem Permanentmagneten(8) und einer Sensoreinheit (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Toleranzausgleichselement (26) direkt oder indirekt an der Sensoreinheit (2) oder am Induktionsgeber (4) befestigt ist. Device for preventing deposition of ferromagnetic particles ( 6 ) between an induction transmitter ( 4 ) with at least one permanent magnet ( 8th ) and a sensor unit ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the tolerance compensation element ( 26 ) directly or indirectly on the sensor unit ( 2 ) or on the induction sensor ( 4 ) is attached. Vorrichtung zur Verhinderung einer Ablagerung von ferromagnetischen Partikeln (6) zwischen einem Induktionsgeber (4) mit mindestens einem Permanentmagneten (8) und einer Sensoreinheit (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Material ein Vlieswerkstoff ist. Device for preventing deposition of ferromagnetic particles ( 6 ) between an induction transmitter ( 4 ) with at least one permanent magnet ( 8th ) and a sensor unit ( 2 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the elastic material is a non-woven material. Vorrichtung zur Verhinderung einer Ablagerung von ferromagnetischen Partikeln (6) zwischen einem Induktionsgeber (4) mit mindestens einem Permanentmagneten (8) und einer Sensoreinheit (2) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Toleranzausgleichselement (26) auf einer Oberfläche der Sensoreinheit (2) oder auf einer Oberfläche des Induktionsgebers (4) verklebt ist. Device for preventing deposition of ferromagnetic particles ( 6 ) between an induction transmitter ( 4 ) with at least one permanent magnet ( 8th ) and a sensor unit ( 2 ) according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the tolerance compensation element ( 26 ) on a surface of the sensor unit ( 2 ) or on a surface of the induction generator ( 4 ) is glued. Verfahren zur Verhinderung einer Ablagerung von ferromagnetischen Partikeln (6) zwischen einem Induktionsgeber (4) mit mindestens einem Permanentmagneten (8) und einer Sensoreinheit (2), dadurch gekennzeichnet, dass ein Toleranzausgleichselement (26) entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 5 zur ganzen oder teilweisen Füllung eines Spalts (12) zwischen Sensoreinheit (2) und Induktionsgeber (4) verwendet wird und sich somit keine oder nur wenige Partikel (6) auf den Oberflächen der Sensoreinheit (2) oder des Induktionsgebers (4) ablagern können. Method for preventing deposition of ferromagnetic particles ( 6 ) between an induction transmitter ( 4 ) with at least one permanent magnet ( 8th ) and a sensor unit ( 2 ), characterized in that a tolerance compensation element ( 26 ) according to one of claims 1 to 5 for the whole or partial filling of a gap ( 12 ) between sensor unit ( 2 ) and induction sensors ( 4 ) and thus no or only a few particles ( 6 ) on the surfaces of the sensor unit ( 2 ) or the induction generator ( 4 ) can deposit. Getriebe mit einer Vorrichtung entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Sensoreinheit (2) mindestens einen Wegsensor zur Erfassung von Schaltpositionen im Getriebe beinhaltet. Transmission with a device according to one of claims 1 to 5, wherein a sensor unit ( 2 ) includes at least one displacement sensor for detecting shift positions in the transmission.
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