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Die Erfindung betrifft eine Aktoreinheit für ein Fahrzeuggetriebe.
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Die Aktoreinheit enthält mehrere Aktoren, mit denen jeweils ein zu betätigendes Bauteil (beispielsweise eine mit einer Schaltgabel versehene Schaltstange) verstellt werden kann. Hierdurch kann das Fahrzeuggetriebe in der gewünschten Weise geschaltet werden (im obigen Beispiel ein Gang ein- oder ausgelegt werden).
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Die Aktoren können kleine Hydraulikzylinder sein, mit denen ein Hydraulikdruck in eine Hubbewegung umgesetzt werden kann. Dabei ist im Aktor ein Kolben angeordnet, der innerhalb eines Zylindergehäuses des Aktors verstellt werden kann.
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Für die Ansteuerung des Aktors ist es sinnvoll, eine Information über die Position des Kolbens zu haben. Hierfür ist bekannt, am Aktor einen Sensor anzuordnen, der ein Positionssignal erzeugt, das von der Position des Kolbens abhängt.
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Der Sensor kann ein Hall-Sensor sein, und am Kolben kann ein Magnet angebracht sein.
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Eine solche Konstruktion ist aus der
DE 10 2014 011 177 A1 bekannt. Die dort gezeigte Aktoreinheit weist vier Aktoren auf, denen jeweils ein Sensor zugeordnet ist. Die Sensoren sind auf einer durchgehenden flexiblen Leiterplatte (FPCB) angeordnet, die entlang der Aktoreinheit von Aktor zu Aktor geführt ist, so dass jeder Sensor in einer für ihn vorgesehenen Aufnahme am entsprechenden Aktor positioniert werden kann. Zum Kontaktieren der Leiterbahnen der flexiblen Leiterplatte ist ein Stecker vorgesehen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Montage des Steckers der flexiblen Leiterplatte zu vereinfachen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Aktoreinheit vorgesehen, die eine Grundplatte aufweist, eine flexible Leiterplatte, an der mehrere Sensoren angebracht sind, und einen Anschlussstecker, der an der Leiterplatte angebracht und an der Grundplatte verankert ist, wobei der Anschlussstecker eine Anlagefläche aufweist, mit der er auf einer Seite der Grundplatte anliegt, und eine Nut, die auf der anderen Seite der Grundplatte angeordnet ist, wobei in der Nut ein Befestigungsclip angeordnet ist. Der Befestigungsclip kann mit geringem Aufwand montiert werden, so dass der Stecker zuverlässig an der Grundplatte gehalten ist.
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Vorzugsweise ist der Befestigungsclip C-förmig, wobei der Mittelschenkel des Befestigungsclips zu einer Außenseite der Grundplatte hin ausgerichtet ist. Dies erlaubt es, den Befestigungsclip automatisiert anzubringen.
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Der Befestigungsclips weist an seinen freien Enden jeweils einen Rasthaken auf, der in eine Rastausnehmung am Anschlussstecker eingreift. Hierdurch hält der Befestigungsclip zuverlässig am Stecker, wenn er in der Nut montiert ist.
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Um eine hohe Haltekraft zu erzeugen, die überwunden werden muss, wenn der Befestigungsclip vom Stecker abgezogen werden soll, weisen die Rastausnehmung und der Rasthaken miteinander zusammenwirkenden Flächen auf, die im Wesentlichen senkrecht zur Montagerichtung des Befestigungsclips ausgerichtet sind. Wenn die Flächen in einer geeigneten Weise angestellt sind, kann auch ein Hinterschnitt erzeugt werden, der die Haltekraft noch weiter erhöht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Befestigungsclip eine ausreichende Elastizität, um in radialer Richtung in die Nut eingeschoben werden zu können. Anders als Befestigungs- oder Spannringe, die an den freien Enden mit Öffnungen versehen sind, um mit einer Zange aufgeweitet und dann montiert zu werden, kann der erfindungsgemäße Befestigungsclip mit einer Bewegung in einer einzigen Richtung montiert werden, nämlich in radialer Richtung, ohne vorher mit einem Werkzeug aufgeweitet zu werden. Dies erleichtert die Montage erheblich.
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Als Material für den Befestigungsclip ist grundsätzlich jedes Material geeignet, das die gewünschten hohen Abscherkräfte bereitstellt. Es kann sich insbesondere um faserverstärkten Kunststoff handeln. PA66 ist ein geeignetes Material.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Grundplatte und dem Anschlussstecker eine Dichtung angeordnet, die bei montiertem Befestigungsclip vorgespannt ist. Hierdurch wird zum einen ein Klappern des Steckers verhindert, und zum anderen wird eine Abdichtung an der Steckerdurchführung erzielt.
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Der Anschlussstecker in der Grundplatte vorzugsweise verdrehgesichert aufgenommen, so dass eine Fehlmontage zuverlässig verhindert ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform beschrieben, in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 in einer perspektivischen Ansicht eine erfindungsgemäße Aktoreinheit;
- 2 die Aktoreinheit von 1, wobei einige der Aktoren entfernt wurden, so dass die flexible Leiterplatte besser zu sehen ist;
- 3 in einem schematischen Schnitt einen Aktor mit zugeordnetem Sensor;
- 4 in einer perspektivischen Ansicht die Montage der flexiblen Leiterplatte auf der Grundplatte;
- 5 in einer perspektivischen Ansicht einen Aktor mit zugeordneter Dichtung und Sensor;
- 6 in einer perspektivischen Unteransicht den Aktor von 5 mit zugeordneter Dichtung;
- 7 in einer schematischen Schnittansicht den Aktor mit vormontierter Dichtung vor der Montage auf der Grundplatte;
- 8 in einer schematischen Schnittansicht den auf der Grundplatte montierten Aktor;
- 9 den Aktor von 8 in einer anderen Schnittebene;
- 10 in einer perspektivischen Ansicht einen an der Grundplatte vormontierten Stecker vor der Anbringung des Befestigungsclips;
- 11 den Stecker von 10 in einer Draufsicht;
- 12 eine Ansicht entsprechend derjenigen von 10 mit angebrachtem Befestigungsclip;
- 13 einen Schnitt auf der Höhe der Nut durch den Stecker mit am Stecker angebrachtem Befestigungsclip;
- 14 in einer Ansicht ähnlich 1 einen Teil einer Grundplatte mit darauf montierten Aktoren, flexibler Leiterplatte und einem Temperatursensor;
- 15 den vom Stecker abgewandten Teil einer Ausführungsvariante einer flexiblen Leiterplatte, an der ein Temperatursensor angebracht ist; und
- 16 in vergrößertem Maßstab den Abschnitt einer flexiblen Leiterplatte, der dafür vorgesehen ist, den Temperatursensor zu tragen.
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In den 1 und 2 ist ein Beispiel einer Aktoreinheit gezeigt, die dafür vorgesehen ist, ein zu betätigendes Bauteil eines Schaltgetriebes zu verstellen. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Schaltgabel handeln.
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Die Aktoreinheit weist eine Grundplatte 10 auf, auf der mehrere Aktoren 12 angeordnet sind. Diese sind hier paarweise einander gegenüberliegend angeordnet und wirken auf eine gemeinsame Aktorstange 14 ein.
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Jeder Aktor ist ein Hydraulikzylinder mit einem Zylindergehäuse 16 (siehe auch 3), in welchem ein Kolben 18 angeordnet ist. Der Kolben ist mit der Aktorstange 14 verbunden.
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Durch Anlegen eines Hydraulikdrucks an einer Seite des Kolbens 18 kann die Aktorstange 14 in der gewünschten Weise betätigt werden.
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Damit einer (hier nicht gezeigten) Steuerelektronik eine Information über die Position des Kolbens 18 und damit der Aktorstange 14 zur Verfügung steht, ist ein Sensor 20 vorgesehen, der unmittelbar benachbart zum Zylindergehäuse 16 angeordnet ist. Beim Sensor 20 kann es sich um einen Hall-Sensor handeln, der auf das Magnetfeld eines Magneten 22 anspricht, der am Kolben 18 angebracht ist.
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Da beim gezeigten Ausführungsbeispiel immer zwei Aktoren über eine gemeinsame Aktorstange 14 miteinander verbunden sind, ist es ausreichend, einen Sensor 20 an einem der beiden Aktoren 12 eine Paares vorzusehen.
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Die Sensoren 20 sind alle auf einer flexiblen Leiterplatte 24 angeordnet, die sich entlang der Grundplatte 10 erstreckt.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die flexible Leiterplatte 24 mit einem Hauptarm über nahezu die gesamte Grundplatte 10, so dass sie vier Sensoren für vier Paare von Aktoren 12 trägt, und es ist ein kürzerer Nebenarm vorgesehen, der einen Sensor 20 für das fünfte Aktorpaar trägt.
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Zum elektrischen Anschließen der flexiblen Leiterplatte 24 und damit der Sensoren 20 ist ein Stecker 25 vorgesehen, der hier in der Nähe eines Seitenrandes der Grundplatte 10 angeordnet ist. Vom Stecker 25 gehen die beiden Arme der flexiblen Leiterplatte 24 aus.
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Jedem Sensor 20 ist ein Rastelement 26 zugeordnet, das hier die Form einer rechteckigen Platte hat (siehe auch die 4 und 5).
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Jedes Rastelement 26 ist dabei unterhalb des entsprechenden Sensors 20 angeordnet. Es ist auf die flexible Leiterplatte 24 aufgeklebt oder auflaminiert.
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Auf der von der flexiblen Leiterplatte 24 abgewandten Seite ist jedes Rastelement 26 mit mehreren Raststiften 28 versehen, die dafür vorgesehen sind, in zugeordnete Öffnungen 30 der Grundplatte 10 einzugreifen.
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Um den Reibschluss der Raststifte 28 in den Öffnungen 30 zu verbessern, weist jeder Raststift 28 mindestens eine und vorzugsweise mehrere elastisch verformbare Nasen 32 auf.
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Wie in den 5 und 6 zu sehen ist, ist für jeden Sensor 20 eine ringförmige Dichtung 34 vorgesehen, die zwischen dem Zylindergehäuse 16 des Aktors 12 und der flexiblen Leiterplatte 24 um einen Sensor 20 herum abdichtet. Die Dichtung 34 besteht aus einem geeigneten, elastisch verformbaren Material und ist in einer Nut 36 aufgenommen, die auf der der Leiterplatte 24 zugewandten Seite des Zylindergehäuses 16 des Aktors 12 ausgebildet ist.
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In 7 ist ein Zwischenschritt bei der Montage der Aktoreinheit gezeigt. Das plattenförmige Rastelement 26 ist zusammen mit dem Sensor 20 bereits auf der Grundplatte vormontiert. Dementsprechend ist die gesamte flexible Leiterplatte 24 auf der Grundplatte 10 fixiert. Anschließend wird auf der Grundplatte 10 der Aktor 12 montiert, an dem bereits die Dichtung 34 vormontiert ist.
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In 8 ist der oberhalb des Sensors 20 montierte Aktor 12 zu sehen. Das Rastelement 26 gewährleistet dabei, dass sich der Sensor 20 in einer präzise mit geringen Toleranzen vorgegebenen Position relativ zum Aktor 12 befindet. Gleichzeitig dichtet die Dichtung 34 zuverlässig zwischen dem Zylindergehäuses 16 des Aktors 12 und der flexiblen Leiterplatte 24 ab, da sie in der Montagerichtung mit Vorspannung gehalten ist.
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Der Aktor 12 hält den Sensor mit der Vorspannung der Dichtung 34 zuverlässig in seiner Position und verhindern auch, dass er sich von der Grundplatte löst.
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Der Stecker 25 (siehe auch die 10 bis 12) ist an der Grundplatte 10 dadurch befestigt, dass er auf einer Seite (der Seite des flexiblen Leiterplatte 24) mit einer Anlagefläche versehen ist und auf der gegenüberliegenden Seite mittels eines Befestigungsclips 40 arretiert wird.
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Die Anlagefläche ist die der Grundplatte 10 zugewandte Seite der in den 1, 2 und 5 sichtbaren Anlageplatte 42.
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Auf der gegenüberliegenden Seite ist der Stecker 25 mit einer Nut 44 versehen, in die der Befestigungsclip 40 eingerastet werden kann. Der Befestigungsclip 40 hat eine allgemein C-förmige Gestalt mit einem Mittelsteg 46 und zwei Seitenstegen 48.
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Am freien Ende jedes Seitenstegs 48 ist eine Rastnase 50 vorgesehen, die bei montiertem Befestigungsclip an einer Rastfläche 52 anliegt, die innerhalb der Nut 44 vorgesehen ist (siehe insbesondere 13). Die Rastflächen 53 und die mit diesen zusammenwirkenden Flächen der Rastnasen 50 sind senkrecht zur Richtung P ausgerichtet, in der der Befestigungsclip 40 in die Nut 44 des Steckers 25 eingeschoben wird.
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Die Elastizität des Befestigungsclips 40 ist so gewählt, dass er in die Nut 44 des Steckers 25 in bezogen auf den Stecker radialer Richtung eingeschoben werden kann, ohne dass hierfür ein spezielles Werkzeug zum Aufweiten der beiden Seitenschenkel 48 erforderlich ist. Der Befestigungsclip 40 kann also durch einfaches Aufschieben in radialer Richtung montiert werden. Er kommt dann so in der Nut 44 zu liegen, dass er sich auf der Grundplatte 10 abstützt, so dass der Stecker 25 nicht aus der Öffnung in der Grundplatte entfernt werden kann, in die er eingesetzt ist.
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Um besonders hohe Abscherkräfte zu erzielen, weist der Befestigungsclip 40 einen umlaufenden, erhöhten Rand 54 auf, der bei montiertem Befestigungsclip 40 außerhalb der Nut 44 zu liegen kommt.
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Die Grundplatte 10 ist auch mit einem Temperatursensor 60 versehen, um ein Signal über die Öltemperatur zu erhalten. Der Temperatursensor ist hier unmittelbar auf der flexiblen Leiterplatte 24 angebracht, so dass kein separates Bauteil an der Grundplatte 10 montiert werden muss und auch kein separates Bauteil elektrisch kontaktiert werden muss.
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In der in 14 gezeigten Ausführungsform ist der Temperatursensor 60 am freien Ende der flexiblen Leiterplatte 24 angeordnet, also am vom Stecker 25 abgewandten Ende.
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Der Temperatursensor 60 kann aber abhängig von den konstruktiven Gegebenheiten auch an anderen Stellen der flexiblen Leiterplatte 24 angeordnet werden. Grundsätzlich ist jede Stelle geeignet, auf der genügend Platz auf der Leiterplatte 24 ist und die im Betrieb dem Getriebeöl ausgesetzt ist, dessen Temperatur gemessen werden soll.
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Unterhalb des Temperatursensors 60 ist an der flexiblen Leiterplatte 24 in derselben Weise wie bei den Sensoren 20 ein Rastelement 26 mit Raststiften 28 angebracht. Das Rastelement ermöglicht es, die flexible Leiterplatte 24 im Bereich des Temperatursensors 60 und damit den Temperatursensor 60 zuverlässig an der Grundplatte 10 zu befestigen.
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In 15 ist zu sehen, dass der Temperatursensor 60 in der Nähe von anderen Bauteilen auf der flexiblen Leiterplatte angeordnet ist, insbesondere in der Nähe der Sensoren 20, mit denen die Position der Aktoren erfasst wird.
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Der Temperatursensor 60 ist insbesondere ein NTC-Widerstand, der auf zwei Kontaktflächen 62, 64 aufgebracht ist, die über Leiterbahnen 66, 68 der flexiblen Leiterplatte 24 mit dem Stecker 25 verbunden sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014011177 A1 [0006]
