WO2013020744A1 - Schaltvorrichtung eines kraftfahrzeuggetriebes und herstellungsverfahren dafür - Google Patents

Schaltvorrichtung eines kraftfahrzeuggetriebes und herstellungsverfahren dafür Download PDF

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WO2013020744A1
WO2013020744A1 PCT/EP2012/061427 EP2012061427W WO2013020744A1 WO 2013020744 A1 WO2013020744 A1 WO 2013020744A1 EP 2012061427 W EP2012061427 W EP 2012061427W WO 2013020744 A1 WO2013020744 A1 WO 2013020744A1
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switching
holding means
switching device
switching element
signal generator
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PCT/EP2012/061427
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stanislav Massini
Thomas Nehmeyer
Jochen LÖFFELMANN
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/68—Inputs being a function of gearing status
    • F16H59/70—Inputs being a function of gearing status dependent on the ratio established
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H2063/3076—Selector shaft assembly, e.g. supporting, assembly or manufacturing of selector or shift shafts; Special details thereof

Definitions

  • the invention relates to a switching device of a motor vehicle transmission with a switching element for selecting or switching gear positions and with a signal generator housing having a signal generator and is attached to the switching element.
  • switching elements for example in the form of shift shafts, shift forks or other transmission elements are used, which can usually be translational, but also displaceable about an axis of rotation or rotatable.
  • non-contact sensors are usually used, wherein a magnet is mounted on the shift rod and forms with this a shift rod unit.
  • the switching path is then detected by measuring the magnetic field strength via a sensor.
  • the magnets and sensor elements are provided as separate, non-integrated elements. They can not be placed in the area of the linear guide itself, since there is an influence on the magnetic field in the area of the steel components of the linear guide. Rather, the sensor elements must be arranged outside the storage area, which leads to increased demands on the available space.
  • DE 10 2008 052 416 A1 proposes to arrange the magnet in the region of the linear guide and to provide a running sleeve which consists of a metallic, non-ferromagnetic material.
  • a running sleeve which consists of a metallic, non-ferromagnetic material.
  • the magnet which is stationary on the component to be measured, generates a magnetic field whose strength or direction is detected by the sensor, from which the position of the magnet can be determined and thus the switching position can be calculated.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide a switching device of the type mentioned above and to provide a connection method for a switching element and a signal generator housing, which allow fast and secure connection of the signal generator and switching element, wherein the switching device is compact and stable builds and but a proper determination of the position of the actuating element is made possible.
  • the switching element on viteryogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogyogaku, a side facing away from the signal generator.
  • the side facing away from the signal generator is understood to mean the rear region of the switching element, so that the fuse and the signal generator are located on different sides of the switching element with respect to the through-hole.
  • the signal generator housing is thus secured in a form-fitting manner to the switching element, so that a relative displacement to this is excluded. Due to the positive locking it is easily possible to use different materials for the switching element and the signal generator housing, without being limited to certain connection techniques. A time-consuming and costly screwing or a difficult to handle adhesion process can be omitted. Other components are not necessarily required.
  • a non-ferromagnetic material is provided for the signal transmitter housing, in which the signal generator is at least partially encapsulated. In the case of a magnet as a signal generator, it is thus possible to prevent a falsification of the magnetic field strength by the surrounding construction as well as by accumulating iron particles.
  • the signaler housing may be formed of plastic, while the switching element consists of a different material. This other material is preferably a metal such as aluminum or iron.
  • the signal generator and the signal transmitter housing are permanently connected to each other.
  • the passage recesses may be formed as simple holes and are preferably also without cutting introduced into the switching element in the case of non-cutting production of the switching element.
  • a particularly suitable method of introduction is punching.
  • the passage recesses have a constant or a tapered cross-section, wherein the holding means are designed for positive locking as complementary as possible to the passage recesses.
  • a through-hole for securing the signal transmitter housing to the signal generator on the switching element is sufficient.
  • the signal transmitter housing is geometrically secured against rotation on the switching element already after insertion of the holding means.
  • the anti-rotation device can be secured by a plurality of, if appropriate, also round holding means, which pass through a plurality of passage recesses. The production of the switching device takes place in that the holding means, which has the signal transmitter housing, are inserted into the passage recesses of the switching element. In the case of a non-circular contour of the holding means and complementary through-passage, the signal transmitter housing is already secured against rotation. Subsequently, a backup against unintentional loss of the signal transmitter housing.
  • the holding means may be provided with a mushroom-shaped head in a first variant.
  • the holding means When inserted into the through-hole, first a slight compression of the head and a subsequent re-expansion after the head has penetrated the through-hole.
  • snapping the signal transmitter housing is securely held with the signal generator to the switching element.
  • the holding means are formed pin-like and are permanently deformed after insertion under the effect of force or heat.
  • Pins made of metal for example, can be deformed pan-like or riveted like a rivet. In the latter case, in particular a slit end pin is provided.
  • the holding means made of plastic or other easily fusible materials and heat treatments are provided which melt the holding means or locally.
  • the now soft material is additionally deformed for example by a stamp.
  • the holding means can also be integrally connected to the switching element. Preferably, however, only a form-fitting connection is sought by the deformation, in particular for plastic holding means on a metal switching element.
  • the holding means are designed as pins and preferably made of plastic.
  • the pins can be formed integrally with the signal transmitter housing or sprayed onto this.
  • the deformation of the pins after insertion then takes place by means of a suitably shaped sonotrode. By ultrasonic welding, the deformation of the pin takes place. tendes or alternatively connecting several pin ends.
  • Umspritzbuch- sen in the signal transmitter housing can be advantageously dispensed with.
  • a plurality of holding means are provided, which are connected to one another. For this they can, as described above, be deformed. Alternatively, a mutual backup is conceivable.
  • the retaining means are connected to each other on the back and thus on the side facing away from the signal generator with respect to the switching element.
  • a connecting means for example, a clamp spring or a cap attachment is suitable as counter-holders.
  • the spring clip holds the retaining means frictionally, the cap attachment positively and / or non-positively preferably in sleeve radial direction, while in the other extension directions, the holding means are positively held by the insertion.
  • the holding means are designed as pins, they are cylindrical and preferably have a circular cross-section. In principle, any desired cross-sectional shape is conceivable for the holding means, with a convex cross-section simplifying the production of both the through-passage and the holding means.
  • the switching element may be formed as a not necessarily round switching rod, a shift shaft or a shift rail.
  • the passage recesses are preferably formed as bores which extend perpendicular to the surface contour.
  • hollow switching elements are provided as hollow shafts.
  • the shift element is a shift fork, which is also designed as a shift rocker can be designed.
  • the signal generator can be arranged particularly close to the gear wheel to be switched, which improves the accuracy.
  • the switching element is designed as a switching sleeve.
  • the shift sleeve surrounds another switching element in the circumferential direction.
  • it does not necessarily have to completely enclose it as a solid cylinder, but it can also only partially surround it.
  • the switching sleeve it is not necessary to weaken the further switching element by introducing the through-holes.
  • it can, for example, be shrunk.
  • the switching sleeve surface enlargement is achieved, so that the arrangement of the signal generator can be better matched to the position of the sensor.
  • the shift sleeve can be particularly easily provided with the passage recesses as Blechschalthggse or as a plastic shift sleeve with a wall thickness that is relatively thin. The production costs are reduced and the material waste is reduced.
  • FIG. 1 a shows a partial view of a switching device with a switching sleeve as
  • FIG. 1b shows a section of the switching device according to FIG. 1a, after the signal generator housing has been stretched onto the switching element;
  • FIG. 1 c shows a detail of the switching device according to FIG. 1 b after the signal generator housing has been secured to the switching element by a clamp spring,
  • FIG. 1 d shows the clamp spring from FIG. 1 c
  • Figure 2 shows a second switching device, wherein the retaining means on the back
  • FIGS. 1 a to 1 d show a first embodiment of a switching device 1 according to the invention. Only partially shown is a switching element 2 in the form of a switching sleeve 1 1, which is connectable to a switching shaft, not shown.
  • the switching sleeve 1 1 is formed as a tube cylinder and made of a previously flat sheet metal. The sheet has been rolled into a cylinder, the ends of which are secured to each other by means of dovetail joints 12 and prevent expansion of the pipe cylinder. In the still flat state of the sheet various recesses have been punched into the sheet. Thus, a recess is introduced as a gate guide 13 for the secure guidance of the shift lever, while further recesses serve as passage recesses 5, 6 for connecting the signal transmitter housing 3.
  • the shift sleeve 1 1 further functional elements such as a Rastierkontur 14 and a shift finger 15.
  • the switching sleeve 1 1 is thus formed as a multi-functional sleeve, the many functional elements absorbs, so that the shift shaft does not need to be edited or weakened.
  • the switching sleeve 1 1 exactly two axially successively arranged through holes 5, 6, which are arranged at a front end 16 of the shell 17 of the switching sleeve 1 1.
  • Die fürgangsausnaturalungen 5, 6 Sind in der Zeichnungjan.
  • a signal generator housing 3 which has a complementary to the radius of the shell 17 inner contour 18 and is provided with two pins as holding means 7, 8, is externally fitted onto the shift sleeve 1 1. The distance of the pins corresponds to the distance of the round through holes 5, 6. After plugging the pins project through the jacket 17, so that they protrude into the interior 18 of the switching sleeve 1 1 ( Figure 1 b).
  • the clamp spring 9 is to the inside radially pressed on the pins until it rebounds. It is then pushed further radially outwards onto the pins, preferably until it touches the inside of the jacket 17.
  • the clamp spring 9 is designed as an H-shaped spring form and has four tongues 19, of which two each a holding means 7, 8 engage around.
  • the tongues 19 are provided at the end with projections 20 in order to prevent unintentional slipping of the signaling device housing 3. Since the signal generator 4 is scanned contactless as a rule, act on the composite signal generator housing switching element only very small forces, so that a simple spring of small thickness and can be used from a standard spring steel.
  • the arrangement at the front end 16 ensures that the clamp spring 9 can be easily installed.
  • the signal generator not shown in Figures 1 a-1 d is formed as a magnet and completely enclosed by the signal generator housing 3. As a result, less iron particles deposit on the magnet, which ensures the long-term accuracy of the magnetic field strength. By securing by means of the clamp spring 9, moreover, during the assembly process, there is no effect of heat in the immediate surroundings of the magnet, so that its properties are not adversely affected.
  • a flat bar magnet has been encapsulated by means of plastic and thus enclosed by the signal generator housing 3 formed by the cured plastic.
  • the signal generator housing 3 can thus have a constant thickness, which allows a particularly close distance to the sensor, also not shown, and thus a high measurement accuracy.
  • the outer contour of the signal transmitter housing 3 may be designed freely deviating from the illustrated shape.
  • the two naturalgangsaus fundamentalun- gene 5, 6 and the designated for them holding means 7, 8 are shaped differently, so that a polarity-proof plugging of the signal transmitter housing 3 is ensured and incorrect assembly is excluded.
  • Figure 2 shows a mounting variant for the signal generator housing 3. After attaching the signal generator housing 3 to the switching sleeve 1 1, the existing of a plastic pins are melted by means of a specially shaped Sonotrode by ultrasound and deformed. The deformation to mushroom heads 26 secures the signal generator housing positively and permanently on the shift sleeve 1 first The assembly at the front end 16 ensures that the sonotrode can be easily inserted into the formed as a hollow body shift sleeve 1 1.
  • FIGs 3c and 3d show a further embodiment of the switching device 1, in which the signal generator housing is held positively and non-positively, without additional components or subsequent processing steps are required.
  • a switching sleeve 1 1, partially cut, shown.
  • An asymmetrically shaped signal transmitter housing 3 (FIG. 3b) has a cylinder jacket-shaped main body 20 in which the signal generator 4 is embedded.
  • On the main body 20 are on the inside two angled retaining lugs 21, 23 as holding means 7, 8 attached and an axially facing snap-action Hook 22 as another means of holding.
  • the retaining lugs 21, 23 are inserted into the recesses 6, 19.
  • the recess 19 is formed so that the signal transmitter housing 3 terminates at the end with the switching sleeve.
  • the recess 6 is slightly longer axially for ease of assembly than the axial length of the retaining lug 23.
  • the snap hook 22 snaps on the through hole. 5
  • the signal generator housing 3 is designed as in the variant according to FIGS. 1a to 1d.
  • the signal generator 4 is arranged pointing radially outwards on the signal transmitter housing 3.
  • the switching sleeve 1 1 as a switching element 2 is also the same.
  • a counter-holder 10 is a plano-convex plastic piece, which has two nubs 24, 25 for receiving the holding means 7, 8.
  • the knobs 24, 25 are positively connected to the holding means 7, 8.
  • the counter-holder 10 is located on the inner contour of the switching sleeve 1 ( Figure 4b).

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Abstract

Schaltvorrichtung (1) eines Kraftfahrzeuggetriebes, aufweisend ein Schaltelement (2) zum Wählen oder Schalten von Getriebestellungen und ein Signalgebergehäuse (3), das einen Signalgeber (4) aufweist und an dem Schaltelement (2) befestigt ist, wobei das Schaltelement (2) ein oder mehrere Durchgangsausnehmungen (5, 6) aufweist und das Signalgebergehäuse (3) ein oder mehrere Haltemittel (7, 8) aufweist, welche in der oder den Durchgangsausnehmungen (5, 6) angeordnet sind, wobei die Haltemittel (7, 8) rückseitig am Schaltelement (2) gesichert sind.

Description

Bezeichnung der Erfindung
SCHALTVORRICHTUNG EINES KRAFTFAHRZEUGGETRIEBES UND HERSTELLUNGSVERFAHREN DAFÜR Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Schaltelement zum Wählen oder Schalten von Getriebestellungen und mit einem Signalgebergehäuse, das einen Signalgeber aufweist und an dem Schaltelement befestigt ist.
Hintergrund der Erfindung
In Zahnräderwechselgetrieben von Kraftfahrzeugen werden üblicherweise Schaltelemente beispielsweise in Form von Schaltwellen, Schaltgabeln oder anderen Übertragungselementen eingesetzt, die zumeist translatorisch, aber auch um eine Rotationsachse verschieblich bzw. verdrehbar sein können.
Im Zuge der Verbesserung des Schaltkomforts und der Schaltsicherheit ist es erforderlich, die genaue Position der Schaltelemente zu ermitteln, um Funktionen wie z. B. den Start bzw. den Stopp des Motors zu automatisieren oder die Gangposition für spezielle Schaltstrategien zu verwenden. Dabei ist es be- kannt, für die Positionserkennung der Schaltelemente Sensoren einzusetzen. Beispielsweise offenbart DE 197 51 519 A1 einen Linearsensor, der einen Magneten und einen Hall-Sensor umfasst, um die lineare Relativposition zwischen zwei Bauteilen detektieren zu können, damit das Magnetfeld nicht beeinträchtigt wird und somit das Messergebnis nicht verfälscht wird, ist bei dieser bekannten Lösung vorgesehen, dass die relevanten Tragelemente für die Sen- sorik aus Kunststoff bestehen. Ebenfalls ist es bekannt, derartige Sensoren zur Positionserfassung von Schaltstangen in Zahnräderwechselgetrieben einzusetzen. Dabei werden zumeist berührungslose Sensoren eingesetzt, wobei ein Magnet auf der Schaltstange befestigt wird und mit dieser eine Schaltstangeneinheit bildet. Über ei- nen Sensor wird dann durch Messung der magnetischen Feldstärke der Schaltweg erfasst. Die Magneten und Sensorelemente sind dabei als separate, nicht integrierte Elemente vorgesehen. Sie können nicht im Bereich der Linearführung selber platziert werden, da es im Bereich der aus Stahl bestehenden Bauteile der Linearführung zu einer Beeinflussung des magnetischen Feldes kommt. Vielmehr müssen die Sensorelemente außerhalb des Lagerungsbereichs angeordnet werden, was zu erhöhten Anforderungen an den zur Verfügung stehenden Bauraum führt.
Zur Lösung dieses Problems sieht DE 10 2008 052 416 A1 vor, den Magneten im Bereich der Linearführung anzuordnen und eine Laufhülse vorzusehen, die aus einem metallischen, nicht ferromagnetischen Material besteht. Bei der Positionserkennung mittels Magnetfeldsensoren befindet sich somit kein ferro- magnetisches Bauteil im Luftspalt zwischen dem Positionsmagnet und dem Sensor. Der Magnet, der sich ortsfest auf dem zu messenden Bauteil befindet, erzeugt ein Magnetfeld, dessen Stärke oder Richtung vom Sensor erfasst wird, aus dem sich die Position des Magneten bestimmen lässt und damit die Schaltposition berechnet werden kann.
Allen Lösungen ist gemein, dass die Befestigung des Magneten auf dem Schaltelement nur in aufwändiger Weise möglich ist. Die im Stand der Technik vorgeschlagenen Fügeverfahren sind prozesstechnisch langsam. Sie erfordern beispielsweise ein aufwändiges Verschrauben oder schwierig zu handhabende Klebmittel. Nachteilig an dem Klebeverfahren ist ferner, dass der Klebeprozess aufgrund des erforderlichen Aushärtens des Klebers relativ lange dauert und die Bauteile währenddessen sehr vorsichtig gehandhabt werden müssen, um sie nicht zueinander zu bewegen und damit die Klebeverbindung zu schwächen. Ein prozesstechnisch günstigeres Verschweißen kann nur bei metallenem Träger für den Magneten erfolgen und verändert nachteilig die Magnet- feldstärke durch Hitzeeintrag. Ein ferromagnetischer Träger schützt einen Magneten auch nicht hinreichend vor unerwünschter Verschmutzung.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen und ein Verbindungsverfahren für eine Schaltelement und ein Signalgebergehäuse zu schaffen, die ein schnelles und zugleich sicheres Verbinden von Signalgeber und Schaltelement ermöglichen, wobei die Schaltvorrichtung kompakt und stabil baut und aber eine einwandfreie Ermittlung der Position des Betätigungselements ermöglicht wird.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Dazu weist das Schaltelement Durchgangsausnehmungen für Haltemittel auf. Die Haltemittel sind mit dem Signalgebergehäuse fest verbunden, durchdringen die Durchgangsausnehmungen und fixieren das Signalge- bergehäuse am Schaltelement, indem sie auf der dem Signalgeber abgewandten Seite gesichert sind. Unter der dem Signalgeber abgewandten Seite ist der rückseitige Bereich des Schaltelements zu verstehen, so dass sich die Sicherung und der Signalgeber auf bezüglich der Durchgangsausnehmung unterschiedlichen Seiten des Schaltelements befinden.
Das Signalgebergehäuse ist damit formschlüssig an dem Schaltelement gesichert, so dass eine Relativverschiebung zu diesem ausgeschlossen ist. Aufgrund der formschlüssigen Sicherung ist es problemlos möglich, unterschiedliche Werkstoffe für das Schaltelement und das Signalgebergehäuse einzuset- zen, ohne auf bestimmte Verbindungstechniken eingeschränkt zu sein. Eine zeit- und kostenaufwändige Verschraubung oder ein schwierig zu handhabender Klebeprozess können entfallen. Weitere Bauteile sind nicht notwendigerweise erforderlich. Insbesondere ist für das Signalgebergehäuse ein nicht-ferromagnetisches Material vorgesehen, in dem der Signalgeber zumindest teilweise gekapselt ist. Im Falle eines Magneten als Signalgeber kann damit eine Verfälschung der Mag- netfeldstärke durch die Umgebungskonstruktion sowie durch sich anlagernde Eisenpartikel unterbunden werden. Beispielsweise kann das Signalgebergehäuse aus Kunststoff ausgebildet sein, während das Schaltelement aus einem anderen Werkstoff besteht. Dieser andere Werkstoff ist vorzugsweise ein Metall wie Aluminium oder Eisen.
In einer vorteilhaften Ausbildung sind der Signalgeber und das Signalgebergehäuse unlösbar miteinander verbunden.
Die Durchgangsausnehmungen können als einfache Bohrungen ausgebildet sein und sind im Falle einer spanlosen Herstellung des Schaltelements vorzugsweise ebenfalls spanlos in das Schaltelement eingebracht. Ein besonders geeignetes Verfahren zum Einbringen ist Stanzen.
Wahlweise weisen die Durchgangsausnehmungen einen konstanten oder ei- nen sich verjüngenden Querschnitt auf, wobei die Haltemittel zur formschlüssigen Sicherung möglichst komplementär zu den Durchgangsausnehmungen ausgebildet sind.
Für die Realisierung der Erfindung ist eine Durchgangsausnehmung zur Siche- rung des Signalgebergehäuses mit dem Signalgeber an dem Schaltelement ausreichend. Insbesondere wenn die Durchgangsausnehmung und das zugehörige, komplementäre Haltemittel einen nicht runden Querschnitt aufweisen, ist das Signalgebergehäuse an dem Schaltelement bereits nach dem Einführen des Haltemittels geometrisch verdrehgesichert. Alternativ kann die Verdrehsi- cherung durch mehrere, ggf. dann auch runde Haltemittel sichergestellt sein, die mehrere Durchgangsausnehmungen durchgreifen. Die Herstellung der Schaltvorrichtung erfolgt, indem die Haltemittel, die das Signalgebergehäuse aufweist, in die Durchgangsausnehmungen des Schaltelements gesteckt werden. Bei einer nicht-kreisförmigen Kontur des Haltemittels und dazu komplementärer Durchgangsausnehmung ist das Signalgeber- gehäuse bereits verdrehgesichert. Anschließend erfolgt eine Sicherung gegen ungewolltes Verlieren des Signalgebergehäuses.
Dazu kann in einer ersten Variante das Haltemittel mit einem pilzförmigen Kopf versehen sein. Beim Einführen in die Durchgangsausnehmung erfolgt zunächst ein leichtes Komprimieren des Kopfes und ein anschließendes Wiederaufweiten, nachdem der Kopf die Durchgangsausnehmung durchdrungen hat. Durch das Verschnappen ist das Signalgebergehäuse mit dem Signalgeber sicher an dem Schaltelement gehalten.
In einer zweiten Variante sind die Haltemittel stiftartig ausgebildet und werden nach dem Durchstecken unter Kraft- oder Hitzeeinwirkung dauerhaft verformt. Stifte aus Metall können beispielsweise pfannenartig verformt oder nietenartig abgewinkelt werden. Im letzteren Fall ist insbesondere ein endseitig geschlitzter Stift vorgesehen. Für Haltemittel aus Kunststoff oder aus anderen leicht schmelzbaren Materialien sind auch Hitzebehandlungen vorgesehen, die das oder die Haltemittel lokal schmelzen. Gegebenenfalls wird das nun weiche Material zusätzlich beispielsweise durch einen Stempel verformt. In Abhängigkeit des Werkstoffs können die Haltemittel zusätzlich stoffschlüssig mit dem Schaltelement verbunden werden. Vorzugsweise ist aber durch das Verformen eine allein formschlüssige Verbindung angestrebt, insbesondere für Kunststoffhaltemittel an einem metallenen Schaltelement.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Haltemittel als Stifte und vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet. Die Stifte können einteilig mit dem Sig- nalgebergehäuse ausgebildet oder an dieses angespritzt sein. Die Verformung der Stifte nach dem Durchstecken erfolgt dann mittels einer geeignet geformten Sonotrode. Durch das Ultraschallverschweißen erfolgt die Verformung des Stif- tendes oder alternativ das Verbinden mehrerer Stiftenden. Auf Umspritzbuch- sen im Signalgebergehäuse kann vorteilhafterweise verzichtet werden.
In einer weiteren Variante sind mehrere Haltemittel vorgesehen, die miteinan- der verbunden werden. Dazu können sie, wie zuvor beschrieben, verformt werden. Alternativ ist auch eine gegenseitige Sicherung denkbar. Dazu werden die Haltemittel rückseitig und damit auf der dem Signalgeber bezüglich des Schaltelementes abgewandten Seite miteinander verbunden. Als Verbindungsmittel eignet sich beispielsweise eine Klammerfeder oder ein Kappenaufsatz als Ge- genhalterungen. Die Federklammer hält die Haltemittel kraftschlüssig, der Kappenaufsatz form- und/oder kraftschlüssig vorzugsweise in Hülsenradialrichtung, während in den anderen Erstreckungsrichtungen die Haltemittel formschlüssig durch das Durchstecken gehalten sind. In der Variante, in der die Haltemittel als Stifte ausgebildet sind, sind diese zylindrisch und weisen vorzugweise einen kreisförmigen Querschnitt auf. Prinzipiell ist für die Haltemittel eine beliebige Querschnittsform denkbar, wobei ein konvexer Querschnitt die Herstellung sowohl der Durchgangsausnehmung als auch des Haltemittels vereinfacht.
Das Schaltelement kann als eine nicht notwendigerweise runde Schaltstange, eine Schaltwelle oder eine Schaltschiene ausgebildet sein. In massiven Schaltelementen werden die Durchgangsausnehmungen vorzugsweise als Bohrungen ausgebildet, welche senkrecht zur Oberflächenkontur verlaufen.
Bei beispielsweise gestanzten Schaltschienen mit rechteckigem Querschnitt können die Durchgangsausnehmungen während der Herstellung der Schaltschiene im gleichen Prozessschritt, also ebenfalls durch Stanzen, eingebracht werden.
Weiterhin sind hohle Schaltelemente wie Schalthohlwellen vorgesehen. Alternativ ist das Schaltelement eine Schaltgabel, die auch als Schaltschwinge aus- gestaltet sein kann. Dadurch kann der Signalgeber besonders nah an dem zu schaltenden Gangrad angeordnet werden, was die Genauigkeit verbessert.
In einer nächsten Variante ist das Schaltelement als eine Schalthülse ausge- bildet. Die Schalthülse umgibt ein weiteres Schaltelement in Umfangsrichtung. Dazu muss sie nicht notwendigerweise als Vollzylinder diese vollständig umschließen, sondern kann sie auch nur teilweise umgeben. Mit der Schalthülse ist es nicht erforderlich, das weitere Schaltelement durch das Einbringen der Durchgangsausnehmungen zu schwächen. Dazu kann sie beispielsweise auf- geschrumpft sein.
Durch die Schalthülse wird eine Oberflächenvergrößerung erreicht, so dass die Anordnung des Signalgebers besser auf die Lage des Sensors abgestimmt werden kann. Die Schalthülse kann als BlechSchalthülse oder als Kunststoff- Schalthülse mit einer Wandstärke, die relativ dünn ist, besonders leicht mit den Durchgangsausnehmungen versehen werden. Der Herstellungsaufwand ist vermindert, und die Materialabfälle sind reduziert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 a eine Teilansicht einer Schaltvorrichtung mit einer Schalthülse als
Schaltelement und einem separaten Signalebergehäuse aus Kunststoff in einer perspektivischen Schrägansicht,
Figur 1 b einen Ausschnitt der Schaltvorrichtung nach Figur 1 a, nachdem das Signalgebergehäuse auf das Schaltelement aufgestreckt ist, Figur 1 c einen Ausschnitt der Schaltvorrichtung nach Figur 1 b, nachdem das Signalgebergehäuse an dem Schaltelement durch eine Klammerfeder gesichert ist,
Figur 1 d die Klammerfeder aus Figur 1 c,
Figur 2 eine zweite Schaltvorrichtung, bei der die Haltemittel rückseitig
Pilzköpfe aufweisen,
Figuren 3a-d eine dritte Schaltvorrichtung, bei der das Signalgebergehäuse durch Verschnappen an dem Schaltelement gesichert ist, und
Figuren 4a, b eine vierte Schaltvorrichtung, bei der das Signalgebergehäuse und ein komplementäres Sicherungselement als Gegenhalterung kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die Figuren 1 a bis 1 d zeigen eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 1 . Nur teilweise dargestellt ist ein Schaltelement 2 in Form einer Schalthülse 1 1 , die mit einer nicht dargestellten Schaltwelle verbindbar ist. Die Schalthülse 1 1 ist als ein Rohrzylinder ausgebildet und aus einem vormals ebenen Blech hergestellt. Das Blech ist zu einem Zylinder gerollt worden, dessen Enden mittels Schwalbenschwanzverbindungen 12 aneinander gesi- chert sind und ein Aufweiten des Rohrzylinders verhindern. Im noch ebenen Zustand des Blechs sind diverse Ausnehmungen in das Blech gestanzt worden. So ist eine Ausnehmung als Gassenführung 13 für die sichere Führung des Schalthebels eingebracht, während weitere Ausnehmungen als Durch- gangsausnehmungen 5, 6 zum Anbinden des Signalgebergehäuses 3 dienen. Radial außenseitig weist die Schalthülse 1 1 weitere Funktionselemente wie eine Rastierkontur 14 und einen Schaltfinger 15 auf. Die Schalthülse 1 1 ist somit als eine Multifunktionshülse ausgebildet, die viele Funktionselemente aufnimmt, damit die Schaltwelle nicht bearbeitet oder geschwächt werden muss.
In der dargestellten Ausführungsform weist die Schalthülse 1 1 genau zwei axial hintereinander angeordnete Durchgangsausnehmungen 5, 6 auf, die an einem stirnseitigen Ende 16 des Mantels 17 der Schalthülse 1 1 angeordnet sind. Ein Signalgebergehäuse 3, das eine zum Radius des Mantels 17 komplementäre Innenkontur 18 aufweist und mit zwei Stiften als Haltemitteln 7, 8 versehen ist, wird außenseitig auf die Schalthülse 1 1 aufgesteckt. Der Abstand der Stifte entspricht dem Abstand der runden Durchgangsausnehmungen 5, 6. Nach dem Aufstecken durchragen die Stifte den Mantel 17, so dass sie in den Innenraum 18 der Schalthülse 1 1 vorstehen (Figur 1 b). Anschließend werden die beiden Stifte durch eine Klammerfeder 9 gesichert (Figur 1 c). Die Klammerfeder 9 wird dazu innenseitig radial auf die Stifte gedrückt, bis sie auffedert. Sie wird dann weiter nach radial außen auf die Stifte geschoben, möglichst bis sie die Innenseite des Mantels 17 berührt.
Die Klammerfeder 9 ist als H-förmige Formfeder ausgestaltet und weist vier Zungen 19 auf, von denen jeweils zwei ein Haltemittel 7, 8 umgreifen. Die Zun- gen 19 sind endseitig mit Vorsprüngen 20 versehen, um ein unbeabsichtigtes Verrutschen des Signalgebergehäuses 3 zu verhindern. Da der Signalgeber 4 in der Regel berührungslos abgetastet wird, wirken auf den Verbund Signalgebergehäuse-Schaltelement nur sehr geringe Kräfte, so dass eine einfache Feder geringer Dicke und aus einem gewöhnlichen Federstahl eingesetzt werden kann. Durch die Anordnung am stirnseitigen Ende 16 ist sichergestellt, dass sich die Klammerfeder 9 einfach montieren lässt.
Der in den Figuren 1 a-1 d nicht dargestellte Signalgeber ist als ein Magnet ausgebildet und von dem Signalgebergehäuse 3 vollständig umschlossen. Da- durch lagern sich weniger Eisenpartikel an dem Magneten an, was die langfristige Genauigkeit der Magnetfeldstärke sichert. Durch das Sichern mittels der Klammerfeder 9 kommt es zudem bei dem Montageverfahren nicht zu Hitzeeinwirkung in der unmittelbaren Umgebung des Magneten, so dass seine Ei- genschaften nicht nachteilig verändert werden. In dem dargestellten Fall ist ein flacher Stabmagnet mittels Kunststoff umspritzt worden und somit von dem durch den ausgehärteten Kunststoff gebildeten Signalgebergehäuse 3 umschlossen. Das Signalgebergehäuse 3 kann dadurch eine konstante Dicke aufweisen, was einen besonders engen Abstand zum ebenfalls nicht dargestellten Sensor und damit eine hohe Messgenauigkeit ermöglicht. Die Außenkontur des Signalgebergehäuses 3 kann abweichend von der dargestellten Form frei gestaltet sein. In einer nicht dargestellten Variante sind die beiden Durchgangsausnehmun- gen 5, 6 und die für sie bestimmten Haltemittel 7, 8 unterschiedlich geformt, so dass ein verpolungssicheres Aufstecken des Signalgebergehäuses 3 gewährleistet ist und eine Fehlmontage ausgeschlossen wird. Figur 2 zeigt eine Befestigungsvariante für das Signalgebergehäuse 3. Nach dem Aufstecken des Signalgebergehäuses 3 auf die Schalthülse 1 1 werden die aus einem Kunststoff bestehenden Stifte mittels einer speziell geformten So- notrode durch Ultraschall angeschmolzen und verformt. Die Verformung zu Pilzköpfen 26 sichert das Signalgebergehäuse formschlüssig und unlösbar an der Schalthülse 1 1 . Die Montage am stirnseitigen Ende 16 stellt sicher, dass die Sonotrode leicht in die als Hohlkörper ausgebildete Schalthülse 1 1 eingeführt werden kann.
Die Figuren 3c und 3d zeigen eine weitere Ausbildung der Schaltvorrichtung 1 , bei der das Signalgebergehäuse form- und kraftschlüssig gehalten ist, ohne dass zusätzliche Bauteile oder nachfolgende Bearbeitungsschritte erforderlich sind. In Figur 3a ist wiederum eine Schalthülse 1 1 , teilweise geschnitten, dargestellt. Sie weist an ihrem Mantel 17 zwei rechteckig geformte Durch- gangsausnehmungen 5, 6 sowie eine stirnseitige Freistanzung 19 auf (Figur 3a). Ein asymmetrisch geformtes Signalgebergehäuse 3 (Figur 3b) weist einen zylindermantelförmigen Hauptkörper 20 auf, in dem der Signalgeber 4 eingebettet ist. An dem Hauptkörper 20 sind innenseitig zwei abgewinkelte Haltenasen 21 , 23 als Haltemittel 7, 8 angebracht sowie ein axial weisender Schnapp- haken 22 als weiteres Haltennittel. Bei der Montage des Signalgebergehäuses 3 an der Schalthülse 1 1 werden die Haltenasen 21 , 23 in die Ausnehmungen 6, 19 eingeführt. Dazu ist die Ausnehmung 19 so ausgebildet, dass das Signalgebergehäuse 3 stirnseitig mit der Schalthülse abschließt. Die Ausnehmung 6 ist zur leichteren Montage axial etwas länger als die Axiallänge der Haltenase 23. Der Schnapphaken 22 verschnappt an der Durchgangsausnehmung 5.
In der Variante nach den Figuren 4a und 4b ist das Signalgebergehäuse 3 wie in der Variante nach den Figuren 1 a bis 1 d ausgebildet. Im Unterschied dazu ist der Signalgeber 4 radial nach außen weisend auf dem Signalgebergehäuse 3 angeordnet. Die Schalthülse 1 1 als Schaltelement 2 ist ebenfalls gleich ausgebildet. Nach dem Aufstecken des Signalgebergehäuses 3 auf die Schalthülse 1 1 erfolgt die Sicherung des Signalgebergehäuses 3 an der Schalthülse 1 1 durch innenseitiges Aufpressen einer Gegenhalterung 10, die als ein Kappen- aufsatz ausgebildet ist. Die Gegenhalterung 10 ist ein plankonvexes Kunststoffstück, das zwei Noppen 24, 25 zur Aufnahme der Haltemittel 7, 8 aufweist. Die Noppen 24, 25 werden mit den Haltemitteln 7, 8 kraftschlüssig verbunden. Nach der Montage liegt die Gegenhalterung 10 an der Innenkontur der Schalthülse 1 1 an (Figur 4b).
Liste der Bezugszahlen
1 Schaltvorrichtung
2 Schaltelement
3 Signalgebergehäuse
4 Signalgeber
5 Durchgangsausnehmung
6 Durchgangsausnehmung
7 Haltemittel
8 Haltemittel
9 Klammerfeder
10 Gegenhalterung
1 1 Hülse
12 Schwalbenschwanz
13 Gassenführung
14 Rastierkontur
5 Schaltfinger
16 stirnseitiges Ende
17 Mantel
18 Innenraum
19 Freistanzung
20 Hauptkörper
21 Haltenase
22 Schnappkörper
23 Haltenase
24 Noppen
25 Noppen
26 Pilzkopf

Claims

Patentansprüche
1 . Schaltvorrichtung (1 ) eines Kraftfahrzeuggetriebes, aufweisend
- ein Schaltelement (2) zum Wählen oder Schalten von Getriebestellungen und
- ein Signalgebergehäuse (3), das einen Signalgeber (4) aufweist und an dem Schaltelement (2) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schaltelement (2) ein oder mehrere Durchgangsausnehmungen (5, 6) aufweist und dass das Signalgebergehäuse (3) ein oder mehrere Haltemittel (7, 8) aufweist, welche in der oder den Durchgangsausnehmungen (5, 6) angeordnet sind, wobei das oder die Haltemittel (7, 8) rückseitig am Schaltelement (2) gesichert sind.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (2) als eine Schaltstange, als eine Schaltgabel oder als eine Schalthülse (1 1 ) ausgebildet ist.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalgebergehäuse (3) aus Kunststoff ausgebildet ist.
4. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Haltemittel (7, 8) einteilig mit dem Signalgebergehäuse (3) ausgebildet ist.
5. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Haltemittel (7, 8) als ein Stift ausgebildet ist.
6. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Haltemittel (7, 8) rückseitig ultraschallverschweißt ist.
7. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Haltemittel (7, 8) im Querschnitt pilzförmig ausgebildet ist.
8. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalgebergehäuse (3) mindestens zwei Haltemittel (7, 8) aufweist, welche rückseitig durch eine Klammerfeder (9) gesichert sind.
9. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -5, dadurch gekennzeich- net, dass das oder die Haltemittel (7, 8) rückseitig in mit einer das oder die
Haltemittel (7, 8) form- und kraftschlüssig aufnehmenden Gegenhalterung (10) verbunden sind.
10. Verfahren zur Herstellung einer Schaltvorrichtung (1 ) nach einem der vor- hergehenden Ansprüche, wobei das oder die Haltemittel (7, 8) des Signalgebergehäuses (3) reversibel in die eine oder mehrere Durchgangsaus- nehmungen (5, 6) gesteckt wird und anschließend lösbar oder unlösbar an dem Schaltelement (2) gesichert wird.
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