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Dokumentenidentifikation DE102006028785B3 12.04.2007
Titel Anordnung von Positionsgebern an einer Schaltstange
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Meixner, Christian, 85049 Ingolstadt, DE;
Schenker, Mario, 85049 Ingolstadt, DE;
Märkl, Johann, 85049 Ingolstadt, DE
DE-Anmeldedatum 23.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006028785
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse F16H 63/42(2006.01)A, F, I, 20060623, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Positionsgebern an einer Schaltstange für automatisierte Geschwindigkeits-Wechselgetriebe in Kraftfahrzeugen, die mit gehäusefesten Positionssensoren einer elektrischen Gangerkennungsschaltung zusammenwirken, wobei die zumindest eine Schaltstange an ihren Endbereichen in Querwänden des Gehäuses des Wechselgetriebes verschiebbar gelagert und mittels einer elektrohydraulisch gesteuerten Gangstelleinheit betätigt ist. Eine montage- und fertigungstechnisch günstige Anordnung sieht vor, dass die Schaltstange (24) durch eine Durchgangsbohrung (20a) in einer ölraumtrennenden Querwand (20) des Wechselgetriebes (12) in einen zumindest die Gangstelleinheit (16) und die Positionssensoren (48, 50) aufnehmenden Getrieberaum (14) einragt und dass die Positionsgeber (40, 42, 44) an der Schaltstange (24) derart unmittelbar befestigt sind, dass die Schaltstange (24) mit den Positionsgebern (40, 42, 44) durch die Durchgangsbohrung (20a) hindurch als Montageeinheit montierbar ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Positionsgebern an einer Schaltstange für automatisierte Geschwindigkeits-Wechselgetriebe in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Anordnung beschreibt die DE 33 14 111 A1, bei der zwei tassenförmige Positionsgeber an einem Endbereich der Schaltstange auf einem angeformten Führungsabschnitt unter Zwischenschaltung einer Druckfeder und über eine Schraubverbindung gehalten sind. Dies erfordert einen beträchtlichen zusätzlichen Einbauraum und Montageaufwand an dem Wechselgetriebe.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die baulich und fertigungstechnisch günstiger ist und eine einfache Montage der Anordnung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beinhalten die weiteren Patentansprüche.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Schaltstange durch eine Durchgangsbohrung in einer ölraumtrennenden Querwand des Wechselgetriebes in einen zumindest die Gangstelleinheit und die Positionssensoren aufnehmenden Getrieberaum einragt und dass die Positionsgeber an der Schaltstange derart unmittelbar befestigt sind, dass die Schaltstange mit den Positionsgebern durch die Durchgangsbohrung hindurch als Montageeinheit montierbar ist. Damit können die Positionsgeber an der Schaltstange fertigungstechnisch günstig befestigt und als Baueinheit mit der Schaltstange im Getriebe montiert werden.

Die Schaltstange kann dabei in baulich einfacher Weise in der Durchgangsbohrung der Querwand mittels einer aufgespritzten Kunststoffbüchse verschiebbar gelagert und abgedichtet sein.

Ferner können die Positionsgeber zwischen endseitigen Anschlussmitteln der Schaltstange an der Gangstelleinheit und der besagten Querwand vorgesehen sein, woraus eine in axialer Richtung besonders kurz bauende Konstruktion geschaffen ist.

Die Positionsgeber können bevorzugt durch zwei Permanentmagnete gebildet sein, die auf einem gemeinsamen Polblech angeordnet sind und formschlüssig über eine Ausnehmung mit einem an der Schaltstange ausgebildeten Vorsprung zusammenwirken. Daraus resultiert mit baulich einfachen Mittels eine zuverlässige und präzise Positionierung der Positionsgeber zur Schaltstange. Alternativ dazu können die Positionsgeber aber auch durch lokale, magnetisierte Schaltstangenbereiche gebildet sein, die so ausgebildet sein müssen, dass die Feldstärke dort nicht in Verbindung mit benachbarten Bereichen zerfließt, sondern einen definierten, lokal eingegrenzten Bereich ausbildet. Als weitere alternative Möglichkeit kann der bzw. die Positionsgeber auch durch Anspritzen von Kunststoffmaterial oder dergleichen ausgebildet sein, in dem Magnetpartikel zur Ausbildung eines lokalen Magnetbereiches vorhanden sind.

Des weiteren kann eine mit dem Polblech verbundene, dünnwandige Schutzkappe die Permanentmagnete abdecken und somit gegebenenfalls Signalstörungen der Gangerkennungsschaltung vermeiden.

Alternative oder kombinierte Befestigungsverfahren zwischen der Schaltstange und dem Polblech sehen vor, dass das Polblech der Positionsgeber mit der Schaltstange verschweißt und/oder verklebt und/oder verstemmt ist. Die Permanentmagnete sind mit dem Polblech herstellungstechnisch bereits fest verbunden.

Alternativ oder zusätzlich können die Positionsgeber an der Schaltgabel durch Umspritzen mit einer Kunststoffummantelung gehalten sein. Die besagte Schutzkappe kann dann entfallen. Fertigungstechnisch besonders günstig kann dabei die Kunststoffummantelung einstückig mit der Kunststoffbüchse zur Lagerung der Schaltstange in der Querwand ausgeführt sein.

Ferner können in an sich bekannter Weise die Schaltstangen im Querschnitt bevorzugt rechteckförmig ausgeführt sein, wobei dann die Positionsgeber baulich und fertigungstechnisch günstig an einer Schmalseite der Schaltstange befestigt sind.

Bei einem automatisierten Geschwindigkeits-Wechselgetriebe mit bis zu sechs Vorwärtsgängen können bevorzugt drei Schaltstangen für Vorwärtsgänge und eine Schaltstange für einen Rückwärtsgang durch die ölraumtrennende Querwand in entsprechenden Durchgangsbohrungen hindurchgeführt sein, wobei die jeweils unmittelbar befestigten Positiongeber im wesentlichen in einer einheitlichen Messebene der gehäusefesten Positionssensoren liegen. Dies ermöglicht eine ggf. einteilige Ausführung aller Positionssensoren mit einer damit verbundenen einfacheren Fertigung (innere Verschaltung) und Montage im Getriebe.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische Ansicht eines Antriebsaggregates für Kraftfahrzeuge mit automatisiertem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe, mit einer eine ölraumtrennende Querwand durchdringenden Schaltstange; und

2 eine detaillierte Ansicht der Schaltstange gemäß 1 im Bereich der Querwand und mit unmittelbar befestigten Positionsgebern, die zwischen einer Gangstelleinheit und der Querwand vorgesehen sind.

Die 1 zeigt als Übersichtsskizze ein Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine 10 und einem nachgeschalteten Geschwindigkeits-Wechselgetriebe 12. Die Aggregate 10, 12 können soweit nicht beschrieben bekannter Bauart sein.

In dem als automatisiertes Schaltgetriebe ausgeführten Wechselgetriebe 12 sind in einem ersten Getrieberaum 14 nicht näher beschriebene Kupplungseinrichtungen (z. B. eine hydraulisch betätigte Doppelkupplung), elektrohydraulische Steuerungseinrichtungen bzw. Gangstelleinheiten 16 und Positionsgeber bzw. Positionssensoren gemäß 2 angeordnet.

In dem zweiten Getrieberaum 18, der durch eine ölraumtrennende Querwand 20 des Gehäuses 22 des Wechselgetriebes 12 abgeteilt ist, sind in nicht ersichtlicher Weise die Getriebewellen, die zur Bildung der Übersetzungsstufen erforderlichen Zahnradsätze, Synchronkupplungen etc. positioniert.

Ferner sind im Wechselgetriebe 12 Schaltstangen 24 (es ist nur eine Schaltstange 24 dargestellt) verschiebbar gelagert, die in bekannter Weise Schaltgabeln 26 tragen und mit den Synchronkupplungen des Wechselgetriebes 12 in bekannter Weise zur Schaltung von Übersetzungsstufen zusammenwirken. Die Schaltstangen 24 sind innerhalb des Getrieberaumes 14 mit den Gangstelleinheiten 16 verbunden und können somit aus einer Neutralstellung heraus in beide Verschieberichtungen verstellt werden.

Der Abtrieb zu den angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeuges kann über eine Ausgangswelle 28 des Wechselgetriebes 12 und/oder über ein nicht dargestelltes, vorderes Differenzial erfolgen.

Die Schaltstangen 24 sind in Durchgangsbohrungen 20a der ölraumtrennenden Querwand 20 und anderenends in einer (oder mehreren) Querwand 30 des Gehäuses 22 des Wechselgetriebes 12 axial verschiebbar gelagert.

In den Getrieberäumen 14, 18 kann unterschiedliches Getriebe- oder Hydrauliköl eingefüllt sein, so dass an den durchgeführten Getriebewellen und Schaltstangen 24 entsprechende Lagerungen und Abdichtungen vorgesehen sind.

Gemäß 2 ist die nur teilweise dargestellte Schaltstange 24 in der Querwand 20 über eine auf die Schaltstange 24 aufgespritzte Kunststoffbüchse 32 mit rotationssymmetrischem Außenumfang in der Durchgangsbohrung 20a verschiebbar gelagert und mittels eines in einer Außennut 32a der Kunststoffbüchse 32 befindlichen, elastischen Dichtringes 34 abgedichtet.

An dem Stellkolben 16a der Gangstelleinheit 16 ist ein hakenförmiges Verbindungsteil 36 befestigt, das in eine durchgehende Ausnehmung 38 der Schaltstange 24 in Verschieberichtung formschlüssig eingreift. Die Rastierung der Schaltstange 24 in eine mittlere Neutralstellung und in zwei entgegengerichtete Schaltstellungen ist nicht dargestellt.

Zwischen den Anschlussmitteln 36, 38 der Schaltstange 24 an der Gangstelleinheit 16 und der Querwand 20 des Getriebegehäuses 22 sind an der Schaltstange 24 an deren Schmalseite (auf der Zeichnung 2 nach unten abragend) zwei Positionsgeber 40, 42 in Form von Permanentmagneten über ein Polblech 44 unmittelbar befestigt. Eine dünnwandige Schutzkappe 46 deckt die Positionsgeber 40, 42 ab.

Die Anordnung der Positionsgeber 40, 42 insgesamt ist so ausgeführt, dass die Positionsgeber 40, 42 mit Polblech 44 und Schutzkappe 46 durch die Durchgangsbohrung 20a in der Querwand 20 von dem Getrieberaum 18 in den Getrieberaum 14 als Vormontageeinheit einschiebbar und anschließbar ist. Die Positionsgeber 40, 42 liegen dabei gehäusefest im Getrieberaum 14 angeordneten Positionssensoren 48, 50 einer nicht dargestellten, elektrischen Gangerkennungsschaltung in einer definierten Messebene 52 (gestrichelte Linie) gegenüber.

Das Polblech 44 weist eine durchgehende, nicht rotationssymmetrische Ausnehmung 44a auf, die formschlüssig mit einem korrespondierenden Vorsprung 24a an der Schaltstange 24 zusammenwirkt.

Das die Permanentmagneten 40, 42 tragende Polblech 44 ist mit der Schaltstange 24 zur Herstellung einer festen Verbindung im Bereich des Vorsprunges 24a verstemmt und zusätzlich durch Aufbringen eines Klebstoffes an den Kontaktflächen zwischen Polblech 44 und Schaltstange 24 verklebt.

Alternativ kann das Polblech 44 auch mit der Schaltstange 24 z. B. durch Laserschweißen verschweißt sein.

Ferner kann das Polblech 44 mit den Permanentmagneten 40, 42 mit Kunststoff ummantelt und somit fest mit der Schaltstange 24 verbunden sein. Besonders kostengünstig kann diese z. B. büchsenförmige Ummantelung einteilig mit der Kunststoffbüchse 32, also in einem einheitlichen Arbeitsgang, hergestellt sein (nicht dargestellt).

Bei einem automatisierten Wechselgetriebe 12 mit sechs Vorwärtsgängen können drei Schaltstangen 24 für die Vorwärtsgänge und eine Schaltstange 24 für einen Rückwärtsgang des Wechselgetriebes 12 durch die ölraumtrennende Querwand 20 in entsprechenden Durchgangsbohrungen 20a hindurchgeführt sein, wobei die jeweils unmittelbar befestigten Positiongeber 40, 42 mit Polblech 44 im wesentlichen in der besagten, einheitlichen Messebene 52 der gehäusefesten Positionssensoren 48, 50 liegen können. Damit können gegebenenfalls sämtliche Positionssensoren 48, 50 in einem einheitlichem Gehäuse (nicht dargestellt) angeordnet und in einfacher Weise in das Getriebegehäuse 22 bzw. in den Getrieberaum 14 montiert werden.

Die Durchgangsbohrung 20a in der Querwand 20 kann auch durch eine in die Durchgangsbohrung 20a eingesetzte Lagerbüchse aus Stahl (nicht dargestellt) gebildet sein, in der die auf die Schaltstange 24 aufgespritzte Kunststoffbüchse 32 entsprechend gleitet.


Anspruch[de]
Anordnung von Positionsgebern an einer Schaltstange für automatisierte Geschwindigkeits-Wechselgetriebe in Kraftfahrzeugen, die mit gehäusefesten Positionssensoren einer elektrischen Gangerkennungsschaltung zusammenwirken, wobei die zumindest eine Schaltstange an ihren Endbereichen in Querwänden des Gehäuses des Wechselgetriebes verschiebbar gelagert und mittels einer vorzugsweise elektrohydraulisch gesteuerten Gangstelleinheit betätigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstange (24) durch eine Durchgangsbohrung (20a) in einer ölraumtrennenden Querwand (20) des Wechselgetriebes (12) in einen zumindest die Gangstelleinheit (16) und die Positionssensoren (48, 50) aufnehmenden Getrieberaum (14) einragt, und dass die Positionsgeber (40, 42, 44) an der Schaltstange (24) derart unmittelbar befestigt sind, dass die Schaltstange (24) mit den Positionsgebern (40, 42, 44) durch die Durchgangsbohrung (20a) hindurch als Montageeinheit montierbar ist. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstange (24) in der Durchgangsbohrung (20a) der Querwand (20) mittels einer aufgespritzten Kunststoffbüchse (32) verschiebbar gelagert und abgedichtet ist. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsgeber (40, 42, 44) zwischen endseitigen Anschlussmitteln (36, 38) der Schaltstange (24) an der Gangstelleinheit (16) und der Querwand (20) vorgesehen sind. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsgeber aus zwei Permanentmagneten (40, 42) gebildet sind, die auf einem gemeinsamen Polblech (44) angeordnet sind, das formschlüssig über eine Ausnehmung (44a) mit einem an der Schaltgabel (24) ausgebildeten Vorsprung (24a) zusammenwirkt. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Polblech (44) verbundene, dünnwandige Schutzkappe (46) die Permanentmagnete (40, 42) abdeckt. Anordnung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polblech (44) der Positionsgeber (40, 42) mit der Schaltstange (24) verschweißt ist. Anordnung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polblech (44) der Positionsgeber (40, 42) mit der Schaltstange (24) verklebt ist. Anordnung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polblech (44) der Positionsgeber (40, 42) mit der Schaltstange (24) im Bereich des Vorsprunges (24a) verstemmt ist. Anordnung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsgeber (40, 42) an der Schaltstange (24) durch Umspritzen mit einer Kunststoffummantelung gehalten sind. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffummantelung einstückig mit der Kunststoffbüchse (32) zur Lagerung der Schaltstange (24) in der Querwand (20) ausgeführt ist. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsgeber durch lokale, magnetisierte Schaltstangenbereiche gebildet sind. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsgeber lokal durch Anspritzen eines Magnetpartikel enthaltenden Kunststoffmaterials gebildet sind. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstange (24) im Querschnitt bevorzugt rechteckförmig ausgeführt ist, und dass die Positonsgeber (40, 42, 44) an einer Schmalseite der Schaltstange (24) ausgebildet sind. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schaltstangen (24) für Vorwärtsgänge und für wenigstens einen Rückwärtsgang des Wechselgetriebes (12) durch die ölraumtrennende Querwand (20) in entsprechenden Durchgangsbohrungen (20a) hindurchgeführt sind und dass die jeweils unmittelbar befestigten Positiongeber (40, 42, 44) im wesentlichen in einer einheitlichen Messebene (52) der gehäusefesten Positionssensoren (48, 50) liegen.






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