DE20215751U1 - Grifffahrschalter - Google Patents

Description

BERENDT, LETH &

IDPAT

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Dr. rer. nat. Dipl.-Chem. Thomas Berendt Dr.-Ing. Hans Leyh Dipl.-Ing. Hartmut Hering

FR-46-GM Gebrüder Frei GmbH & Co. KG

Borsigstraße 15
D-72461 Albstadt-Onstmettingen

Grifffahrschalter

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Grifffahrschaiter

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Fahrschalter und vorzugsweise einen Grifffahrschaiter zum Schalten des Antriebs für Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb.

Es sind Fahrschalter zum Schalten des Antriebs für Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb unterschiedlicher Typen bekannt, von welchen ein Typ beispielsweise eine Hall-Sensorik aufweist. Solche (Griff-)Fahrschalter bestehen im Allgemeinen aus einer in einem Gehäuse gelagerten Welle, die im Ruhezustand in einer Nulllage gehalten wird und bei einer Betätigung des Schalters durch Drehen der Welle die Hall-Sensorik aktiviert, um ein Schaltsignal an eine Elektronik abzugeben.

Bei dem beschriebenen Typ von Fahrschaltern ist es zum Erzeugen eines Schaltsignals wichtig, dass er mechanisch stabil aufgebaut ist, um einen langzeitigen Einsatz zu gewährleisten. Weiterhin dürfen Magnetfelder und insbesondere auch außerhalb des Fahrschalters auftretende Magnetfelder keine Auswirkung auf die Elektronik innerhalb des Fahrschalters haben.

Angesichts des vorangehend beschriebenen Standes der Technik ist es daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Grifffahrschaiter derart zu verbessern, dass er auch bei häufigem Einsatz funktionsfähig bleibt und dass er unanfällig gegenüber Störungen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den im Anspruch 1 angegebenen Fahrschalter gelöst. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 11 zeigen spezielle

Ausführungsformen des Fahrschalters gemäß Anspruch 1.

Der erfindungsgemäße Fahrschalter weist insbesondere zwei Hall-Sensoren auf. Der Mitnehmer wird über eine Schenkelfeder in eine Null-Position zurückgenommen. Zum Ausgleich des Spiels der Null-Position durch etwaige Toleranzen der Schenkelfeder sind zwei Bleche montiert.

Weiterhin sind die Hall-Sensoren auf einer Platine montiert und in im Gehäuse vorgesehenen Taschen bzw. Führungen gehalten, um deren Einbaulage zu sichern.

Zum Vermeiden magnetischer Störfelder ist die Welle aus nichtmagnetischem Stahl gefertigt. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus einer Stahlhülse aus einem stark magnetischen Material, die weitgehend mit Kunststoff umspritzt ist.

Die angegebenen und weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden einem Fachmann auf dem Gebiet aus der folgenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnung klarer, die Merkmale der vorliegenden Erfindung anhand eines Beispiels darstellt und wobei

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht einer bevorzugten

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grifffahrschalters zeigt;

Fig. 2 eine auch teilweise aufgebrochene Seitenansicht der

bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grifffahrschalters zeigt;

Fig. 2 eine Vorderansicht der bevorzugten Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Grifffahrschalters zeigt; und

Fig. 4 eine seitliche Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform

des erfindungsgemäßen Grifffahrschalters zeigt.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung detailliert erklärt.

Fig. 1 und 2 zeigen jeweils eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grifffahrschalters in einer teilweisen aufgebrochenen Seitenansicht. Insbesondere ist in Fig. 1 ein Gehäuse 10 gezeigt und sind in Fig. 2 eine Schenkelfeder 40, ein Sicherungsring 50, eine Passscheibe 60 und ein Zwischenstück 70 einer Welle 20, die in Fig. 4 genauer gezeigt ist, gezeigt.

Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grifffahrschalters, wobei insbesondere Mitnehmerbleche 30 und ein Anschlagswinkel für die Drehung des Schalters gezeigt sind.

Fig. 4 zeigt schließlich eine Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grifffahrschalters, wobei insbesondere die unter Bezugnahme auf Fig. 2 bereits angegebene Welle 20, eine Sensorplatine 80, eine Controllerplatine 90, und als Befestigungsmittel für die Sensorplatine 80, eine Senkschraube 100 und eine Unterlegscheibe 110 detaillierter gezeigt sind.

Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 der Aufbau des Grifffahrschalters gemäß der Erfindung genauer beschrieben.

Gemäß Fig. 2 sitzt die Welle 20 im Gehäuse 10 und ist durch die Passscheibe 60 und den Sicherungsring 50 axial gehalten. Die Welle 20 wird mittels Schenkelfedern 40 in einer Null-Lage bzw. Null-Position gehalten. Mitnehmerbleche 30, die in Fig. 3 gezeigt sind, gleichen dabei Ungenauigkeiten der Schenkelfeder 40 aus. In Fig. 3 sind die Mitnehmerbleche 30 innerhalb eine Anschlagwinkels gezeigt, der verschiedene Werte annehmen kann und bevorzugt in der Größenordnung

90° oder 40 ° ist.

Gemäß Fig. 4 sitzen die Hall-Sensoren auf der Sensorplatine 80, die im Gehäuse 10, senkrecht zur axialen Richtung der Welle angeordnet, heiß verstemmt ist. Die Sensoren, von welchen zwei vorgesehen sind, werden durch Taschen im Gehäuse 10 in radialer Richtung neben der Wellenachse in einer genauen Position gehalten. Nach dem Einbau der Controllerplatine 90 wird das Gehäuse gegen Eindringen von Staub und Wasser vergossen.

Das Gehäuse 10 besteht vorzugsweise aus einer Stahlhülse, die weitgehend mit Kunststoff umspritzt ist. Die Stahlhülse besteht dabei vorzugsweise aus stark magnetischem Material, um die Elektronik gegenüber außenliegenden Magnetfeldern abzuschirmen.

Nun wird der Vollständigkeit halber noch kurz auf die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Grifffahrschalters eingegangen.

Bei einer Betätigung des Fahrschalters durch Drehen der Welle 20 über das zugehörige Zwischenstück 70 erfolgt eine Messung des absoluten Drehwinkels über die vorgesehenen zwei Hall-Sensoren und einen Ringmagneten als berührungsloser magnetischer Winkelgeber. Die Sensoren sind derart angeordnet, dass sie jeweils gegenläufige Signale abgeben, deren Summe bei jedem Winkel konstant ist. Tritt in einem der Hall-Sensoren ein Fehler auf, verändert sich die Summe, wodurch der Fehler erkannt werden kann.

Eine Auswertung des Systems erfolgt über eine MikroSteuerung bzw. einen Mikrocontroller mit integriertem EEPROM. Da die Magnetisierung des Ringmagneten sowie die Einbaugenauigkeit variieren können, wird der Sensor vor einer Inbetriebnahme in Bezug auf festgesetzte Messwerte bzw. Stützpunkte vermessen. Diese werden dann im EEPROM abgelegt und zum Berechnen des genauen Messwerts verwendet.

Somit können durch den erfindungsgemäßen Grifffahrschalter insbesondere die folgenden Vorteile erzielt werden:

Gemäß der Erfindung kann durch Vorsehen von zwei Hall-Sensoren ein sicheres Schalten erfolgen. Durch Einbringen der auf einer Sensorplatine angeordneten Hall-Sensoren in Taschen des Gehäuses wird eine dauerhaft feste Lage der Sensoren sichergestellt, so dass eine genaue Messung über eine lange Zeit erfolgen kann.

Der Einsatz eines Gehäuses mit voll umspritztem Einlagekern aus magnetisch hoch permeablem Material dient einer guten Abschirmung gegen magnetische Einflüsse (von außerhalb des Fahrschalters).

Federbleche sind zum Eliminieren eines Spiels der Null-Position der Schenkelfeder vorgesehen.

Das Gehäuse kann auf einfache Weise mit verschiedenen Anschlagwinkeln für die Drehung der Welle ausgestattet werden.

Die vorliegende Erfindung zeigt einen Grifffahrschalter, der mechanisch stabil aufgebaut ist und gegenüber Störungen unanfällig ist, so dass er über eine lange Zeit hinweg auf sichere Weise eingesetzt werden kann.

Bei dem Gehäuse 10 und/oder der Welle 20 kann es sich um ein Potigehäuse und/oder eine Potiwelle handeln.

Claims (11)

1. Grifffahrschalter mit einer Hall-Sensorik, der eine in einem Gehäuse (10) angebrachte Welle (20) aufweist, die im Ruhezustand in einer Nulllage gehalten wird und bei einer Betätigung des Schalters durch Drehen der Welle (20) die Hall-Sensorik aktiviert, um ein Schaltsignal an eine Elektronik abzugeben, wobei die Hall-Sensorik aus zwei Hall- Sensoren besteht.

2. Grifffahrschalter nach Anspruch 1, wobei im Gehäuse (10) Taschen zum Halten der Hall-Sensoren bei einer festen Position vorgesehen sind.

3. Grifffahrschalter nach 1 oder 2, wobei die Welle (20) aus nichtmagnetischem Stahl gefertigt ist.

4. Grifffahrschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (10) aus einer Stahlhülse aus einem stark magnetischen Material gebildet ist, die weitgehend mit Kunststoff umspritzt ist

5. Grifffahrschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Schenkelfedern (40) die Welle (20) in einer Null-Position halten und Mitnehmerbleche (30) Ungenauigkeiten der Schenkelfeder (40) ausgleichen.

6. Grifffahrschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Anschlagwinkel verschiedene Werte annehmen kann und bevorzugt in der Größenordnung 90° oder 40° ist.

7. Grifffahrschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Hall-Sensoren auf einer Sensorplatine (80) angebracht sind, die im Gehäuse (10), senkrecht zur axialen Richtung der Welle (20) angeordnet, heiß verstemmt ist.

8. Grifffahrschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Controllerplatine (90) zur Unterstützung der Funktion des Grifffahrschalters vorgesehen ist.

9. Grifffahrschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (10) vergossen ist.

10. Grifffahrschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein zur Welle (20) gehörendes Zwischenstück (70) vorgesehen ist, über welches die Welle (20) betätigt, d. h. gedreht, wird.

11. Grifffahrschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Hall-Sensoren derart angeordnet sind, dass sie jeweils gegenläufige Signale abgeben, deren Summe bei jedem Winkel konstant ist.