DE4233983A1

DE4233983A1 - Vorrichtung zur Erfassung der Gangstellung eines Schaltgetriebes

Info

Publication number: DE4233983A1
Application number: DE19924233983
Authority: DE
Inventors: Ingo Dipl Ing Franz; Josef Huber
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 1994-04-14
Also published as: FR2696803A1; FR2696803B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Gangstellung eines Schaltgetriebes, dessen Getriebestufen mittels einer sowohl um ihre Achse drehbar als auch in Richtung ihrer Achse verschiebbar in einem Gehäuse des Schaltgetriebes gelagerten Schaltwelle schaltbar sind, mit einem an dem Getriebegehäuse insbesondere von außen abnehmbar befestigten, sowohl die Drehstellung als auch die Verschiebestellung der Schaltwelle erfassenden Sen sor.)

Bei automatisierten Schaltgetrieben setzt das Ansteuern des Kupplungssystems die Kenntnis des momentan einge stellten Gangs voraus. Eine Vorrichtung zur Erfassung der Gangstellung ist zum Beispiel aus dem deutschen Ge brauchsmuster G 91 09 855.6 bekannt. Die in dieser Druck schrift beschriebene, die Gangstellung berührungslos mit Hilfe von Magnetfeldern erfassende Vorrichtung weist einen starr mit einer Schaltwelle des Schaltgetriebes verbundenen Finger auf, an dessen Ende ein auf einen Sensor einwirkender Permanentmagnet angebracht ist. Der sich von außen in das Getriebe in die unmittelbare Nähe des Permanentmagneten erstreckende Sensor umfaßt den Schaltstellungen der Schaltwelle zugeordnete magnetfeld empfindliche Reed-Schalter. Des unscharfen Ansprechver haltens der Reed-Schalter wegen muß der Sensor durch individuelles Verschieben von den einzelnen Reed-Schal tern zugeordneten magnetischen Abschirmblenden in einem zeitaufwendigen Einstellvorgang justiert werden. Da das Getriebeinnere einer hohen Betriebstemperatur ausgesetzt ist, stellt diese sich in das Getriebeinnere relativ weit erstreckende Sensorkonstruktion zudem erhebliche Anforde rungen an den Sensor.

Aus der DE-A- 38 36 145 ist ferner eine Gangerfassungs vorrichtung bekannt, welche die Stellung der zentralen Schaltwelle durch ein Flächenpotentiometer kontinuierlich erfaßt. In Fig. 3 dieser Druckschrift ist ein mit der Schaltwelle fest verbundener, radial von dieser abstehen der Finger gezeigt, dessen Spitze den Schleifer einer Widerstandsbahn bildet. Auch bei dieser Vorrichtung befindet sich der Sensor innerhalb des Getriebegehäuses.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Erfas sung der Gangstellung eines Schaltgetriebes bereitzustel len, welche die Schaltstellung betriebssicher erfaßt und einfach zu montieren ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem Sensor ein zur Schaltwelle vorstehender, sowohl längs als auch quer zur Schaltwelle beweglicher Stellhebel gelagert ist und der Sensor die Stellung des Stellhebels erfaßt und daß die Schaltwelle einen Mitnehmerhebel trägt, der über ein Universalgelenk mit dem Stellhebel gekuppelt ist, wobei einer der Hebel eine ausschließlich in Längsrichtung dieses Hebels wirksame Längenausgleichs einrichtung aufweist. Die Übertragung der Stellung der Schaltwelle über zwei gelenkig miteinander verbundene Hebel ermöglicht ein betriebssicheres Erfassen der Schaltwellenstellung, da der Schwenkweg des Stellhebels durch geeignete Wahl der Hebellängen und des Drehpunkts des Stellhebels an den jeweiligen Sensor anpaßbar ist. Die Hebelgelenkkonstruktion gestattet es auch die Erfas sungsmittel des Sensors im Bereich und vorzugsweise auch außerhalb des Getriebegehäuses anzuordnen. Darüber hinaus ist diese Konstruktion durch bloßes Verändern der Hebel längen justierbar oder an verschiedene Getriebetypen anpaßbar.

Das Universalgelenk und die Längenausgleichseinrichtung kann dadurch besonders einfach und leicht montierbar verwirklicht werden, daß einer der Hebel, insbesondere der Mitnehmerhebel eine zum Stellhebel hin offene, hohl zylindrische Führung aufweist, in die eine am freien Ende des anderen Hebels angeordnete Kugel im wesentlichen ohne radiales Spiel schwenk- und verschiebbar eingreift.

Eine besonders leichte Montage ermöglicht ein Universal gelenk, bei dem die beiden Hebel auf Zug belastbar mit einander gekuppelt sind und bei dem einer der beiden Hebel, insbesondere der Stellhebel, dadurch teleskopier bar ist, daß er zwei quer zur Schaltwelle arretierungs frei ineinander einsteckbare Hebelteile umfaßt. In dieser Ausführungsform ist das Universalgelenk insbesondere ein Kugelgelenk, welches eine mit geringer Reibung in einer Kugelpfanne gehaltene Kugel aufweist, derart, daß das kugelgelenkseitige Hebelteil des teleskopierbaren Hebels für den Zusammenbau fixiert ist. Die Gangerfassungsvor richtung ist einfach justierbar, wenn zumindest einer der beiden Hebel, insbesondere der Stellhebel, längenjustier bar ist.

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer erfindungs gemäßen Ausführungsform der Gangerfassungsvor richtung in Richtung der Schaltwellenachse,

Fig. 2 eine andere Ansicht der Ausführungsform von Fig. 1 und

Fig. 3 eine den Mitnehmerhebel und den Stellhebel im Axiallängsschnitt zeigende Detaildarstellung einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt schematisch eine zentrale Schaltwelle 1 eines durch eine Gehäusewand 3 begrenzten Schaltgetrie bes. Ein Sensor 5 ist von außen in eine Wand eines Ge triebes 3 eingebaut und umfaßt einen um den Drehpunkt 7 kardanisch gehaltenen Stellhebel 9. Der Stellhebel 9 greift mit einer an seinem schaltwellenseitigen Ende ausgebildeten Kugel 11 in eine in einem Mitnehmerhebel 13 zum Sensor hin offene hohlzylindrische Führung 15 ver schwenkbar und verschiebbar ein. Da der Mitnehmerhebel 13 fest an der Schaltwelle 1 angebracht ist und die Kugel 11 spielfrei führt, ist mittels dieses Kugel-Hohlzylinder- Universalgelenks die Lage des im Sensor 5 befindlichen, nicht dargestellten sensorseitigen Endes des Stellhebels 9 der Stellung der Schaltwelle jeweils eindeutig zugeord net. Die durch den Pfeil 17 angedeutete Schwenkbewegung der Schaltwelle 1 wird auf diese Weise in durch den Sensor 5 erfaßbare Schwenkbewegungen des Stellhebels 9 übertragen. Die in Fig. 1 durchgezogen gezeichnete Stel lung der beiden Hebel kann zum Beispiel der Neutralstel lung der Schaltwelle 1 entsprechen. Beim Einlegen eines Ganges wird die Schaltwelle 1 zum Beispiel um ihre Längs achse nach rechts gedreht, um zum Beispiel die in Fig. 1 strichpunktiert gezeigte Winkelstellung anzunehmen. Während der Schaltbewegung wird der Stellhebel 9 durch Auslenkung seines schaltwellenseitigen Endes um den ortsfesten Dreh punkt 7 in seine strichpunktiert gezeichnete Stellung ver schwenkt. Dank der hier in Form der in der hohlzylindrischen Führung verschiebbaren Kugel 11 ausgebildeten Längenaus gleichseinrichtung ist eine Kupplung der beiden Hebel 9, 13 trotz der jeweils ortsfesten Drehpunkte möglich.

Der Sensor 5 liegt zum überwiegenden Teil seines Bauraums außerhalb des Getriebegehäuses 3 und ist damit den hohen Temperaturen nicht in dem Maße ausgesetzt wie ein sich weit in das Getriebegehäuse 3 hinein erstreckender Sen sor. Da der Sensor 5 primär die der Schaltwellenstellung zugeordnete Stellung des Sensorendes des Stellhebels 9 erfaßt, kann die eigentliche Erfassungseinrichtung sogar vollständig außerhalb des Getriebegehäuses 3 angeordnet werden. Die Sensoreinrichtung kann zum Beispiel als Widerstandsbahn ausgebildet sein, auf der sich ein am sensorseitigen Ende des Stellhebels 9 angeordneter Schleifer in zwei Koordinatenrichtungen bewegen kann. Ein solches Flächenpotentiometer liefert für die der Ver schiebungs-und der Drehbewegung der Schaltwelle zugeord neten Koordinatenrichtungen, in die der Schleifer beweg bar ist, der Gangstellung zuordenbare Stellungsinforma tionen, wie dies zum Beispiel in der DE-A-38 36 145, auf die Bezug genommen wird, erläutert ist. Die durch die Veränderung der Hebellängen l₁ und l₂ und des Dreh punkts 7 gegebene Anpassungsmöglichkeit der Gangerfas sungsvorrichtung wird bei Benutzung dieses Sensorkonzepts noch um die Möglichkeit erweitert, auf das jeweilige Getriebe abgestimmte Signalwerte zu speichern, die aktuelle Schaltstellungen also zu "lernen".

Es ist aber auch denkbar, am sensorseitigen Ende des Stellhebels 9 einen Permanentmagneten vorzusehen, der auf eine den verschiedenen Gangstellungen zugeordnete Anord nung von Magnetfeldsensoren, zum Beispiel Hall-Schaltern oder Reed-Schaltern, einwirkt.

In der in Fig. 2 gezeigten Ansicht auf die Gangerfas sungsvorrichtung ist das Übertragen einer durch den Pfeil 19 gezeigten Axialverschiebung der Schaltwelle 1 auf den Sensor 5 schematisch dargestellt. Da der Stellhebel 9 kardanisch um den Drehpunkt 7 frei drehbar gelagert ist, führt auch eine Axialverschiebung der Schaltwelle 1 zu einer Verschwenkung des Stellhebels 9. Wobei die der Axialverschiebung zugeordnete Schwenkachse zur Schwenk achse von Fig. 1, welche einer Drehung der Schaltwelle 1 zugeordnet ist, orthogonal ist.

Die bei 21 angedeutete Längenjustiereinrichtung des Stellhebels 9 bietet die Möglichkeit, die Hebellängen 11 und 12 den Erfordernissen des jeweiligen Getriebes ent sprechend einstellen zu können. Dazu sind die Hebel aus zwei unterschiedlich tief ineinander verschraubbaren Einzelteilen gebildet, wie es in Fig. 3 im Detail darge stellt ist. Die erforderliche Arretierung kann zum Bei spiel durch eine nicht dargestellte Kontermutter sicher gestellt werden. Es versteht sich, daß auch der Mitneh merhebel 1 alternativ oder auch zusätzlich mit einer Längenjustiereinrichtung versehen sein kann.

Fig. 3 zeigt in teilweise geschnittener Darstellung ein anderes Universalgelenk. Bei dieser Vorrichtung ist das Universalgelenk von der Längenausgleichseinrichtung getrennt. Ein am Sensor 5 schwenkbar gehaltener Zapfen 29 greift hier verschiebbar in eine Hülse 23 ein, welche an ihrem geschlossenen Ende über einen Verbindungsstift 25 mit einer Kugel 27 verbunden ist. Die Kugel 27 ist ver schwenkbar in einer am sensorseitigen Ende des Mitneh merhebels 13 ausgebildeten Kugelpfanne 31 gehalten. Das durch dieses Kugelgelenk verwirklichte Universalgelenk ermöglicht zusammen mit der durch die Hülse-Zapfen-Kom bination gebildeten Längenausgleichseinrichtung, die in den Fig. 1 und 2 beschriebene Funktionsweise.

Eine Vorrichtung mit diesem Universalgelenk kann dadurch besonders einfach montiert werden, daß der mit dem Sensor verbundene Zapfen 29 durch die Gehäusewand 3 hindurch in die zusammen mit dem Mitnehmerhebel 13 bereits an der Schaltwelle 1 angebaute, in der Kugelpfanne mit Reibung gehaltene Hülse 23 geschoben wird.

Claims

1. Vorrichtung zur Erfassung der Gangstellung eines Schaltgetriebes, dessen Getriebestufen mittels einer sowohl um ihre Achse drehbar als auch in Richtung ihrer Achse verschiebbar in einem Gehäuse (3) des Schaltgetriebes gelagerten Schaltwelle (1) schaltbar sind,
mit einem an dem Getriebegehäuse (3) insbesondere von außen abnehmbar befestigten, sowohl die Drehstellung als auch die Verschiebestellung der Schaltwelle (1) erfassenden Sensor (5),
dadurch gekennzeichnet, daß
an dem Sensor (5) ein zur Schaltwelle (1) vorstehen der, sowohl längs als auch quer zur Schaltwelle (1) beweglicher Stellhebel (9) gelagert ist und der Sensor (5) die Stellung des Stellhebels (9) erfaßt,
und daß die Schaltwelle (1) einen Mitnehmerhebel (13) trägt, der über ein Universalgelenk (11, 15; 27, 31) mit dem Stellhebel (9) gekuppelt ist, wobei einer der Hebel eine ausschließlich in Längsrichtung dieses Hebels wirksame Längenausgleichseinrichtung (23, 29) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Hebel, insbesondere der Mitnehmerhebel (13), eine zum Stellhebel (9) hin offene hohlzylind rische Führung (15) aufweist, in die eine am freien Ende des anderen Hebels angeordnete Kugel (11) im wesentlichen ohne radiales Spiel verschwenkbar und verschiebbar eingreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Universalgelenk (27, 21) die beiden Hebel (9, 13) auf Zug belastbar miteinander kuppelt und daß einer der beiden Hebel, insbesondere der Stellhebel (9), teleskopierbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der teleskopierbare Hebel (9) quer zur Schaltwelle (1) arretierungsfrei ineinander einsteckbare Hebeltei le (23, 29) umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Universalgelenk ein Kugelgelenk (27, 31) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelgelenk (27, 31) eine mit geringer Reibung in einer Kugelpfanne (31) gehaltene Kugel (27) auf weist, derart, daß das kugelgelenkseitige Hebelteil (23) des teleskopierbaren Hebels (9) für den Zusammen bau fixiert ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der beiden Hebel, insbesondere der Stellhebel (9) längenjustierbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der überwiegende Teil des Sensor bauraums außerhalb des Getriebegehäuses (3) gelegen ist.