DE3929937A1

DE3929937A1 - Mit magnetkraeften arbeitender endlagensensor

Info

Publication number: DE3929937A1
Application number: DE19893929937
Authority: DE
Inventors: Franz Benda
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1989-09-08
Publication date: 1991-03-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Magnetkräften arbeitenden Endlagensensor für ein verschiebliches, um seine Längsachse nicht verdrehfest gehaltenes Bauteil, insbesondere der Schaltstange eines Kraftfahrzeuggetrie bes, welcher seitlich neben der Bewegungsbahn des Bau teils eine feststehende Sensoreinrichtung und auf dem Bauteil ein die Sensoreinrichtung beeinflussendes Ele ment aufweist. Solche Endlagensensoren werden in der Technik für sehr unterschiedliche Zwecke im großen Um fange benötigt und sind deshalb allgemein bekannt.

Bei solchen mit Magnetkräften arbeitenden Endlagensen soren tritt das Problem auf, daß Abstandsänderungen zwischen dem Magnetfeldsensor und dem Magneten oder eines zur Erzeugung des Signals zwischen dem Magnetfeld sensor und dem Magneten beweglichen Elementes die Feld stärke im Bereich des Magnetfeldsensors stark beeinflus sen. Um Toleranzen auszugleichen, muß der Magnetfeld sensor deshalb sehr empfindlich sein, so daß er relativ teuer ist. Besonders ungünstig wirkt sich diese Empfind lichkeit des Magnetfeldsensors gegen Abstandsänderungen aus, wenn das zu überwachende Bauteil nicht drehfest angeordnet ist. Das ist beispielsweise bei der Schalt stange eines Kraftfahrzeuggetriebes der Fall, welche bei einem automatisch, elektronisch gesteuerten Getriebe hin sichtlich ihrer beiden, jeweils einem Gang zugeordneten Endstellungen überwacht werden muß. Verdreht sich eine solche Schaltstange während ihrer Schaltbewegung um ihre Längsachse, dann fluchtet das die Sensoreinrichtung beeinflussende Element auf der Schaltstange nicht mehr mit der Sensoreinrichtung. Es kommt deshalb entweder nur noch zu einem schwachen oder sogar zu keinem Signal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit Magnetkraft arbeitenden Magnetfeldsensor der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er möglichst toleranz unempfindlich ist und durch eine Drehbewegung des zu überwachenden Bauteils um seine Längsachse nicht beein flußt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das die Sensoreinrichtung beeinflussende Element als eine axial unverschieblich, jedoch verdrehbar auf dem Bauteil gehaltene, zur Sensoreinrichtung gerichtete, außerhalb des zu überwachenden Bauteiles gegen Verdrehen gesicherte Fahne ausgebildet ist.

Durch diese Gestaltung ist die Winkelposition des die Sensoreinrichtung beeinflussenden Elementes relativ zu diesem Element unabhängig von einer möglichen Verdrehung des zu überwachenden Bauteils um seine Längsachse zwangs läufig festgelegt. Deshalb ist bei einer axialen Ver schiebung des zu überwachenden Bauteils ein starker Feld stärkeanstieg unabhängig davon zu erreichen, ob sich das Bauteil während seiner Verschiebung zugleich verdreht. Eine Verdrehsicherung des zu überwachenden Bauteils wird dank der Erfindung unnötig, so daß beispielsweise an dem zu überwachenden Getriebe sehr wenig verändert werden muß. Durch die erfindungsgemäße Fixierung des die Sensor einrichtung beeinflussenden Elementes relativ zur Sensor einrichtung kann man mit einem relativ kleinen Magnet feldsensor in der Sensoreinrichtung arbeiten, so daß der Endlagensensor insgesamt kostengünstig herstellbar ist.

Besonders einfach ist die Stellung des die Sensorein richtung beeinflussenden Elementes relativ zur Sensor einrichtung fixiert, wenn die Fahne in allen Positionen des zu überwachenden Bauteiles in einen Schlitz der Sen soreinrichtung ragt.

Die Sensoreinrichtung kann hinsichtlich ihrer aktiven Bauteile unterschiedlich gestaltet sein. Besonders ein fach ist sie ausgebildet, wenn die Sensoreinrichtung zumindest einen Magneten und ein Hallelement aufweist.

Ein besonders starkes Signal erhält man mit relativ geringem Aufwand, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung die Sensoreinrichtung auf einer Seite des Schlitzes mit Abstand nebeneinander zwei auf ihrer dem Schlitz abgewandten Seite durch ein Polleitstück mitein ander verbundene Magnete und auf der gegenüberliegenden Seite fluchtend zu einem Magneten das Hallelement auf weist und wenn von der dem Schlitz abgewandten Seite des Hallelementes ein weiteres Polleitstück vorgesehen ist, welches auf der Seite des Hallelementes fluchtend zum diesem nicht zugewandten Magneten der anderen Schlitz seite endet.

Die Magnetfeldänderung zwischen den beiden Endstellungen der Fahne ist besonders groß, so daß die Schaltstangen position sehr eindeutig zu detektieren ist, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Fahne durch eine mittige Ausnehmung gabelartig ausgebildet ist.

Konstruktiv besonders einfach ist die Fahne auf dem zu überwachenden Bauteil anzuordnen, wenn sie radial an einem auf das zu überwachende Bauteil geschobenen Auge vorgesehen ist.

Die Fahne kann auch statt vom Magnetfeldsensor von einem anderen Bauteil verdrehgesichert sein. Eine solche, be sonders einfach ausgebildete Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Verdrehsicherung der Fahne durch einen der Sensoreinrichtung gegenüberliegenden Vorsprung des die Fahne aufweisenden Bauteils und einen dort vorgesehenen Führungsanschlag gebildet ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind drei davon in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. In ihr zeigen die

Fig. 1 eine Vorderansicht eines zu überwachenden Bauteiles mit dem erfindungsgemäßen Endlagen sensor,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Anordnung nach der Fig. 1,

Fig. 3 eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungs form eines mit dem zu überwachenden Bauteil zu verbindenden Elementes,

Fig. 4 eine Vorderansicht einer dritten Ausführungs form eines Endlagensensors ohne die Sensor einrichtung.

Die Fig. 1 zeigt ein zwischen zwei Endstellungen axial verschiebliches Bauteil 1, bei dem es sich beispiels weise um die Schaltstange eines automatisch elektronisch gesteuerten Getriebes handeln soll. Auf dieses Bauteil 1 ist relativ zum Bauteil 1 verdrehbar, jedoch axial unver schieblich, ein Auge 2 mit einer hierzu radial ausgerich teten Fahne 3 geschoben. Diese Fahne 3 greift in eine feststehende Sensoreinrichtung 4. Sie ist dadurch gegen Verdrehen gesichert.

Die Fig. 2 läßt erkennen, daß die Sensoreinrichtung 4 einen Schlitz 5 hat, in den die Fahne 3 eingreift. Da durch verdreht sich die Fahne 3 auch dann nicht, wenn sich das Bauteil 1 um seine Längsachse verdreht. Auf der in Fig. 2 gesehen rechten Seite des Schlitzes 5 sind zwei Magnete 6, 7 vorgesehen, welche auf der dem Schlitz 5 abgewandten Seite durch ein Polleitstück 8 miteinander verbunden sind. Auf der gegenüberliegenden Seite des Schlitzes 5 befindet sich fluchtend zum Magneten 6 ein Hallelement 9, von dem aus ein Polleitstück 10 auf der linken Schlitzseite bis in eine mit dem Magneten 7 fluch tende Stellung geführt ist.

In Fig. 3 ist eine Fahne 3 gezeigt, welche durch eine mittige Ausnehmung 11 gabelartig ausgebildet ist. Da durch kommt es an der Sensoreinrichtung 4 bei Verschie bung des Bauteiles 1 zu einer Feldstär kenänderung.

Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 4 erfolgt die Ver drehsicherung des die Fahne 3 aufweisenden Bauteils durch einen Vorsprung 12, welcher der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Sensoreinrichtung 4 genau gegenüber liegt. Dieser Vorsprung 12 greift in einen Führungsan schlag 13, der sich parallel zum Bauteil 1 erstreckt.

Claims

1. Mit Magnetkräften arbeitender Endlagensensor für ein verschiebliches, um seine Längsachse nicht verdrehfest gehaltenes Bauteil, insbesondere der Schaltstange eines Kraftfahrzeuggetriebes, welcher seitlich neben der Be wegungsbahn des Bauteils eine feststehende Sensorein richtung und auf dem Bauteil ein die Sensoreinrichtung beeinflussendes Element aufweist, dadurch gekennzeich net, daß das die Sensoreinrichtung (4) beeinflussende Element als eine axial unverschieblich, jedoch verdreh bar auf dem Bauteil (1) gehaltene, zur Sensoreinrichtung (4) gerichtete, außerhalb des zu überwachenden Bauteiles (1) gegen Verdrehen gesicherte Fahne (3) ausgebildet ist.

2. Endlagensensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Fahne (3) in allen Positionen des zu über wachenden Bauteiles (1) in einen Schlitz (5) der Sensor einrichtung (4) ragt.

3. Endlagensensor nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (4) zumindest einen Magneten (6, 7) und ein Hallelement (9) aufweist.

4. Endlagensensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Sensoreinrichtung (4) auf einer Seite des Schlitzes (5) mit Abstand nebeneinander zwei auf ihrer dem Schlitz (5) abgewandten Seite durch ein Polleitstück (8) miteinander verbundene Magnete (6, 7) und auf der gegenüberliegenden Seite fluchtend zu einem Magneten (6) das Hallelement (9) aufweist und daß von der dem Schlitz (5) abgewandten Seite des Hallelementes (9) ein weiteres Polleitstück (10) vorgesehen ist, welches auf der Seite des Hallelementes (9) fluchtend zum diesem nicht zuge wandten Magneten (7) der anderen Schlitzseite endet.

5. Endlagensensor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahne (3) durch eine mittige Ausnehmung (11) gabelartig ausgebil det ist.

6. Endlagensensor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahne (3) radial an einem auf das zu überwachende Bauteil (1) ge schobenen Auge (2) vorgesehen ist.

7. Endlagensensor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsiche rung der Fahne (3) durch einen der Sensoreinrichtung (4) gegenüberliegenden Vorsprung (12) des die Fahne (3) hal tenden Elementes und einen dort vorgesehenen Führungsan schlag (13) gebildet ist.