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Diese Erfindung betrifft eine Gangpositionsfühleranordnung,
die eine Anzeige in Bezug darauf bereitstellt, welche Gangstufe
zum Zeitpunkt in einem Gangschaltmechanismus eines Kraftfahrzeugs eingelegt
ist.
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Typischerweise weist ein Kraftfahrzeuggangschaltmechanismus
eine Mehrzahl von Gangstufen auf, die gegenseitig ausschließlich so
einlegbar sind, dass zu jedem Augenblick nur einer der Gänge eingelegt
sein kann und diese Gänge
durch ein Auswahlelement ausgewählt
werden, welches sowohl linear als auch drehend bewegt wird, um jeden
Gang einzulegen.
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Der eingelegte Gang dieser Gangschaltmechanismen
kann durch eine Positionsfühleranordnung
mit einem Positionsfühler
erfasst werden. Fühleranordnungen
mit einem linear wirkenden Fühler, der
durch eine Nocke betrieben wird, die mit einem Element dieses Gangschaltmechanismus
verbunden sind, sind in WO 91/11638 A1 und FR 2 707 360 A offenbart.
WO-A-91/11638 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs
1.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Gangpositionsfühleranordnung
bereitzustellen, die in der Lage ist, den eingelegten Gang eines
solchen Gangschaltmechanismus in einem verbesserten Weg zu erfassen.
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Gemäß der Erfindung wird eine Gangpositionsfühleranordnung
bereitgestellt, um anzuzeigen, welcher aus einer Mehrzahl von Gängen in
einem Gangschaltmechanismus eingelegt ist, wobei die Anordnung die
Merkmale, wie sie in Anspruch 1 definiert sind, umfasst.
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Weitere Aspekte werden in den abhängigen Ansprüchen umrissen.
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In einem bevorzugten Aufbau bewegt
die Fühleranordnung,
d. h. die Nocke, eine linear abfühlende
Messsonde eines beigefügten
Positionsfühlers,
um die Anzeige der eingelegten Gangstufe bereitzustellen.
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Die Nocke kann einfach gegen die
Abfühlsonde
drücken
oder kann mit der Sonde durch ein Schnapp- oder andere Verbindung
verbunden sein.
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Die Nocke kann linear verschiebbar
in der dritten Richtung innerhalb eines Gehäuses sein, welches sich durch
eine Öffnung
im Gehäuse
des Auswahlmechanismus erstreckt und welches auch den beigefügten Positionsfühler trägt.
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Praktischerweise können die
Nocke und das Gehäuse,
in dem die Nocke linear gleitet, zusammenwirkende Ausbildungen aufweisen,
welche die Drehung der Nocke innerhalb des Gehäuses verhindern.
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Vorzugsweise umfasst das Gehäuse einen Anbringungsflansch,
der an der Außenseite
des Gehäuses
des Auswahlmechanismus befestigt ist.
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Die Nocke und das Gehäuse können praktischerweise
aus Kunststoffmaterial ausgebildet werden.
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In einem alternativen Aufbau kann
ein Positionsfühler,
z. B. ein elektrischer Positionsfühler, einen Abschnitt aufweisen,
welcher sich in das Gehäuse
hinein erstreckt und von dem die Abfühlsonde vorragt, wobei die
Nocke einen hohlen Rohrabschnitt aufweist, der linear in einer sich übereinanderschiebenden
Weise in die dritte Richtung über
die Außenseite eines
Teils des Abschnitts des elektrischen Positionsfühlers gleitet, der in das Gehäuse hineinragt.
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Vorzugsweise weisen der Abschnitt
des Positionsfühlers
und der sich übereinanderschiebende Rohrabschnitt
ineinandergreifende Ausbildungen auf, welche die relative Drehung
verhindern. Diese sich übereinanderschiebenden
Komponenten können
ebenfalls aus Kunststoffmaterial ausgebildet werden.
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Mehrere Gangpositionsfühleranordnungen gemäß der vorliegenden
Erfindung werden nun nur als Beispiele dienend, mit Bezug auf die
begleitenden Zeichnungen beschrieben, von denen:
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1 eine
schematische, auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines
Gangpositionsfühlers
und eines Teils eines angeschlossenen Gangauswahlmechanismus ist;
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2 eine
Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 1 ist;
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3 eine
Gangauswahlkulisse zeigt, die vom Auswahlmechanismus, der in 1 gezeigt wird, verwendet
wird;
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4 die
Form der Abtastnocke zeigt, die im Gangpositionsfühler aus 1 verwendet wird, wobei
sie in Richtung des Pfeils B betrachtet wird;
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5a bis 5e schematisch die Nockensteighöhen zeigt,
die mit jedem Gang und dem neutralen Zustand des angeschlossenen
Gangschaltmechanismus verbunden sind;
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6 in
Listenform die Bereiche des Nockenversatzes, der mit jedem Gang
verbunden ist, zeigt;
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7 eine
modifizierte Form der Fühleranordnung
zeigt, die in 1 und 2 dargestellt wird, zeigt;
und
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8 und 9 eine alternative Anordnung zeigt,
in welcher die Abtastnocke nicht direkt vom Fühlerbefestigungsgehäuse getragen
wird.
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Mit Bezug auf 1 und 2 wird
in diesen ein Teil eines Gangauswahlmechanismus 10 für einen, angeschlossenen
Fahrzeuggangschaltmechanismus (nicht gezeigt) dargestellt. Der Auswahlmechanismus
umfasst eine Welle 11, welche einen Gangauswahlfinger 12 trägt, der
in die Ausschnitte 13, 14 und 15 eingreifen
kann, die den Gangauswahllinealen 16, 17 beziehungsweise 18 zugeordnet
sind. Auf die bekannte Art wird die Welle 11 in einer ersten
axialen Richtung X und auch drehbar in Richtung Y versetzt, um ausgewählt mit
dem entsprechenden Gangauswahllineal 16 bis 18 bei
Bewegung eines beigefügten Gangauswahlhebels
(nicht gezeigt) innerhalb der Gangauswahlkulisse, die in 3 gezeigt wird, in Eingriff
zu gelangen.
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Die Verbindung (nicht gezeigt) zwischen dem
Gangauswahl/schalthebel und der Welle 11 kann mechanisch,
elektrisch oder hydraulisch aufgebaut sein. Zum Beispiel kann der
Ganghebel mit der Welle 11 über ein Seilzug und Hebelsystem
verbunden sein.
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An der Welle
11 ist eine
Anzeigevorrichtung in der Form des Fortsatzes
19 angebracht,
welche in eine Abtastausbildung in der Form einer Nocke
20 eingreift, welche
in einem Kunststoffgehäuse
21 gleitet,
das in ein Gehäuse
22 vorragt,
welches den Auswahlmechanismus über
eine Öffnung
22a umgibt. Das
Gehäuse
21 umfasst
auch einen Befestigungsflansch
23, der sich außerhalb
des Gehäuses
22 erstreckt
und in den ein elektrischer Positionsfühler
24 bei
25 eingeschraubt
ist. Der Fühler
24 besitzt
eine Sonde
26, die gegen die hintere Fläche
27 der Nocke
20 drückt und
der linearen Bewegung der Nocke
20 in Richtung Z als Antwort
auf die lineare und drehende Bewegung der Welle
11 in die
Richtungen X beziehungsweise Y folgt. Der Fühler
24 erzeugt ein elektrisches
Signal, welches sich mit der axialen Position der Sonde
26 verändert, wodurch
einem elektrischen Steuersystem eine Anzeige zur Verfügung gestellt
wird, welche Gangstufe zum Zeitpunkt im angeschlossenen Gangschaltmechanismus
eingelegt ist. Dieses elektrische Signal kann dann verwendet werden,
zum Beispiel als Teil eines halbautomatischen Getriebes der Art,
das in den Europäischen Patenten
EP 38113 B1 ,
EP 43660 B1 ,
EP 59035 B1 und
EP 101220 B1 beschrieben
wird, oder als Teil eines voll automatisierten Getriebes, das zum
Beispiel in WO 96/23671 A1 offenbart wurde.
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Nun wird Bezug auf 4 genommen, wobei diese genau die Form
der Vorderseite 28 der Nocke 20 zeigt, die durch
den Fortsatz 19 berührt
wird. Die Nocken-Oberfläche 28 weist
eine zentrale Spur 30 auf, entlang der sich der Fortsatz 19 bewegt,
wenn der beigefügte
Gangschaltmechanismus sich in seinem neutralem Zustand befindet.
An einem Ende und auf eine Seite der Spur 30 hin wird eine
erhabene Nockenkontaktfläche 31 bereitgestellt,
die mit dem Fortsatz 19 in Eingriff gelangt, wenn die Welle 11 bewegt wird,
um den Rückwärtsgang
des beigefügten
Gangschaltmechanismus einzulegen. Auf der anderen Seite der neutralen
Spur 30 befindet sich eine niedrigere Nockenkontaktfläche 32,
die in Eingriff gelangt, wenn die Welle 11 bewegt wird,
um den fünften
Gang des beigefügten
Gangschaltmechanismus auszuwählen.
Bei axialer Bewegung in Richtung des Zentrums der Spur 30 sind
die Nockenkontaktflächen 33 und 34 auf
jeder Seite der neutralen Spur anzutreffen, die mit dem Fortsatz 19 in
Eingriff gelangen, wenn die Welle 11 bewegt wird, um den
dritten beziehungsweise vierten Gang des beigefügten Gangschaltmechanismus
einzulegen. Diese Kontaktflächen 33 und 34 liegen
etwas unter dem allgemeinen Niveau der neutralen Spur 30 der
Nockenoberfläche 28.
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Wenn man sich nun an das andere Ende
der neutralen Spur 30 bewegt, findet man zwei erhabene Nockenkontaktflächenbereiche 35 und 36 vor,
die mit dem Fortsatz 19 in Eingriff gelangen, wenn der
erste und der zweite Gang des Gangschaltmechanismus durch Bewegungen
der Welle 11 eingelegt werden.
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5a zeigt
den nominalen Versatz der hinteren Fläche 27 der Nocke 20 von
der Längsachse X-X
der Welle 11, wenn die Sonde 19 sich im Eingriff mit
der neutralen Spur 30 befindet.
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Nominal beträgt dieser Versatz 37 mm (± 0,3 mm).
In ähnlicher
Weise zeigen 5b, 5c, 5d und 5e den
nominalen Versatz der hinteren Fläche 27, wenn der jeweils
erste/zweite, dritte/vierte, fünfte Gang
und der Rückwärtsgang
durch den beigefügten Gangschaltmechanismus
ausgewählt
werden. 6 zeigt in tabellarischer
Form den nominalen, den maximalen und den minimalen Versatz, der
jedem Übersetzungsverhältnis des
Getriebes zugeordnet ist. Dies definiert den Bereich der Nockenpositionen
und daher die elektrischen Signale vom beigefügten Fühler 24, die jedem
Gang zugeordnet sind.
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Wie aus dem obig Vorgetragenen geschätzterweise
hervorgeht, ist das Ausgabesignal von Fühler 24 gleich, wenn
der Fortsatz 19 die Nockenkontaktoberfläche 35 oder 36 abtastet,
um entweder den ersten oder zweiten einzusetzenden Gang auszuwählen. In ähnlicher
Weise ist das Ausgabesignal von Fühler 24 gleich, wenn
der Fortsatz 19 die Nockenkontaktoberfläche 33 oder 34 abtastet,
um entweder den dritten oder vierten Gang auszuwählen, als es auch das Gleiche
für den
dritten wie für
den vierten Gang ist. Um es nun für das angeschlossene elektrische
Steuersystem zwischen erstem und zweitem und drittem und viertem
Gang unterscheidbar zu machen, ist der angeschlossene Gangauswahlschalthebel
mit einem Bewegungsfühler
ausgestattet, der anzeigt, ob der Fahrer des Fahrzeugs am Ganghebel
zieht oder schiebt, und daher ist das Gesamtsystem in der Lage,
zwischen der Auswahl des ersten und des zweiten und zwischen der
Auswahl des dritten und des vierten Gangs zu unterscheiden.
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Wenn der Weg der Sonde 26 ausreichend lang
ist, kann es alternativ mit einer geeignet angefügten Nockenoberfläche 28 möglich sein,
eine einmalig auftretende axiale Position der Sonde 26 (die einer
einzigartig auftretenden Position der Nocke 20 entspricht)
für jede
Gangstufe des Getriebes zu erhalten, was es daher überflüssig macht,
zusätzlich auch
einen Fühler
für das
Schieben/Ziehen des Gangschalthebels einzusetzen, um zwischen erstem und
zweitem sowie drittem und viertem Gang unterscheiden zu können, wie
dies oben beschrieben ist.
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7 zeigt
eine Abtastanordnung ähnlich
jener, die in 2 gezeigt
wird, mit der Ausnahme, dass der Fühler 24 einen mit
Keilwellennuten versehenen Abschnitt 24a aufweist, der
entweder in das Kunststoffgehäuse 23 eingegossen
oder dauerhaft eingepresst ist.
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In allen Anordnungen, die oben beschrieben worden
sind, drückt
die Sonde 26 des Fühlers 24 einfach
gegen die hintere Fläche 27 der
Nocke 20 und verbleibt in Kontakt mit dieser Oberfläche, während sich
die Nocke in die Richtung Z bewegt. In der Anordnung, die in 8 gezeigt wird, weist die
Sonde 26 einen abschließenden kugelförmigen Abschnitt 26a auf,
der in eine entsprechende kugelförmige
Vertiefung 20c im Nockenelement 20 einrastet,
um sicherzustellen, dass das Nockenelement und die Sonde 26 sich
als eine gemeinsame Einheit bewegen. In der Anordnung, die in 8 und 9 gezeigt wird, weist das Nockenelement 20 einen
rohrförmigen
Abschnitt 20a auf, der auf dem Nasenfortsatzabschnitt 24b des Fühlers 24 geführt wird
und der keine direkte Unterstützung
woher auch immer vom Gehäuse 23 erhält, das
den Fühler 24 auf
dem Auswahlmechanismusgehäuse
befestigt. Wie aus 9 ersichtlich,
wirken der Querschnitt des Nasenfortsatzabschnitts 24b des Fühlers 24 und
der umgebende Rohrabschnitt 20a der Nocke 20 zusammen,
um die Drehung des Nockenelements 20 um den Nasenfortsatzabschnitt 24b zu
verhindern, wenn der Fortsatz
19 sich während der Auswahl der verschiedenen
Gänge des
angeschlossenen Gangschaltmechanismus bewegt.
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Die vorliegende Erfindung stellt
daher eine einfache, aber wirkungsvolle Anordnung bereit, die nicht
nur einen Positionsfühler
auf einem Auswahlmechanismusgehäuse
anbringt, sondern auch die linearen und die drehenden Bewegungen
eines angeschlossenen Gangauswahlschaltelements in rein lineare
Bewegungen einer Abtastsonde des Positionsfühlers umsetzt.