机动车变速器的换档装置和其制作方法
【专利摘要】一种机动车变速器的换档装置（1），该换档装置具有用于选择或切换变速器档位的换档元件（2）和信号发生器壳体（3），该信号发生器壳体具有信号发生器（4）且被固定在换档元件（2）上，其中，该换档元件（2）具有一个或多个穿通凹部（5、6），并且信号发生器壳体（3）具有一个或多个布置在所述一个或多个穿通凹部（5、6）中的保持件（7、8），其中，保持件（7、8）在背侧锁定在换档元件（2）上。
【专利说明】机动车变速器的换档装置和其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机动车变速器的换档装置，其带有用于选择或切换变速器档位的换档元件，且带有信号发生器壳体，该信号发生器壳体具有信号发生器且被固定在换档元件上。
【背景技术】
[0002]在机动车的齿轮变速器中通常使用例如换档轴、换档拨叉或其它传递元件形式的换档元件，其绝大多数是可平移的，然而也可绕旋转轴线滑移或者扭转。
[0003]为了改善换档舒适性和换档可靠性必需探明换档元件的精确位置，以便于自动化发动机的功能(例如起动或者停止)或针对特殊换档策略应用该档位位置。在此，已知的是，为了识别换档元件的位置而使用传感器。例如，DE19751519A1公开了一种包括磁铁和霍尔传感器的线性传感器，以便可探测在两个构件之间的线性相对位置。为了不使磁场受影响且因此不使测量结果失真，在该已知的解决方案中规定，用于传感机构的相关支撑元件由塑料制成。
[0004]同样已知的是，上述类型的传感器被用于齿轮变速器中的换档杆的位置测定。在此，大多使用非接触式的传感器，其中，磁铁被固定在换档杆上且与该换档杆构成换档杆单元。然后经由传感器，通过测量磁场强度来测定换档行程。在此，磁铁和传感器元件设置成单独的非集成的元件，因为在线性引导的由钢制成的构件的区域中会产生对磁场的影响。确切的说，传感器元件必须布置在支承区域之外，这导致对可供使用的结构空间的高要求。
[0005]为了解决该问题，DE102008052416A1规定，将磁铁布置在线性引导的区域中且设置运转套筒(LaufhUlse)，该运转套筒由金属的非铁磁材料制成。因此，在借助于磁场传感器进行位置识别时，在位置磁铁与传感器之间的空隙中不存在铁磁构件。位置固定地处在待测量的构件上的磁铁产生其强度或方向被传感器测定的磁场，由磁场可确定磁铁的位置且进而可计算换档位置。
[0006]所有解决方案的共同点是磁铁在换档元件上的固定仅能够以高成本的方式实现。在现有技术中所建议的拼接工艺在过程技术上是缓慢的。其例如需要高成本的螺接或较难操作的粘合剂。此外，粘合工艺的缺点是，粘合过程由于粘合剂的必要的硬化而持续相对较长时间，且构件在此期间须非常小心地进行操作，以便不使构件彼此移动且因此削弱粘合连接。生产技术上较有利的焊接仅可以出现在用于磁铁的金属支架中，且由于热输入不利地改变了磁场强度。铁磁支架也不足够于保护磁铁免受不期望的污染。
【发明内容】
[0007]因此本发明基于如下任务:提供一种开头所述类型的换档装置，且提供一种用于信号发生器壳体与换档元件的连接方法，这实现了将信号发生器与换档元件的快速且同时可靠的连接，其中，换档装置制造得紧凑且稳定，然而并且使得能够完美地探明操纵元件的位置。[0008]根据本发明，该任务通过根据权利要求1所述的换档装置解决。此外，换档元件具有用于保持件的穿通凹部。保持件与信号发生器壳体牢固地相连、保持件穿过穿通凹部且将信号发生器壳体定位在换档元件上，为此，保持件在背对信号发生器的一侧上被锁定。把背对信号发生器的一侧理解为换档元件的背侧区域，从而使得这种锁定和信号发生器处在换档元件就穿通凹部而言的不同侧上。
[0009]因此，信号发生器壳体形状锁合(formschlilssig)地锁定在换档元件上，从而排除相对该换档元件的相对滑移。由于该形状锁合的锁定可毫无问题地实现，针对换档元件和信号发生器壳体使用不同的材料，而不被局限于确定的连接技术。费时且高成本的螺接或较难操作的粘合过程可取消。其他的构件不是必须的。
[0010]尤其是对于信号发生器壳体而言设置有非铁磁材料，在其中信号发生器至少被部分包封。由此，在磁铁作为信号发生器的情况中，可以防止磁场强度由于周围结构以及由于积聚的铁颗粒而失真。例如，信号发生器壳体可由塑料构造成，而换档元件由其它材料制成。所述其它材料优选为金属，例如铝或铁。
[0011]在有利的构造方案中，信号发生器和信号发生器壳体彼此不可脱开地相连。
[0012]穿通凹部可构造为简单的钻孔，且在换档元件的非切削制作的情况中优选为同样将穿通凹部以非切削的方式引入到换档元件中。用于该引入的特别合适的方法是冲裁。
[0013]可选地，穿通凹部具有恒定的或逐渐变细的横截面，其中，为了形状锁合的锁定，保持件以尽可能互补于穿通凹部的方式构造。
[0014]对于本发明的实现而言，一个穿通凹部足够用于将带有信号发生器的信号发生器壳体锁定在换档元件上。尤其是当穿通凹部和配属的互补的保持件具有非圆形的横截面时，在保持件的导入之后，在换档元件上信号发生器壳体已经在几何上抗扭转。替选地，该抗扭转可通过贯穿多个穿通凹部的多个、必要时于是也是圆的保持件来确保。
[0015]换档装置的制作以如下方式实现:将具有信号发生器壳体的保持件插到换档元件的穿通凹部中。在保持件和与之互补的穿通凹部有非圆形轮廓时，信号发生器壳体已经是抗扭转的。接着锁定信号发生器壳体以防止不期望的丢失。
[0016]为此，在第一种变型方案中保持件设有呈蘑菇状的头部。在导入到穿通凹部中时，首先进行头部的略微压挤和在头部穿过穿通凹部之后紧接着的再次扩大。通过这种扣合，带有信号发生器的信号发生器壳体被可靠地保持在换档元件处。
[0017]在第二种变型方案中，保持件构造成销钉状，且在插塞穿过之后在力作用或热作用下永久地变形。由金属制成的销钉例如可以变形为平底锅状，或呈铆钉状地弯曲。在后者的情况中尤其设置有端侧带裂口的销钉。对于由塑料或由其它易融化的材料制成的保持件而言也设置有热处理，其使保持件局部融化。必要时，当前软的材料附加地例如通过冲具来变形。保持件可以依赖于材料附加地与换档元件材料锁合地(stoffschliissig)相连。然而优选的是，通过变形达到单独的形状锁合连接，尤其是针对在金属换档元件上的塑料保持件。
[0018]在本发明的改进方案中，保持件构造为销钉且优选由塑料构造。销钉可以与信号发生器壳体一体式地构造，或被喷铸到信号发生器壳体上。然后，销钉在插塞穿过之后的变形借助合适地成形的超声波发生器来实现。通过超声波焊接实现销钉端部的变形、或替选地实现多个销钉端部的连接。有利的是可以取消在信号发生器壳体中的注塑包封衬套。[0019]在另一变型方案中设置有多个保持件，它们彼此相连。此外它们可如先前所描述的那样被变形。替选的是也可以考虑相互锁定。此外，保持件在背侧且因此在关于换档元件背对信号发生器的一侧上彼此相连。例如卡簧或作为配对支架的套口板(Kappenaufsatz)适合作为连接件。卡簧力锁合地(kraftschliissig)保持保持件,套口板优选在套筒径向上，形状锁合地和/或力锁合地保持保持件，而在其它延伸方向上保持件通过所述插塞穿过被形状锁合地保持。
[0020]在其中保持件构造为销钉的变型方案中，保持件是柱形的且优选具有呈圆形的横截面。原则上，对于保持件而言可以考虑任意的横截面形状，其中，凸状的横截面不仅简化了穿通凹部的制作而且简化了保持件的制作。
[0021]换档元件可以构造成不必须为圆的换档杆、换档轴或换档轨道。在实心换档元件中，穿通凹部优选构造为钻孔，其垂直于表面轮廓伸展。
[0022]对于例如具有矩形的横截面的冲裁的换档轨道，穿通凹部可以在换档轨道的制作期间、在相同的过程步骤中，也就是说同样通过冲裁被弓I入。
[0023]此外，设置有空心的换档元件，例如换档空心轴。替选地，换档元件是换档拨叉，换档拨叉也可以设计成换档摇臂(Schaltschwinge)。由此，信号发生器可特别靠近地布置在待切换的档位齿轮处，这改善了精度。
[0024]在下一变型方案中，换档元件构造成换档套筒。换档套筒在周向上环绕另一换档元件。此外，换档套筒不必一定作为全圆柱体完全包围该另一换档元件，而是换档套筒也可以仅局部式地环绕。利用换档套筒不必由于引入穿通凹部而削弱另外的换档元件。此外，换档套筒可以例如被热装。
[0025]通过换档套筒实现表面增大，从而使得信号发生器的布置可更好地协调于传感器的位置。作为具有相对较薄的壁厚的钢板换档套筒或塑料换档套筒，换档套筒可以特别容易地设有穿通凹部。制作成本被降低，且材料废料被减少。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]下面借助附图对本发明的实施例作进一步说明。其中:
[0027]图1a以立体的斜视图形式示出了带有作为换档元件的换档套筒、和由塑料构成的单独的信号发生器壳体的换档装置的局部视图；
[0028]图1b示出了在信号发生器壳体被插入到换档元件上之后的、根据图1a的换档装置的片段图；
[0029]图1c示出了在信号发生器壳体通过卡簧被锁定在换档元件处之后的、根据图1b的换档装置的片段图；
[0030]图1d示出了根据图1c的卡簧；
[0031]图2示出了第二换档装置，其中，保持件在背侧具有蘑菇状的头；
[0032]图3a_3d示出了第三换档装置，其中，信号发生器壳体通过扣合被锁定在换档元件处；并且
[0033]图4a、4b示出了第四换档装置，其中，信号发生器壳体和作为配对支架的互补的锁定元件彼此力锁合地相连。【具体实施方式】
[0034]图1a至图1d显示了根据本发明的换档装置I的第一实施方案。仅部分示出呈换档套筒11形式的换档元件2，其可与未示出的换档轴相连。换档套筒11构造为管状圆柱体且由原本平坦的钢板制作。钢板被卷成圆柱体，其端部借助于燕尾槽连接12彼此锁定且防止了管状圆柱体的展开。在钢板还是平坦的状态时，不同的凹部被冲裁到钢板中。因此，一种凹部作为用于可靠地引导换档杆的滑槽引导部13被引入，而其他的凹部作为穿通凹部
5、6用于接合信号发生器壳体3。径向在外侧，换档套筒11具有其他的功能元件(例如卡锁轮廓14和换挡拨片15)。因此，换档套筒11构造为多功能套筒，其容纳四个功能元件，因此换档轴无须被加工或被削弱。
[0035]在示出的实施方式中，换档套筒11刚好具有两个轴向依次布置的穿通凹部5、6，它们布置在换档套筒11的柱面部17的端面侧的端部16处。信号发生器壳体3(其具有互补于柱面部17的半径的内轮廓18且设有两个作为保持件7、8的销钉)在外侧被插到换档套筒11上。销钉的间距与圆形的穿通凹部5、6的间距相应。在插入之后，销钉穿过并突出于柱面部17，从而销钉伸入到换档套筒11的内腔18中(图lb)。接着，这两个销钉通过卡簧9来锁定(图lc)。卡簧9为此在内侧径向按压到销钉上，直至卡簧张开。然后卡簧被进一步朝向径向外部推动到销钉上，尽可能直至其接触柱面部17的内侧。
[0036]卡簧9设计成H形的成形弹簧且具有四个簧片19，其中每两个围嵌一个保持件7、
8。簧片19在端侧设有凸起部20，以防止信号发生器壳体3的不小心的滑落。因为信号发生器4通常被非接触式地扫描，所以仅把非常少的力作用在信号发生器壳体-换档元件的组合上，因而可以使用较小厚度且由常规的弹簧钢制成的简单的弹簧。通过在端面侧的端部16处的布置确保卡簧9易于装配。
[0037]在图1a-1d中未示出的信号发生器构造为磁铁且被信号发生器壳体3完全包围。由此，很少铁颗粒在磁铁处积聚，这确保了磁场强度的长期的精度。此外，通过借助于卡簧9的锁定，在装配过程中不会在紧邻磁铁的周围环境中引起太大的热作用，从而使得磁铁的特性不被不利地改变。在示出的情况中，扁平的棒状磁铁借助于塑料被注塑包封且因此被通过硬化的塑料构成的信号发生器壳体3包围。由此，信号发生器壳体3可以具有恒定的厚度，这实现了相对同样未示出的传感器的特别窄的间距，且进而实现高的测量精度。信号发生器壳体3的外轮廓可不同于示出的形状而自由地设计。
[0038]在未示出的变型方案中，两个穿通凹部5、6和其确定的保持件7、8以不同的方式成形，从而确保信号发生器壳体3的防止极性颠倒的插入且排除错误装配。
[0039]图2显示了用于信号发生器壳体3的固定方式的变型方案。在将信号发生器壳体3插入到换档套筒11上之后，由塑料制成的销钉借助于特殊成形的超声波发生器通过超声波融化且变形。变成蘑菇状的头26的变形将信号发生器壳体形状锁合地且不可脱开地锁定在换档套筒11上。在端面侧的端部16处的装配确保超声波发生器可以被容易地导入到构造为空心体的换档套筒11中。
[0040]图3c和3d显示了换档装置I的另一构造方案，在其中信号发生器壳体以形状锁合且力锁合的方式被保持，而不需要额外的构件或随后的加工步骤。在图3a中再次局部剖面地示出换档套筒11。换档套筒11在其柱面部17上具有两个矩形成形的穿通凹部5、6以及一个在端面侧的自由冲裁部19 (图3a)。非对称成形的信号发生器壳体3 (图3b)具有呈圆柱面形式的主体20，在其之中嵌入有信号发生器4。在主体20处在内侧安装有作为保持件7、8的两个弯曲的止动钩21、23以及作为另外的保持件的轴向指向的卡合挂钩22。在将信号发生器壳体3装配在换档套筒11上时，止动钩21、23被导入到凹部6、19中。为此，凹部19以如下方式构造:使信号发生器壳体3在端面侧与换档套筒齐平。为了更容易的装配，凹部6在轴向上略长于止动钩23的轴向长度。卡合挂钩22在穿通凹部5处扣合。
[0041]在根据图4a和4b的变型方案中，信号发生器壳体3如在根据图1a至Id的变型方案中那样构造。对此的不同之处是，信号发生器4径向向外指向地布置在信号发生器壳体3上。作为换档元件2的换档套筒11同样被相同地构造。在将信号发生器壳体3插入到换档套筒11上之后，通过配对支架10在内侧的挤压来实现信号发生器壳体3在换档套筒11上的锁定，配对支架10构造为套口板。配对支架10是呈平凸状的塑料件，其具有两个用于容纳保持件7、8的接榫24、25。接榫24、25与保持件7、8力锁合地相连。在装配之后，配对支架10贴靠在换档套筒11的内轮廓上(图4b)。
[0042]附图标记列表
[0043]I 换档装置
[0044]2 换档元件
[0045]3 信号发生器壳体
[0046]4 信号发生器
[0047]5 穿通凹部
[0048]6 穿通凹部
[0049]7 保持件
[0050]8 保持件
[0051]9 卡簧
[0052]10配对支架
[0053]11 套筒
[0054]12燕尾槽
[0055]13滑槽引导部
[0056]14卡锁轮廓
[0057]15换挡拨片
[0058]16端面侧的端部
[0059]17柱面部
[0060]18 内腔
[0061]19自由冲裁部
[0062]20 主体
[0063]21止动钩
[0064]22 卡合体
[0065]23止动钩
[0066]24 接榫
[0067]25 接榫
[0068]26蘑菇状的头
【权利要求】
1.一种机动车变速器的换档装置(I)，所述换档装置具有 -用于选择或切换变速器档位的换档元件(2 )，和 -信号发生器壳体(3)，所述信号发生器壳体具有信号发生器(4)且被固定在所述换档元件(2)上， 其特征在于， 所述换档元件(2)具有一个或多个穿通凹部(5、6)，并且所述信号发生器壳体(3)具有一个或多个布置在所述一个或多个穿通凹部(5、6)中的保持件(7、8)，其中，所述一个或多个保持件(7、8)在背侧锁定在所述换档元件(2)上。
2.根据权利要求1所述的换档装置，其特征在于，所述换档元件(2)构造为换档杆、换档拨叉或换档套筒(11)。
3.根据权利要求1或2所述的换档装置，其特征在于，所述信号发生器壳体(3)由塑料构造成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的换档装置，其特征在于，所述保持件(7、8)中的至少一个与所述信号发生器壳体(3) —体式地构造。
5.根据前述权利要求中任一项所述的换档装置，其特征在于，所述保持件(7、8)中的至少一个构造为销钉。
6.根据前述权利要求中任一项所述的换档装置，其特征在于，所述保持件(7、8)中的至少一个在背侧被超声波焊接。
7.根据前述权利要求中任一项所述的换档装置，其特征在于，所述保持件(7、8)中的至少一个在横截面中构造成蘑菇状。
8.根据前述权利要求中任一项所述的换档装置，其特征在于，所述信号发生器壳体(3)具有至少两个保持件(7、8)，所述至少两个保持件在背侧通过卡簧(9)被锁定。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的换档装置，其特征在于，所述一个或多个保持件(7、8)在背侧与形状锁合且力锁合地容纳所述一个或多个保持件(7、8)的配对支架(10)相连。
10.用于制作根据前述权利要求中任一项所述的换档装置(I)的方法，其中，将信号发生器壳体(3)的一个或多个保持件(7、8)可逆地插到一个或多个穿通凹部(5、6)中，并且接着将所述保持件可脱开地或不可脱开地锁定在换档元件(2)上。
【文档编号】F16H63/30GK103890461SQ201280037417
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2011年8月5日
【发明者】斯坦尼斯拉夫·马西尼, 托马斯·内迈尔, 约亨·洛菲尔曼 申请人:舍弗勒技术有限两合公司