用于将车辆的选挡杆锁定在预定的位置中的磁体装置、用于制造磁体装置的方法和用于 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明根据独立权利要求涉及一种用于将车辆的选挡杆锁止在预定的位置中的磁体装置、一种用于制造磁体装置的方法和一种用于运行磁体装置的方法。
【背景技术】
[0002]目前，磁体装置，譬如用于变速器换挡机构的换挡锁定磁体(Shiftlock-Magnete)以常规结构形式实施为举升磁体(Hubmagnet)。通常，这种换挡锁定磁体具有四个基本功會K:
[0003]-无电流地锁定在选择杆位置“P”中
[0004]-以加载电流的方式从选择杆位置“P”中解锁
[0005]-以加载电流的方式锁定在选择杆位置“N”中
[0006]-无电流地在选择杆位置“N”中解锁
[0007]在这些位置中应当经由挺杆(也被称为衔铁)支撑操作力和滥用的力。此外，磁体应当近似无噪声地工作。磁体的升程通常为大约6.5mm。磁体(同义地也被称为磁体装置)通常按照100%的接通持续时间来设计并且以开关方式运行。目前设计的挑战在于，在相当长的操作行程上保持低噪声，但尽管如此还要支撑住支撑力。
[0008]这种磁体装置的目前常规设计通过如下方式来解决这个问题，S卩，将实心的金属保持架用作磁轭，将青铜套置入磁轭中，以便使摩擦和操作噪声最小化。为了阻抑最终位置噪声，在衔铁上装配有“减震橡胶”。磁体在磁性方面以如下形式实施，即，在开始时存在相当高的拉力并且磁体在最终位置中“用完”。也就是说，到最后磁回路又被断开。回调和锁定在挡位“P”中经由回调弹簧来实现。在衔铁的内直径中装配由不锈钢构成的挺杆，该挺杆沉入到配对件的锁定套中。
[0009]在车辆中，在选择杆位置“P”中应当释放线圈，该线圈能够实现拔出点火钥匙。这通常利用微型开关来解决，该微型开关通过在位置“P”中的卡锁元件来打开。
[0010]然而，磁体装置的这种结构在一些方面中已被证明是不利的。尤其是，关于电磁体(也称作E磁体)应注意的是，尽管实心地实施的磁轭能够支撑滥用的力并且导出所形成的热；然而它将造成工具花费和装配花费很高。一方面在最终位置中断开磁通造成最终位置的相当高的公差。但是还要求在最终位置中以操作电流来持续供电。这又导致磁体的很高的自升温，这又导致对选择杆的相当高的自升温并且造成(选择杆)结构组合件的热规格移至125°C。将最终位置减震件集成在磁回路中造成衔铁直径增大。此外，由此限制了磁回路的设计自由度。衔铁的更大的直径也提高了衔铁的质量。由此，也提高了用于使衔铁运动的动能，该衔铁必须在最终位置中被制动。这就提高了在最终位置减震件中的花费和公差。E磁体的上文所描述的任务造成铜线圈相当大。铜的价格在近年和今年明显高涨。这使磁体的价格明显增长。关于微型开关应注意的是，对卡锁元件上的位置“P”的探测间接地实施。由于在一些应用中磁体相对具有控制电子器件的印刷电路板有区域性的距离，所以对于磁体和微型开关而言都需要独立的布线。微型开关通常是“材料清单(=零件表)”中明显清楚的项目。
【发明内容】
[0011]基于此背景，本发明根据独立权利要求提出了一种改进的磁体装置、一种改进的用于制造磁体装置的方法以及一种改进的用于运行磁体装置的方法。有利的设计方案由从属权利要求和下面的描述得到。
[0012]本发明提出了一种用于将车辆的选挡杆锁定在预定的位置中的磁体装置，其中，磁体装置具有如下特征:
[0013]线圈；
[0014]衔铁元件，该衔铁元件以能运动的方式支承或能以能运动的方式支承在线圈中；以及
[0015]弹簧，该弹簧布置在线圈之外，其中，弹簧被构造用于将衔铁元件的至少一部分从线圈中压出。
[0016]线圈可以被理解为具有缠绕的金属线的组件，组件具有开口，可运动的衔铁元件可以被导入开口中。因此，线圈在加载电流时表现为电磁体。衔铁元件可以被理解为棒状的元件，其具有至少一个如下零件，其包括金属的、有磁性的或可磁化的芯，该芯可以沉入线圈或者线圈的开口中。衔铁元件也可以由多个子元件构成。弹簧可以被理解为可弹性形变的元件，其对激活力以激活形变做出反应并且在撤除激活力时运动到该最初的位置中。
[0017]本发明基于如下认识，S卩，通过在线圈之外布置弹簧可以提供可能性来实现线圈的非常紧凑的结构形式并且因此确保用于衔铁元件的足够的回调可能性。由此，提供如下优点，即，能够以较小的材料花费来制造线圈，由此一方面可以将制造成本以及所产生的重量保持得很小，并且另一方面使对于磁体装置的装入来说所需的结构空间保持得小。
[0018]根据本发明的一个特别实施形式，弹簧可以是锥形弹簧或环形弹簧，其中，弹簧至少部分地包围衔铁元件。本发明的这种实施形式提供了由弹簧将均匀的力施加到衔铁元件上的优点，从而很大程度上防止在运动期间衔铁元件倾斜。
[0019]为了提供特别轻的磁体装置，该磁体装置具有尽可能少的金属的且因此很重的部件，根据本发明的实施形式，衔铁元件可以具有能至少部分在线圈中运动的金属的、有磁性的和/或可磁化的芯和固定在芯上的挺杆，该挺杆与芯具有不同的材料，尤其是该挺杆具有塑料材料。
[0020]当弹簧的背离线圈的端部根据本发明的实施例支撑在衔铁元件的凸出部上时，由此可以减小或防止在磁体装置运行时高的磨损或损伤，其中，在凸出部与线圈之间布置有减震元件。由此，减小了在磁体装置运行中衔铁元件的材料负荷并且因此有利地延长了磁体装置的使用寿命。
[0021]根据本发明的另一实施形式，可以设置有减震环节，其中，减震环节布置在弹簧的与线圈背对的侧上。本发明的这种实施形式提供了如下优点，即，即使在通过弹簧向回按压衔铁元件时也可以避免硬冲击。由此，减小了在磁体装置运行中衔铁元件的材料负荷并且因此有利地延长了磁体装置的使用寿命。
[0022]另外，本发明的如下实施形式是有利的，其中，减震元件具有开口，该开口具有与减震环节的外直径相对应的内直径，或者其中，减震环节具有开口，该开口具有与减震元件的外直径相对应的内直径。本发明的这种实施形式提供了特别高的材料节省的优点，这是因为在制造减震元件和减震环节时这两个部件之一可以由制造另一部件的余料产物来制成。
[0023]当设置有布置在线圈的与弹簧背对的侧上的止挡元件时，在将衔铁元件拉入线圈中时可以实现衔铁元件的特别精确的位置，其中，止挡元件被构造成用于限制衔铁元件穿过线圈的运动行程。在该情况下可以确保的是，即使在以减小了的线圈电流来激活线圈时衔铁元件也占据线圈中的衔铁元件的通过止挡元件精确限定的位置。这就又导致通过线圈的对于激活来说所需的通过电流的减小，从而在磁体装置运行中造成磁体装置的热负荷的减小。最后，通过本发明的这种实施形式可以实现磁体装置的“监视与保持(Peek andHold) ”功能。
[0024]特别大的止挡面并且进而使衔铁元件在线圈中的期望的位置中的特别可靠地进行安放可以通过如下方式来实现，即，根据本发明的有利的实施形式，衔铁元件具有锥形形状并且止挡元件具有与衔铁元件的锥形形状相对应的锥形形状。
[0025]根据本发明的另一实施形式，线圈可以至少部分被U形的轭架包围，尤其是其中，轭架至少部分由金属板材制成。本发明的这种实施形式提供了特别小的重量的优点和使用因为小而廉价的部件的优点。
[0026]当设置有如下开关元件时，磁体装置可以特别有利地设计，该开关元件被构造成用于与布置在运动轨道上的位置元件和/或衔铁元件协同作用，以便检测磁体装置在运动轨道中的位置。运动轨道可以被理解为导轨，该导轨被设置成用于引导磁体装置的运动。在此，运动轨道可以布置在磁体装置之外并且例如具有至少一个凸出部、位置识别凸鼻、凹陷部和/或套(例如金属套)，以便能够识别磁体装置在运动轨道中或者其上的经限定的位置。本发明的这种实施形式提供了精确识别磁体装置到达期望的位置的可能性的优点，从而在期望的位置处可以无误差地且精确地实现对线圈或穿过线圈的激活电流的激活。此外，本发明的这种实施形式提供了如下优点，即，通过将开关元件布置在磁体装置上可以明确减小了用于对检测磁体装置的位置的传感器进行布线的花费，这是因为现在可以将用于传递开关元件的信号的线路例如与用于传递线圈的激活电流的线路整合在一起。因此可以避免通向定位在磁体装置之外的开关元件的独立的线路，由此可以减小制造成本。例如，也可以使用廉价的可供使用的引线框架用以实现选择杆中的线路。
[0027]本发明的如下实施形式是特别有利的，其中，开关元件具有簧片触头和至少一个永磁体。本发明的这种实施形式提供了如下优点，即，一方面可以无接触地识别出其中存在有磁体装置的特定的位置，而另一方面通过灵活选择永磁体的磁性强度也可以使用明确的且清楚的阈值判定来确定该位置。由此可以制造出使用寿命特别长的开关元件。
[0028]本发明的如下实施形式是特别有利的，其中，在簧片触头的各一个端部与永磁体之间布置有导流元件，尤其是其中，至少一个导流元件具有朝向另一导流元件的导流凸鼻。通过布置这种导流元件、尤其是导流凸鼻，本发明的这种实施形式提供了如下优点，即，在导流凸鼻的区域中非常简单地通过引向另一元件来引起磁短路，从而在该情况下使磁通密度在簧片触头处降低，由此使簧片触头断开。由此，以在技术上非常简单的并且廉价的方式可以非常精确地检测到进入导流凸鼻附近的元件，这又可以用于非常精确地检测磁体装置的位置。
[0029]具有根据这里所介绍的方案的磁体装置的变速器换挡杆是特别有利。
[0030]此外，所介绍的方案提出了一种用于制造