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DE102009002005A1 - Position sensor i.e. four-bit position sensor, for detection of position of transmission element of motor vehicle, has compensating element reducing clearance in chain between movement of transmission element and movement of carriage - Google Patents

Position sensor i.e. four-bit position sensor, for detection of position of transmission element of motor vehicle, has compensating element reducing clearance in chain between movement of transmission element and movement of carriage Download PDF

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Publication number
DE102009002005A1
DE102009002005A1 DE200910002005 DE102009002005A DE102009002005A1 DE 102009002005 A1 DE102009002005 A1 DE 102009002005A1 DE 200910002005 DE200910002005 DE 200910002005 DE 102009002005 A DE102009002005 A DE 102009002005A DE 102009002005 A1 DE102009002005 A1 DE 102009002005A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carriage
position sensor
displacement path
guide
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200910002005
Other languages
German (de)
Inventor
Matthias Scholz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE200910002005 priority Critical patent/DE102009002005A1/en
Publication of DE102009002005A1 publication Critical patent/DE102009002005A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/003Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination

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  • General Physics & Mathematics (AREA)

Abstract

The sensor (110) has a tolerance compensating element (132) reducing clearance in a transmission chain between a movement of a transmission element and a movement of a sliding carriage (114). The sensor detects a relative position of the sliding carriage to a stator (112). The sliding carriage is connected with the transmission element over a sliding carriage connection (120). The tolerance compensating element includes a linear guiding element (134), and the carriage includes a slide carriage plate (140) arranged in a carriage plane parallel to a displacement path (118).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von bekannten Positionssensoren zur Erfassung einer Position eines Elements. Derartige Positionssensoren können insbesondere zur Erfassung von Getriebeelementen eingesetzt werden. In elektronischen Getriebesteuerungssystemen wird in vielen Fällen eine Information über eine Position eines Kolbens oder eines anderen Getriebeelements, welches den Getriebemodus einstellt, benötigt. Das Getriebeelement kann beispielsweise vom Fahrer über einen Wählhebel und ein mechanisches Übertragungssystem betätigt werden. Die sensorische Ermittlung der Position des Getriebeelements wird auch als Fahrerwunscherfassung bezeichnet. Auch in anderen Einsatzgebieten im Automobilbereich und/oder in den Naturwissenschaften und der Technik ist es oft erforderlich, eine Positionsinformation mindestens eines Elementes zu erhalten.The The invention is based on known position sensors for detection a position of an element. Such position sensors can be used in particular for the detection of transmission elements. In electronic transmission control systems, in many cases an information about a position of a piston or another transmission element which sets the transmission mode, needed. The transmission element can, for example, from the driver via a selector lever and a mechanical transmission system be operated. The sensory determination of the position the transmission element is also referred to as driver request detection. Also in other applications in the automotive sector and / or in the natural sciences and technology often require to obtain position information of at least one element.

Zur Ermittlung der benötigten Positionsinformation können beispielsweise Positionssensoren eingesetzt werden, welche beispielsweise als Wegsensoren ausgestaltet sein können, um eine Position entlang eines linearen und/oder gekrümmten Weges zu erfassen. Derartige Positionssensoren können beispielsweise innerhalb eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs unter direkter Einwirkung von Getriebeöl (Automatic Transmission Fluid, ATF) eingesetzt werden. Positionssensoren können beispielsweise auch in eine Mechatronik-Baugruppe, beispielsweise ein Elektronikmodul mit einem Getriebesteuergerät, Sensoren und gegebenenfalls auch Aktuatoren, integriert sein. Beispiele von Positionssensoren, welche auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt und erfindungsgemäß modifiziert werden können, sind in Robert Bosch GmbH: Sensoren im Kraftfahrzeug, Ausgabe 2007, Seiten 136–138 beschrieben.To determine the required position information, it is possible, for example, to use position sensors which, for example, can be designed as displacement sensors in order to detect a position along a linear and / or curved path. Such position sensors can be used, for example, within a transmission of a motor vehicle under the direct action of transmission oil (Automatic Transmission Fluid, ATF). Position sensors may for example also be integrated into a mechatronic assembly, for example an electronic module with a gearbox control unit, sensors and possibly also actuators. Examples of position sensors which can also be used in the context of the present invention and modified according to the invention are disclosed in US Pat Robert Bosch GmbH: Sensors in the motor vehicle, edition 2007, pages 136-138 described.

Positionssensoren weisen in der Regel einen feststehenden Teil auf, welcher auch als Stator bezeichnet wird, und einen Schlitten, welcher mit dem Element verbunden ist, dessen Position zu sensieren ist. Im Stator kann sich beispielsweise in einer ATF-dichten Verpackung eine Sensor-Auswerteelektronik befinden. Die Sensierung der Schlittenposition relativ zum Stator kann beispielsweise magnetisch erfolgen. Auch andere Sensorprinzipien sind jedoch grundsätzlich bekannt. Der Schlitten wird in der Regel in einer Führung am Stator geführt und vom zu sensierenden Getriebeelement bewegt. Der Schlitten trägt, je nach ausgewähltem Sensorprinzip, das die Sensor-Auswerteelektronik anregende Element. Der Schlitten wird in der Regel an seinen Außenkanten in der Schlittenführung linear und parallel zur Bewegungsrichtung des zu sensierenden Getriebeelements, geführt, beispielsweise an Außenkanten parallel zu einer Schlittenebene. Die Anbindung des Schlittens an das zu sensierende Getriebeelement ist in der Regel über eine Spielanpassung realisiert.position sensors usually have a fixed part, which also as Stator is called, and a carriage, which with the element whose position is to be sensed. In the stator can For example, in a ATF-tight packaging sensor evaluation are located. Sensing the carriage position relative to the stator can be done for example magnetically. Also other sensor principles However, they are known in principle. The sled will be in usually guided in a guide on the stator and moved by the gear to be sensed. The sled carries, depending on the selected sensor principle, the sensor transmitter stimulating element. The sled is usually at its outer edges in the carriage guide linear and parallel to the direction of movement of the gear element to be sensed, guided, for example at outer edges parallel to a carriage plane. The connection the carriage to be sensed transmission element is in the Realized via a game adaptation.

Problematisch an derartigen Schlittenführungen ist jedoch in vielen Fällen, dass die Betätigungskraft des Schlittens in der Führung in de Regel vom Verhältnis der zur Verfügung stehenden Führungslänge zur Kraftangriffs-Hebellänge abhängt. Die Sensiergenauigkeit wird, unabhängig vom gewählten Sensorprinzip, wesentlich mitbestimmt von den Verkippeinflüssen des Schlittens gegenüber dem Stator und der Entfernung des zu sensierenden Getriebeelements von der Auswerteelektronik im Stator. Die Verkippung hängt vom notwendigen Spiel in der Führung und der zur Verfügung stehenden Führungslänge ab. Speziell bei kürzeren Magnetschlitten und bei außermittigem Kraftangriff auf dem Schlitten werden die Führungseigenschaften des Schlittens in seiner Führung am Stator negativ beeinflusst. Die erforderliche Betätigungskraft steigt. Bei ungünstigen Verhältnissen kann es sogar zu einem Klemmen des Schlittens kommen. Verkippungseffekte beeinflussen die Sensiergenauigkeit bei gleichem Führungsspiel stärker, je kürzer der Schlitten ist. Wünschenswert wäre daher ein Positionssensor mit einer verbesserten Führung, insbesondere einer Linearführung, und einem reduzierten Anbindungsspiel. Insbesondere wäre ein Positionssensor wünschenswert, bei welchem die Schlittenführung hinsichtlich des Führungsverhaltens, insbesondere einer Linearführung, verbessert ist und bei welcher die erforderliche Betätigungskraft des Schlittens verringert ist, bei gleichzeitiger Verringerung von Verkippungseinflüssen auf die Gesamt-Sensierungstoleranz. Weiterhin wäre eine Verringerung der Gesamt-Sensierungstoleranz durch eine Minimierung bzw. Eliminierung eines Umkehrspiels einer Schlitten-Mitnahme wünschenswert.Problematic However, in many cases such slide guides are that the operating force of the carriage in the guide in de rule of the ratio of available Guide length to force attack lever length depends. The sensing accuracy is independent the chosen sensor principle, significantly influenced by the tilting influences of the sled opposite the stator and the distance of the gear element to be sensed from the transmitter in the stator. The tilting hangs from the necessary game in the leadership and the available standing guide length. Especially for shorter ones Magnetic carriage and in off-center force attack on the slide becomes the guiding characteristics of the carriage negatively influenced in his leadership on the stator. The required Operating force increases. In unfavorable conditions it may even come to a jamming of the carriage. Verkippungseffekte affect the Sensiergenauigkeit the same leadership game stronger, the shorter the sled is. Would be desirable therefore a position sensor with improved guidance, in particular a linear guide, and a reduced Connection game. In particular, a position sensor would be desirable in which the carriage guide with regard to leadership behavior, in particular one Linear guide, is improved and in which the required Operating force of the carriage is reduced, at the same time Reduction of tilting influences on the total sensing tolerance. Furthermore, there would be a reduction in overall sensing tolerance by minimizing or eliminating a backlash of a Carriage-sled desirable.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird daher ein Positionssensor zur Erfassung einer Position eines Elements vorgeschlagen, welcher die Nachteile bekannter Positionssensoren zumindest weitgehend vermeidet. Unter einem Positionssensor ist dabei allgemein eine Vorrichtung zu verstehen, welche eingerichtet ist, um eine Position des Elements entlang eines linearen oder auch gekrümmten Verschiebungsweges und/oder eine Orientierung des Elements zu erfassen. Im Folgenden wird im Wesentlichen von einem linearen Verschiebungsweg ausgegangen. Sind gekrümmte Verschiebungswege und/oder andere Arten von Orientierungen zu sensieren, so ist der Verschiebungsweg entsprechend durch den lokalen Verschiebungsweg, beispielsweise eine Tangente des Verschiebungswegs, zu ersetzen. Bei dem Element kann es sich grundsätzlich um einen beliebigen Gegenstand handeln, welcher in der Lage ist, seine Position zu verändern. Insbesondere kann es sich dabei um Maschinenelemente handeln, vorzugsweise Getriebeelemente. Dementsprechend ist der Positionssensor vorzugsweise einsetzbar gemäß der obigen Beschreibung in der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere in Getriebesteuerungssystemen. Auch andere Anwendungen sind jedoch grundsätzlich möglich.It is therefore proposed a position sensor for detecting a position of an element which at least largely avoids the disadvantages of known position sensors. A position sensor is generally understood to mean a device which is set up to detect a position of the element along a linear or also curved displacement path and / or an orientation of the element. The following essentially assumes a linear displacement path. If curved displacement paths and / or other types of orientations are to be sensed, then the displacement path must be replaced by the local displacement path, for example a tangent of the displacement path. The element may basically be any object capable of changing its position. In particular, it may be Maschi nenelemente act, preferably transmission elements. Accordingly, the position sensor is preferably usable according to the above description in automotive engineering, especially in transmission control systems. However, other applications are possible in principle.

Der Positionssensor umfasst mindestens einen Stator, also eine Vorrichtung, welche im Wesentlichen ortsfest angeordnet ist und vorzugsweise ihre Position bei einer Änderung der Position des Elements nicht verändert. Weiterhin umfasst der Positionssensor mindestens einen entlang eines Verschiebungsweges relativ zu dem Stator beweglich gelagerten Schlitten. Unter einem Schlitten ist dabei allgemein ein bewegliches Element zu verstehen. Vorzugsweise kann der Schlitten, wie unten noch näher ausgeführt wird, eine, beispielsweise im Wesentlichen ebene, Schlittenplatte umfassen, welche in der beschriebenen Weise geführt wird. Durch die Führung wird der Verschiebungsweg des Schlittens vorgegeben, beispielsweise, wie oben beschrieben, ein linearer Verschiebungsweg und/oder ein gekrümmter Verschiebungsweg. Durch die Führung wird das Spiel des Schlittens senkrecht zum Verschiebungsweg sowie vorzugsweise auf die Ausdehnung des Verschiebungsweges begrenzt.Of the Position sensor comprises at least one stator, ie a device, which is arranged substantially stationary and preferably their position when changing the position of the element not changed. Furthermore, the position sensor comprises at least one along a displacement path relative to the Stator movably mounted carriage. Under a sled is generally understood as a moving element. Preferably can the slide, as explained below in more detail is, for example, a substantially flat, slide plate comprise, which is guided in the manner described. Through the guidance of the displacement of the carriage given, for example, as described above, a linear displacement path and / or a curved displacement path. Through the leadership The game of the slide is perpendicular to the displacement path as well preferably limited to the extent of the displacement path.

Der Schlitten ist über mindestens eine Schlittenanbindung mit dem Element verbunden, dessen Position sensiert werden soll. Unter einer Schlittenanbindung kann dabei grundsätzlich eine beliebige Verbindung zwischen dem Element und dem Schlitten verstanden werden, welche geeignet ist, eine Position des Elements in eine Schlittenposition entlang des Verschiebungsweges umzusetzen. Der Positionssensor ist eingerichtet, um eine relative Position des Schlittens zum Stator zu erfassen. Beispielsweise können zu diesem Zweck ein oder mehrere Sensorelemente vorgesehen sein, welche diese relative Position erfassen können. Beispielsweise kann dies bezüglich auf den oben genannten Stand der Technik verwiesen werden. So kann das mindestens eine Sensorelement beispielsweise mindestens einen mit dem Schlitten und/oder dem Stator verbundenen Felderzeuger, insbesondere mindestens einen Magnetfelderzeuger, und mir Bestens ein mit dem jeweils anderen dieser Elemente verbundenen Sensor, insbesondere einen Feldsensor, beispielsweise einen Magnetfeldsensor, umfassen. Auch andere Messprinzipien sind jedoch grundsätzlich möglich, beispielsweise optische Messprinzipien und/oder elektrische Messprinzipien.Of the Sleigh is with at least one slide connection with connected to the element whose position is to be sensed. Under a carriage connection can basically a understood any connection between the element and the carriage whichever is suitable, a position of the element in one Implement carriage position along the displacement path. The position sensor is set to a relative position of the carriage to the stator capture. For example, for this purpose a or a plurality of sensor elements may be provided which these relative Can capture position. For example, this may be with respect to be referred to the above-mentioned prior art. So can the at least one sensor element, for example, at least one Field generator connected to the carriage and / or the stator in particular at least one magnetic field generator, and me very well a sensor connected to the other of these elements, in particular a field sensor, for example a magnetic field sensor, include. However, other measuring principles are also fundamental possible, for example optical measuring principles and / or electrical measuring principles.

Zur Vermeidung der Nachteile der oben beschriebenen, bekannten Positionssensoren wird weiterhin vorgeschlagen, dass der erfindungsgemäße Positionssensor weiterhin mindestens ein Toleranzausgleichselement aufweist. Dieses zusätzliche Toleranzausgleichselement ist eingerichtet, um ein Spiel in einer Übertragungskette zwischen einer Bewegung des Elements und einer Bewegung des Schlittens zumindest teilweise zu verringern. Unter einem Spiel ist dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein ein fertigungs- und/oder anwendungsbedingter Bewegungsfreiraum zu verstehen, in dem sich ein mechanisches Bauteil nach einer Montage innerhalb einer Baugruppe und/oder Funktionseinheit ohne Kraftübertragung frei bewegen lässt. Ein definiert großes Spiel zwischen zwei Einzelteilen ist durch eine geeignete Tolerierung der Einzelteile erreichbar. Als Passung oder Spielpassung kann eine Verbindung zweier ineinandergreifender Teile bezeichnet werden, wobei beide Teile insbesondere das gleiche Nennmaß aufweisen können, jedoch Lage und Größe der Toleranzfelder unterschiedlich sein können. Eine Passung gibt in der Regel eine Toleranz an, in der sich die Istmaße bewegen dürfen. Im vorliegenden Fall kann ein Resultat des Spiels insbesondere eine Abweichung von einer linearen Übertragung einer Position des Elements in eine Schlittenposition entlang des Verschiebungsweges sein. Dieses Spiel kann auf verschiedene Weise zustande kommen und kann grundsätzlich beliebige Glieder in der Übertragungskette umfassen. Die Übertragungskette umfasst dabei grundsätzlich alle Elemente, welche an der Übertragung von Kräften und/oder Drehmomenten und/oder Positionen zwischen dem Schlitten bzw. der Schlittenposition und dem Element beteiligt sind. Das Spiel kann beispielsweise ein Spiel senkrecht zum Verschiebungsweg und/oder ein Spiel parallel zum Verschiebungsweg und/oder auch eine Verkippung umfassen, beispielsweise eine Verkippung um eine Verkippungsachse senkrecht zu einer Schlittenebene. Unter einem Toleranzausgleichselement ist allgemein ein Element zu verstehen, welches dieses Spiel vermindert oder vorzugsweise vollständig eliminiert. Beispielsweise kann es sich dabei, wie oben dargestellt, um eine Verminderung und/oder Eliminierung eines Umkehrspiels einer Schlittenmitnahme und/oder um eine Verminderung und/oder Eliminierung eines Verkippungsspiels handeln. Die genannten Arten der Verminderung von Spiel können dabei auch kombiniert eingesetzt werden. Verschiedene Beispiele der Realisierung derartiger Toleranzausgleichselemente werden unten näher erläutert.to Avoiding the disadvantages of the known position sensors described above is further proposed that the position sensor according to the invention furthermore has at least one tolerance compensation element. This additional tolerance compensation element is set up, to a game in a transmission chain between a Movement of the element and a movement of the carriage at least partially reduce. Under a game is doing in the context of present invention generally a production and / or application-related To understand freedom of movement, in which a mechanical component after assembly within an assembly and / or functional unit can move freely without power transmission. One defined Great game between two items is by one suitable tolerance of the individual parts achievable. As a fit or Game fit can be a combination of two interlocking parts be designated, wherein both parts in particular have the same nominal size can, however, location and size of the tolerance fields can be different. A fit usually exists a tolerance in which the actual dimensions are allowed to move. In the present case, a result of the game in particular a Deviation from a linear transmission of a position of the element in a carriage position along the displacement path be. This game can come about in several ways and can basically any links in the transmission chain include. The transmission chain basically includes this all elements involved in the transmission of forces and / or torques and / or positions between the carriage or the carriage position and the element are involved. The game For example, a game perpendicular to the displacement path and / or a game parallel to the displacement path and / or a tilt include, for example, a tilt about a Verkippungsachse perpendicular to a carriage plane. Under a tolerance compensation element is generally an element to understand, which reduces this game or preferably completely eliminated. For example it may be, as shown above, a reduction and / or Elimination of a game of backlash carriage slipping and / or a reduction and / or elimination of a tilting game act. The mentioned types of game reduction can can also be used in combination. Various examples the realization of such tolerance compensation elements will be below explained in more detail.

Das Toleranzausgleichselement kann beispielsweise mindestens ein Linearführungselement umfassen, welches eingerichtet ist, um ein Verkippen des Schlittens senkrecht zum Verschiebungsweg zumindest weitgehend zu verhindern. Unter einer zumindest weitgehenden Verhinderung kann dabei auch eine Verminderung verstanden werden gegenüber einer Ausführungsform ohne das Linearführungselement. Das Linearführungselement ist vorzugsweise vollständig von der Führung des Schlittens ausgebildet. Ist der Verschiebungsweg gekrümmt ausgebildet, so ist der Begriff des Linearführungselements weit zu fassen und umfasst auch ein Linearführungselement entlang dieses gekrümmten Verschiebungsweges. Unter einer Verkippung des Schlittens kann dabei insbesondere eine Verkippung um eine Verkippungsachse senkrecht zu einer Schlittenebene verstanden werden. Auch andere Verkippungswinkel sind jedoch grundsätzlich möglich und durch das Linearführungselement vermeidbar.The tolerance compensation element may include, for example, at least one linear guide element which is set up to prevent tilting of the carriage perpendicular to the displacement path, at least largely. An at least substantial prevention can also be understood as a reduction compared to an embodiment without the linear guide element. The linear guide element is preferably completely formed by the guide of the carriage. If the displacement path is curved, then the term Linearfüh wide and also includes a linear guide element along this curved displacement path. In this context, tilting of the carriage may, in particular, be understood as tilting about a tilting axis perpendicular to a carriage plane. However, other tilt angles are in principle possible and can be avoided by the linear guide element.

Beispielsweise kann der Schlitten an seinen Außenkanten in einer Schlittenführung parallel zum Verschiebungsweg geführt sein, beispielsweise an Außenkanten parallel zu einer Schlittenebene. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine lineare Führung. Ist der Verschiebungsweg gekrümmt ausgestaltet, so ist auch die Schlittenführung gekrümmt ausgestaltet, so dass die Parallelität sich auf einen lokalen Verlauf des Verschiebungsweges bezieht. Das Linearführungsele ment weist in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise mindestens ein parallel zum Verschiebungsweg angeordnetes Schienenelement auf, wobei der Begriff der Parallelität auch hier wieder bei einem verkrümmten Verschiebungsweg lediglich lokal zu verstehen ist. Insbesondere handelt es sich bei diesem Schienenelement um ein von der Schlittenführung getrennt ausgebildetes Schienenelement. Unter einem Schienenelement ist dabei allgemein ein Element zu verstehen, welches mindestens einen Vorsprung und mindestens eine Vertiefung aufweist, wobei der Vorsprung in die Vertiefung eingreift und in dieser gleiten kann.For example the sled can be at its outer edges in a carriage guide be guided parallel to the displacement path, for example at outer edges parallel to a carriage plane. Preferably this is a linear guide. Is the Displacement path curved designed, so is the Carriage guide curved designed so that the parallelism is based on a local course of the displacement path refers. The Linearführungsele element has in this embodiment preferably at least one arranged parallel to the displacement path Rail element on, with the concept of parallelism again here with a crooked displacement path only is to be understood locally. In particular, this is Rail element separated by one of the carriage guide trained rail element. Under a rail element is here to generally understand an element which has at least one projection and at least one recess, wherein the projection in the recess engages and can slide in this.

Der Schlitten kann insbesondere eine in einer zum Verschiebungsweg im Wesentlichen parallelen Schlittenebene angeordnete Schlittenplatte umfassen. Unter einer Schlittenplatte kann dabei beispielsweise ein ebenes Element verstanden werden, wobei jedoch auch Abweichungen von einer ebenen Geometrie möglich sind, beispielsweise durch Vorsprünge, auf die Schlittenplatte aufgebrachte Elemente oder Ähnliches. Die Schlittenplatte kann dabei beispielsweise rechteckig ausgestaltet sein, wobei vorzugsweise längere Kanten des Rechtecks parallel zum Verschiebungsweg ausgestaltet sind. Ist eine derartige Schlittenebene vorgesehen, so ist das optionale Schienenelement vorzugsweise derart ausgestaltet, dass dieses sich in die Schlittenebene hinein erstreckt. Dies bedeutet, dass ein Eingriff der Teilelemente des Schienenelements, beispielsweise des Vorsprungs und der Vertiefung, ineinander in einer Richtung erfolgt, welche im Wesentlichen senkrecht zu der Schlittenebene angeordnet ist.Of the In particular, a carriage can be moved in a direction to move in the Slider plate arranged substantially parallel carriage plane include. Under a slide plate can, for example a flat element understood, but also deviations are possible from a planar geometry, for example by protrusions, applied to the carriage plate Elements or the like. The carriage plate can be, for example be designed rectangular, preferably longer Edges of the rectangle designed parallel to the displacement path are. If such a carriage level is provided, then this is optional Rail element preferably designed such that this is extends into the carriage plane. This means that one Engagement of the sub-elements of the rail element, such as the projection and the depression, in one another takes place in a direction which is arranged substantially perpendicular to the carriage plane.

So kann das Linearführungselement, insbesondere das Schienenelement, beispielsweise mindestens eine Führungsnut und mindestens eine in die Führungsnut eingreifende Führungsrippe aufweisen. Dieser Eingriff kann vorzugsweise, wie oben dargelegt, senkrecht zu der Schlittenebene erfolgen. Dies bedeutet, dass sich die Erhebung der Führungsrippe vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu der Schlittenebene erstreckt, und ebenso die Dimension der Tiefe der Führungsnut. Diese Ausgestaltung bewirkt eine zumindest weitgehende Verminderung der Verkippungsneigung des Schlittens. Die Außenkanten des Schlittens sollten dabei nicht in Berührung mit der Schlittenführung stehen. Das sollte vielmehr möglichst steht ein Luftspalt sichergestellt sein.So can the linear guide element, in particular the rail element, For example, at least one guide and at least an engaging in the guide groove guide rib exhibit. This intervention may preferably, as stated above, take place perpendicular to the carriage plane. This means that yourself the elevation of the guide rib preferably substantially extends perpendicular to the carriage plane, and also the dimension of the Depth of the guide groove. This embodiment causes a at least substantial reduction of tilting tendency of the carriage. The outer edges of the carriage should not be in contact stand with the carriage guide. That should be as possible an air gap is ensured.

Das Schienenelement kann beispielsweise mittig zwischen den Führungen an der Außenkante angeordnet sein und/oder innerhalb eines mittleren Drittels zwischen diesen Führungen. Grundsätzlich können auch mehrere Führungsnuten und mehrere Führungsrippen vorgesehen sein. Bevorzugt ist es jedoch, wenn genau eine Führungsnut und genau eine Führungsrippe vorgesehen ist, da sich dann das Spiel und die Verkettung besonders effizient reduzieren oder sogar minimieren lassen. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Stator die Führungsrippe aufweist und der Schlitten die Führungsnut. Auch umgekehrte Ausgestaltungen sind jedoch möglich. Sind mehrere Führungsnuten und mehrere Führungsrippen vorgesehen, was, wie oben dargestellt, weniger bevorzugt ist, so können diese auch unterschiedlich auf den Stator und den Schlitten verteilt werden, so dass beispielsweise der Stator mindestens eine Führungsrippe und mindestens eine Führungsnut aufweist und der Schlitten die jeweils korrespondierenden Gegenelemente. Besonders bevorzugt ist, jedoch genau eine Führungsrippe und genau eine Führungsnut, wobei die Führungsrippe auf dem Stator vorgesehen sein kann und die Führungsnut auf dem Schlitten, oder umgekehrt.The Rail element, for example, centrally between the guides be arranged on the outer edge and / or within a middle third between these guides. Basically you can also several guide grooves and several guide ribs be provided. However, it is preferred if exactly one guide groove and exactly one guide rib is provided, since then reduce the game and the chaining particularly efficient or even minimize. It is particularly preferred if the stator the guide rib and the carriage has the guide groove. However, reverse embodiments are possible. Are several Guide grooves and a plurality of guide ribs provided which, as shown above, is less preferred, so may these also distributed differently on the stator and the slide so that, for example, the stator at least one guide rib and at least one guide groove and the carriage the respective corresponding counter elements. Especially preferred is, but exactly one guide rib and exactly one guide groove, wherein the guide rib may be provided on the stator can and the guide groove on the slide, or vice versa.

Die Führung der Außenkanten des Schlittens kann beispielsweise in Außenschienen des Stators erfolgen, also Schienen, welche beispielsweise den Schlitten, beispielsweise eine Schlittenplatte, geringfügig umfassen. Vorzugsweise ist das Schienenelement dann derart eingerichtet, dass dieses den Schlitten derart relativ zu den Außenschienen positioniert, dass bei einer Verschiebung des Schlittens entlang des Verschiebungswegs die Außenkanten der Schlittenplatte in einer Dimension der Schlittenebene senkrecht zum Verschiebungsweg die Außenschienen nicht berühren. In anderen Worten sollen die Außenkanten der Schlittenplatte, also die Kanten der Schlittenplatte parallel zum Verschiebungsweg und senkrecht zur Schlittenebene, nicht in den Außenschienen schleifen.The Guiding the outer edges of the carriage, for example take place in outer rails of the stator, so rails, which for example the carriage, for example a carriage plate, slightly. Preferably, the rail element then set up so that this relative to the carriage positioned to the outer rails that during a displacement of the carriage along the displacement path the outer edges of the Slide plate in one dimension of the carriage plane vertically Do not touch the outer rails for the displacement path. In other words, the outer edges of the carriage plate, So the edges of the carriage plate parallel to Verschiebungsweg and perpendicular to the carriage plane, not in the outer rails grind.

Die voran gehend beschriebenen Ausführungsbeispiele des Toleranzausgleichselements betreffen insbesondere eine Verbesserung der Schlittenführung hinsichtlich des Führungsverhaltens einer Linearführung. Durch die genannten Ausführungen lässt sich, wie oben dargelegt, die erforderliche Betätigungskraft des Schlittens verringern, bei gleichzeitiger Verringerung der Verkippeinflüsse auf die Gesamt-Sensierungstoleranz. Durch Einführung des Linearführungselements, insbesondere in Form des Schienenelements, beispielsweise in Form einer schmalen Rippe in einer Nut, können die oben beschriebenen Verkippungseffek te wirkungsvoll kompensiert werden. Da derartige Konstruktionselemente mit geringen Toleranzen hergestellt werden können, insbesondere mit geringeren Toleranzen als eine Führung der Außenkanten des Schlittens in Außenschienen, und da derartige Konstruktionselemente weniger verzugsanfällig gestaltet werden können, kann ein geringeres Spiel in der Führung des Schlittens realisiert werden. Dies verbessert die Sensiergenauigkeit durch Verringerung der Verkippungseffekte. Es ist nunmehr sogar möglich, mit vertretbarem Sensiergenauigkeitsverlust den Magnetschlitten auch außermittig an das zu sensierende Getriebeelement anzubinden. Dementsprechend kann die Schlittenanbindung beispielsweise an dem Schlitten außermittig angreifen, ohne dass beispielsweise ein Verhaken des Schlittens in größerem Maße zu befürchten ist. Das ungünstige Führungslänge-Kraftangriffshebellänge-Verhältnis wird bei Nutzung der genannten Erfindung ebenfalls verbessert. Dies erhöht den Gestaltungsspielraum bei der Gesamtkonstruktion des Positionssensors und/oder der Vorrichtung, in welcher der Positionssensor eingesetzt werden soll, beispielsweise bei der Konstruktion des Getriebes. Die Verbesserung der Führungseigenschaften und der Sensiergenauigkeit durch das optionale Nut/Rippe-Design ist auch unabhängig vom gewählten Sensorprinzip anwendbar. Wie oben dargelegt, kann sowohl die Nut am Schlitten und die Rippe an der Schlittenführung bzw. dem Stator ausgestaltet sein als auch umgekehrt die Rippe am Schlitten und die Nut an der Schlittenführung bzw. dem Stator.The above-described embodiments of the tolerance compensation element relate in particular to an improvement of the carriage guide with regard to the guiding behavior of a linear guide. By the above-mentioned embodiments, as described above, the required operating force of the carriage can be reduced while at the same time reducing the tilting influences on the Ge velvet Sensierungstoleranz. By introducing the linear guide element, in particular in the form of the rail element, for example in the form of a narrow rib in a groove, the Verkippungseffek te described above can be effectively compensated. Since such construction elements can be manufactured with low tolerances, in particular with smaller tolerances than a guidance of the outer edges of the carriage in outer rails, and since such construction elements can be made less prone to delay, less play in the leadership of the carriage can be realized. This improves the sensing accuracy by reducing the tilting effects. It is now even possible, with reasonable Sensiergenauigkeitsverlust the magnet slide also off-center bind to the gear element to be sensed. Accordingly, the carriage connection, for example, engage the carriage off-center, without, for example, a snagging of the carriage is to be feared to a greater extent. The unfavorable guide length-force attack lever length ratio is also improved using the invention. This increases the design freedom in the overall construction of the position sensor and / or the device in which the position sensor is to be used, for example in the construction of the transmission. The improvement of the guiding properties and the sensing accuracy by the optional groove / rib design is also applicable regardless of the selected sensor principle. As stated above, both the groove on the carriage and the rib on the carriage guide or the stator can be configured as well as vice versa, the rib on the carriage and the groove on the carriage guide or the stator.

Des Weiteren hängt die Sensiergenauigkeit in der Regel von der Größe des Umkehrspiels in der Schlittenanbindung ab. Unter einem Umkehrspiel ist dabei allgemein das Spiel zu verstehen, mit welchem bei einer Umkehr der Bewegungsrichtung des zu sensierenden Elements die Position des Elements auf eine Schlittenposition entlang des Verschiebungswegs übertragen wird. Dieses Umkehrspiel ergibt sich in der Regel aus der mechanischen Spielanpassung beider Teile, also des Positionssensors und des zu sensierenden Elements. Um dieses Spiel klein zu halten, sind in der Regel sehr enge Fertigungstoleranzen für die Maße an beiden Teilen, insbesondere an die Elemente der Übertragungskette, insbesondere Elemente, die eine Mitnehmer-Passung bilden, erforderlich.Of Furthermore, the sensing accuracy usually depends on the size of the backlash in the slide connection from. Under a backlash is to understand the game in general with which at a reversal of the direction of movement of the sensed Elements the position of the element along a carriage position of the displacement path is transmitted. This reversal game usually results from the mechanical play adaptation of both Parts, so the position sensor and the element to be sensed. To keep this game small, are usually very tight manufacturing tolerances for the dimensions of both parts, in particular to the elements of the transmission chain, in particular elements, which form a driver fit required.

Wie oben beschrieben, kann das mindestens eine Toleranzausgleichselement auch eingerichtet sein, um das genannte Umkehrspiel zu reduzieren, bzw. vollständig zu eliminieren. Zu diesem Zweck kann das Toleranzausgleichselement als Ganzes oder in Teilen derart auf die Übertragungskette einwirken, um das Umkehrspiel zu verringern. Insbesondere kann das Toleranzausgleichselement ganz oder teilweise die Schlittenanbindung umfassen und/oder mindestens einen mit der Schlittenanbindung verbundenes Element. Die Schlittenanbindung kann sich beispielsweise senkrecht zum Verschiebungsweg erstrecken, wobei jedoch auch Winkelabweichungen von einer senkrechten Ausrichtung zum Verschiebungsweg möglich sind. Weiterhin kann die Schlittenanbindung sich im Wesentlichen zu der im Verschiebungsweg im Wesentlichen parallelen Schlittenebene erstrecken, also beispielsweise in der Schlittenebene angeordnet sein oder parallel zu dieser Schlittenebene außerhalb der Schlittenebene. Verschiedene Beispiele werden unten näher erläutert.As described above, the at least one tolerance compensation element also be set up to reduce said backlash, or completely eliminate. For this purpose, the tolerance compensation element as All or part of it on the transmission chain interact to reduce the backlash. In particular, that can Tolerance compensation element wholly or partly the carriage connection and / or at least one connected to the carriage connection Element. The carriage connection can, for example, vertically extend to the displacement path, but also angle deviations from a vertical orientation to the displacement possible are. Furthermore, the carriage attachment can essentially to the in the displacement path substantially parallel carriage plane extend, so arranged for example in the carriage plane be or parallel to this sled level outside the Sled level. Various examples are given below explained.

Um insbesondere das Umkehrspiel zu reduzieren, jedoch auch um andere Arten von Spiel in der Übertragungskette zu reduzieren, kann das Toleranzausgleichselement dementsprechend alternativ oder zusätzlich zu dem oben beschriebenem Linearführungselement in einer oder mehreren der beschriebenen Ausgestaltungen, mindest ein Federelement aufweisen. Dieses mindestens eine Federelement ist eingerichtet, um eine Federkraft parallel zum Verschiebungsweg aufzunehmen. In anderen Worten kann das Federelement ausgestaltet sein, um seine Ausdehnung parallel zum Verschiebungsweg oder mit zumindest einer Richtungskomponente parallel zum Verschiebungsweg entsprechend einer Kraft entlang des Verschiebungswegs und/oder mit einer Komponente parallel zum Verschiebungsweg zumindest teilweise elastisch zu ändern. Das mindestens eine Federelement kann beispielsweise ein elastisches Material umfassen, beispielsweise ein elastisches Kunststoffmaterial. Alternativ oder zusätzlich kann das mindestens eine Federelement jedoch auch mindestens eine mechanische Feder umfassen, beispielsweise mindestens eine Spiralfeder und/oder mindestens eine Blattfeder. Beispielsweise kann das Federelement mindestens ein starres Teil umfassen sowie ein relativ zu dem starren Teil gelagertes Federteil, beispielsweise eine Blattfeder. Verschiedene Ausgestaltungen werden unten näher dargestellt. Das Federelement kann grundsätzlich an mindestens einem Ort in der Übertragungskette angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Federelement zumindest teilweise mit der Schlittenanbindung verbunden ist. Dies kann auch implizieren, dass das Federelement als Teil der Schlittenanbindung ausgestaltet ist.Around especially to reduce the backlash, but also to others To reduce types of game in the transmission chain the tolerance compensation element can accordingly alternatively or in addition to the above-described linear guide element in one or more of the described embodiments, at least have a spring element. This at least one spring element is set to a spring force parallel to the displacement path take. In other words, the spring element can be configured its extension parallel to the displacement path or with at least one directional component parallel to the displacement path according to a force along the displacement path and / or with a component parallel to the displacement path at least partially to change elastically. The at least one spring element can For example, include an elastic material, for example an elastic plastic material. Alternatively or in addition However, the at least one spring element but also at least one Mechanical spring include, for example, at least one coil spring and / or at least one leaf spring. For example, the spring element comprise at least one rigid part and a relative to the rigid Part stored spring part, such as a leaf spring. Various Embodiments are shown in more detail below. The spring element can basically be at least one location in the transmission chain be arranged. It is particularly preferred if the spring element at least partially connected to the carriage connection. This may also imply that the spring element as part of the carriage connection is designed.

Insbesondere kann die Schlittenanbindung zumindest einen sich von dem Schlitten aus erstreckenden und vorzugsweise mit dem Schlitten fest verbundenen Anbindungshebel umfassen. Beispielsweise kann dieser Anbindungshebel, wie oben dargestellt, in einer Schlittenebene angeordnet sein und/oder senkrecht zu dem Verschiebungsweg. Ist ein derartiger Anbindungshebel vorgesehen, so kann das Federelement beispielsweise an einem dem zu sensierenden Element zuweisenden Kopf des Anbindungshebels ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Federelement an diesem Kopf zumindest teilweise als Bestandteil des Anbindungshebels ausgebildet sein, insbesondere einstückig mit dem Anbindungshebel. Auch eine mehrstückige Ausgestaltung ist jedoch grundsätzlich möglich. Alternativ oder zusätzlich kann das Federelement auch zumindest teilweise als von dem Anbindungshebel getrenntes Federelement zwischen dem Anbindungshebel und dem zu sensierenden Element ausgebildet sein. Verschiedene Ausgestaltungen sind möglich.In particular, the carriage connection may comprise at least one connecting lever extending from the carriage and preferably fixedly connected to the carriage. For example, this connection lever, as shown above, be arranged in a carriage plane and / or perpendicular to the displacement path. is provided such a connection lever, the spring element may be formed, for example, on a to be sensed element assigning head of the connection lever. For example, the spring element may be formed on this head at least partially as part of the connection lever, in particular in one piece with the connection lever. However, a multi-piece design is possible in principle. Alternatively or additionally, the spring element may also be formed at least partially as a spring element separate from the connection lever between the connection lever and the element to be sensed. Various configurations are possible.

Durch die federnde Gestaltung der Anbindung des Schlittens, beispielsweise des Magnetschlittens, an das zu sensierende Element, beispielsweise das Getriebeelement, kann das Umkehrspiel dieser Anbindung zumindest verringert und vorzugsweise eliminiert werden. Dies hat den Vorteil, dass dieses Umkehrspiel aus der Gesamttoleranzkette der Sensiergenauigkeit herausfällt und somit die Genauigkeit der Positionssensierung erhöht werden kann. Dies erhöht den Gestaltungsspielraum beim Design der gesamten Vorrichtung, welche den Postitionssensor einsetzt, beispielsweise beim Getriebedesign. Für definierte Verhältnisse kann dabei auch beispielsweise lediglich eine Seite der Schlittenanbindung, beispielsweise lediglich eine Seite des Anbindungshebels, mit dem Federelement ausgestattet werden. Die andere Seite der Schlittenanbindung, beispielsweise des Anbindungshebels, kann jedoch steif ausgestaltet werden. Die steife Seite stellt dann die definierte Referenzkante beispielsweise für die Lage der Umschaltpunkte des Positionssensors und/oder beispielsweise für die Lage eines Sensormessbereichs dar. Die Verbesserung der Sensiergenauigkeit durch die Eliminierung des Umkehrspiels in der Anbindung ist unabhängig vom gewählten Sensorprinzip anwendbar. Das Federelement kann beispielsweise bei der Herstellung des Schlittens mit ausgeformt werden, beispielsweise gemeinsam mit dem Anbindungshebel. Auf diese Weise lässt sich die Herstellung eines separaten Teils vermeiden. Alternativ kann das Federelement jedoch auch ganz oder teilweise als Zusatzteil ausgebildet sein, beispielsweise einem beliebigen geeig neten Material, beispielsweise einem Kunststoff und/oder einem Metall und/oder einem Elastomer. Verschiedene Ausgestaltungen sind denkbar.By the resilient design of the connection of the carriage, for example of the magnetic carriage, to the element to be sensed, for example the transmission element, the backlash of this connection, at least be reduced and preferably eliminated. This has the advantage that this backlash from the total tolerance chain of Sensiergenauigkeit falls out and thus the accuracy of the position sensing can be increased. This increases the design freedom in the design of the entire device, which the position sensor used, for example in the transmission design. For defined Conditions can also be, for example, only one Side of the slide connection, for example, only one side of the connection lever to be equipped with the spring element. The other side of the carriage connection, for example the connection lever, but can be made stiff. The stiff side then represents the Defined reference edge, for example, for the location of Switching points of the position sensor and / or for example the location of a sensor measuring range. The improvement of Sensiergenauigkeit By eliminating the backlash in the connection is independent applicable from the selected sensor principle. The spring element For example, in the manufacture of the carriage formed with be, for example together with the connection lever. To this Way can be the production of a separate part avoid. Alternatively, however, the spring element can also be wholly or partly be designed as an additional part, for example, any Appropriate Neten material, such as a plastic and / or a Metal and / or an elastomer. Various configurations are conceivable.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert.embodiments The invention is illustrated in the drawings and in the following Descriptions explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1A und 1B ein Beispiel eines Positionssensors gemäß dem Stand der Technik; 1A and 1B an example of a position sensor according to the prior art;

2A und 2B ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Positionssensors mit einem Linearführungselement; 2A and 2 B An embodiment of a position sensor according to the invention with a linear guide element;

3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Positionssensors mit einem Federelement; und 3 a first embodiment of a position sensor according to the invention with a spring element; and

4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Positionssensors mit einem Federelement. 4 A second embodiment of a position sensor according to the invention with a spring element.

Ausführungsbeispieleembodiments

In den 1A und 1B ist in einer Vorderansicht (1A) bzw. einer Ansicht von der Seite (1B) ein dem Stand der Technik entsprechendes Beispiel eines Positionssensors 110 dargestellt. Beispielsweise kann es sich bei diesem Positionssensor 110 um einen 4bit-Positionssensor handeln, welcher beispielsweise in einem Getriebesteuerungsmodul eines Automatikbetriebes einsetzbar ist. Der Positionssensor 110 umfasst einen Stator 112, in welchem ein im Wesentlichen als rechteckige Platte ausgeformter Schlitten 114 randseitig in einer Schlittenführung 116 beweglich gelagert ist. Ein möglicher Verschiebungsweg ist in 1A durch den Pfeil 118 symbolisiert. Der Verschiebungsweg 118 verläuft in 1A in der Zeichenebene und in 1B in die Zeichenebene hinein.In the 1A and 1B is in a front view ( 1A ) or a view from the side ( 1B ) An example of a position sensor according to the prior art 110 shown. For example, this position sensor can 110 to act a 4-bit position sensor, which is used for example in a transmission control module of an automatic mode. The position sensor 110 includes a stator 112 in which a substantially shaped as a rectangular plate carriage 114 at the edge in a carriage guide 116 is movably mounted. A possible displacement path is in 1A through the arrow 118 symbolizes. The displacement path 118 runs in 1A in the drawing plane and in 1B into the drawing plane.

Der Schlitten 114 ist über eine Schlittenanbindung 120 mit einem Getriebeelement 122 gekoppelt. Das Getriebeelement 122, welches hier als zu sensierendes Element fungiert, kann sich in einer Bewegungsrichtung 124 bewegen. Die Schlittenanbindung 120 umfasst einen Anbindungshebel 126, welcher sich im Wesentlichen parallel zu einer durch die Platte des Schlittens 114 definierten Schlittenebene 128 (siehe 1B, in 1A parallel zur Zeichenebene) erstreckt. Über den Anbindungshebel 126, welcher in einen Kopplungskopf 130 des Getriebeelements 122 über eine Spielanpassung eingreift, kann eine Bewegung des Getriebeelements 122 auf den Schlitten 114 übertragen werden. Eine Position des Schlittens 114 entlang des Verschiebungswegs 118 kann mittels geeigneter, in den 1A und 1B nicht dargestellter Sensoren ermittelt werden, beispielsweise mittels Magnetfelderzeugern und Magnetsensoren, welche mit dem Schlitten 114 bzw. dem Statur 112 gekoppelt sind.The sled 114 is via a sled connection 120 with a transmission element 122 coupled. The transmission element 122 , which acts as an element to be sensed here, can move in one direction 124 move. The slide connection 120 includes a connection lever 126 which is substantially parallel to one through the plate of the carriage 114 defined carriage level 128 (please refer 1B , in 1A parallel to the plane of the drawing). About the connection lever 126 which is in a coupling head 130 of the transmission element 122 engages a game adjustment, a movement of the transmission element 122 on the sled 114 be transmitted. A position of the carriage 114 along the displacement path 118 can by means of suitable, in the 1A and 1B unillustrated sensors are detected, for example by means of magnetic field generators and magnetic sensors, which with the carriage 114 or stature 112 are coupled.

Der in den 1A und 1B dargestellte Positionssensor 110 weist die oben beschriebenen Nachteile auf, dass der Schlitten 114 zu einer Verkippung um eine Achse senkrecht zur Zeichenebene in 1A neigt, was zu einer Verkantung und damit zu einer erheblichen Erhöhung der Betätigungskraft sowie Ungenauigkeiten hinsichtlich der Sensierung führen kann. Zudem wird durch die Kopplung des Anbindungshebels 126 an den Kopplungskopf 130 die Gesamt-Sensierungstoleranz insgesamt erhöht, insbesondere da diese Kopplung ein vergleichsweise hohes Umkehrspiel bezüglich einer Schlittenmitnahme aufweist.The in the 1A and 1B shown position sensor 110 has the disadvantages described above that the carriage 114 to a tilt about an axis perpendicular to the plane in 1A tends to tilt and thus to a considerable increase in the operating force and inaccuracies in the sensing can result. In addition, by the coupling of the connection lever 126 to the coupling head 130 the total Sensingstoleranz increased overall, especially since this coupling has a comparatively high backlash with respect to a carriage entrainment.

In den 2A und 2B ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Positionssensors in einer perspektivischen Darstellung schräg von vorne (2A) bzw. einer Ansicht von der Seite (2B) dargestellt. Das Ausführungsbeispiel ist zunächst im Wesentlichen analog zu dem Positionssensor 110 gemäß den 1A und 1B ausgestaltet, so dass für die Details dieses Ausführungsbeispiels weitgehend auf diese Figuren verwiesen werden kann. Im Unterschied zum Stand der Technik weist der Positionssensor 110 gemäß dem in den 2A und 2B dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich ein Toleranzausgleichselement 132 in Form eines Linearführungselements 134 mit einem Schienenelement 136 auf. Das Toleranzausgleichselement 132 verfügt im dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Führungsrippe 138. Die Führungsrippe 138 erstreckt sich von einer Rückwand 142 des Stators 112 aus senkrecht zur Schlittenebene 128 in eine Führungsnut 144 der Schlittenplatte 140 hinein.In the 2A and 2 B is a first embodiment of a position sensor according to the invention in a perspective view obliquely from the front ( 2A ) or a view from the side ( 2 B ). The embodiment is initially substantially analogous to the position sensor 110 according to the 1A and 1B configured, so that for the details of this embodiment, reference may be made largely to these figures. In contrast to the prior art, the position sensor 110 according to the in the 2A and 2 B illustrated embodiment additionally a tolerance compensation element 132 in the form of a linear guide element 134 with a rail element 136 on. The tolerance compensation element 132 has in the illustrated embodiment, a guide rib 138 , The leadership rib 138 extends from a back wall 142 of the stator 112 from perpendicular to the carriage plane 128 in a guide groove 144 the slide plate 140 into it.

Die Führungsnut 144 und die Führungsrippe 138 bilden in diesem Ausführungsbeispiel das Schienenelement 136, welches als Linearführungselement 134 wirkt. Wie insbesondere aus 2A hervorgeht, erstreckt sich das Linearführungselement 134 im Wesentlichen parallel zum Verschiebungsweg 118. Das Linearführungselement 134, welches mit geringer Toleranz hergestellt werden kann, verhindert wirksam ein Verkippen des Schlittens 114 um eine Verkippungsachse senkrecht zur Schlittenebene 128, auch bei einem außermittigen Hebelangriff durch den Anbindungshebel 126. Weiterhin ist das Linearführungselement 134 eingerichtet, um Reibungsverluste in der Schlittenführung 116 zu verringern. Zu diesem Zweck ist das Linearführungselement 134 beispielsweise derart ausgestaltet, dass Außenkanten 146 der Schlittenplatte 140 Außenschienen 148 der Schlittenführung 116 nicht berühren, so dass zwischen diesen Außenkanten 146 und den Außenschienen 148 ein Luftspalt 150 verbleibt.The guide groove 144 and the leadership rib 138 form the rail element in this embodiment 136 , which as a linear guide element 134 acts. As in particular from 2A shows, the linear guide element extends 134 essentially parallel to the displacement path 118 , The linear guide element 134 , which can be made with low tolerance, effectively prevents tilting of the carriage 114 about a Verkippungsachse perpendicular to the carriage plane 128 , even with an off-center lever attack by the connection lever 126 , Furthermore, the linear guide element 134 set up to reduce friction in the carriage guide 116 to reduce. For this purpose, the linear guide element 134 For example, designed such that outer edges 146 the slide plate 140 outer rails 148 the carriage guide 116 do not touch, leaving between these outer edges 146 and the outer rails 148 an air gap 150 remains.

In den 3 und 4 sind weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Positionssensoren 110 dargestellt, welche ebenfalls über Toleranzausgleichselemente 132 verfügen. Für weite Teile der Ausgestaltung dieser Positionssensoren 110 kann auf die Beschreibung der obigen Ausführungsbeispiele verwiesen werden. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2A und 2B umfasst das Toleranzausgleichselement 132 in den in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen, alternativ oder zusätzlich, mindestens ein Federelement 152, welches in eine Übertragungskette zwischen einer Bewegung des Getriebeelements 122 und einer Bewegung des Schlittens 114 eingekoppelt ist. Die Ausführungsbeispiele in den 3 und 4 unterscheiden sich in der Anordnung und Ausgestaltung dieses Federelements 152. Das Federelement 152 kann eine Federkraft parallel zum Verschiebungsweg 118 aufzunehmen.In the 3 and 4 are further embodiments of inventive position sensors 110 which also has tolerance compensation elements 132 feature. For much of the design of these position sensors 110 can be made to the description of the above embodiments. In contrast to the embodiment according to the 2A and 2 B includes the tolerance compensation element 132 in the in the 3 and 4 illustrated embodiments, alternatively or additionally, at least one spring element 152 which is in a transmission chain between a movement of the transmission element 122 and a movement of the sled 114 is coupled. The embodiments in the 3 and 4 differ in the arrangement and design of this spring element 152 , The spring element 152 can be a spring force parallel to the displacement path 118 take.

In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Federelement 152 als Teil des Anbindungshebels 126 ausgestaltet, an einem dem Kopplungskopf 130 des Getriebeelements 122 zuweisenden Kopf 154 des Anbindungshebels 126. Die Schlittenanbindung 120 ist also auf Seiten des Schlittens 114 in dem dargestellten Beispiel fest mit dem Schlitten 114 verbunden, wohingegen diese auf Seiten des Getriebeelements 122 federnd ausgestaltet ist. Das Federelement 152 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein steifes Element 156 und ein federndes Element 158, welches zumindest teilweise flexibel ausgestaltet ist und mit dem steifen Element 156 verbunden ist. Im Gegensatz zu der einstückigen Ausgestaltung des Federelements 152 mit dem Anbindungshebel 126 gemäß 3 ist in 4 ein Ausführungsbeispiel mit einer mehrteiligen Ausgestaltung des Federelements 152 gezeigt. Wiederum umfasst in diesem Ausführungsbeispiel die Schlittenanbindung 120 einen Anbindungshebel 126, welcher fest mit dem Schlitten 114 verbunden ist. Dieser Anbindungshebel 126 ist als steifes Element 156 ausgestaltet. Als separates Bauteil umfasst die Schlittenanbindung 120 jedoch weiterhin ein federndes Element 158, welches flexibel ausgestaltet ist und beispielsweise in eine entsprechende Aussparung 160 des steifen Elements 156 eingesteckt werden kann, so dass das federnde Element 158 einen von dem steifen Element 156 abstehenden Federarm bildet. Das steife Element 156 und das federnde Element 158 können jeweils Vorsprünge 162 aufweisen, welche an dem Getriebeelement 122, beispielsweise dem Kopplungskopf 130 des Getriebeelements 132, anliegen können.In the in 3 illustrated embodiment, the spring element 152 as part of the connection lever 126 designed, at a the coupling head 130 of the transmission element 122 assigning head 154 of the connection lever 126 , The slide connection 120 So it's on the side of the sled 114 in the example shown fixed to the carriage 114 whereas these are on the side of the transmission element 122 is designed resilient. The spring element 152 includes in the illustrated embodiment a rigid element 156 and a resilient element 158 which is at least partially flexible and with the rigid element 156 connected is. In contrast to the one-piece design of the spring element 152 with the connection lever 126 according to 3 is in 4 an embodiment with a multi-part design of the spring element 152 shown. Again, in this embodiment includes the carriage connection 120 a connection lever 126 , which stuck with the sledge 114 connected is. This connection lever 126 is as a stiff element 156 designed. As a separate component includes the carriage connection 120 but still a resilient element 158 which is flexible and, for example, in a corresponding recess 160 of the stiff element 156 can be plugged in, so that the resilient element 158 one of the stiff element 156 protruding spring arm forms. The stiff element 156 and the resilient element 158 can each projections 162 have, which on the transmission element 122 , For example, the coupling head 130 of the transmission element 132 , can lie.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Robert Bosch GmbH: Sensoren im Kraftfahrzeug, Ausgabe 2007, Seiten 136–138 [0002] - Robert Bosch GmbH: Sensors in the motor vehicle, edition 2007, pages 136-138 [0002]

Claims (12)

Positionssensor (110) zur Erfassung einer Position eines Elements, insbesondere eines Getriebeelements (122), umfassend mindestens einen Stator (112) und mindestens einen entlang eines Verschiebungsweges (118) relativ zu dem Stator (112) beweglich gelagerten Schlitten (114), wobei der Schlitten (114) über mindestens eine Schlittenanbindung (120) mit dem Element verbindbar ist, wobei der Positionssensor (110) eingerichtet ist, um eine relative Position des Schlittens (114) zum Stator (112) zu erfassen, wobei der Positionssensor (110) weiterhin mindestens ein Toleranzausgleichselement (132) aufweist, wobei das Toleranzausgleichselement (132) eingerichtet ist, um ein Spiel in einer Übertragungskette zwischen einer Bewegung des Elements und einer Bewegung des Schlittens (114) zumindest teilweise zu verringern.Position sensor ( 110 ) for detecting a position of an element, in particular a transmission element ( 122 ) comprising at least one stator ( 112 ) and at least one along a displacement path ( 118 ) relative to the stator ( 112 ) movably mounted carriages ( 114 ), wherein the carriage ( 114 ) via at least one slide connection ( 120 ) is connectable to the element, wherein the position sensor ( 110 ) is set to a relative position of the carriage ( 114 ) to the stator ( 112 ), the position sensor ( 110 ) at least one tolerance compensation element ( 132 ), wherein the tolerance compensation element ( 132 ) is adapted to a game in a transmission chain between a movement of the element and a movement of the carriage ( 114 ) at least partially. Positionssensor (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Toleranzausgleichselement (132) mindestens ein Linearführungselement (134) umfasst, welches eingerichtet ist, um ein Verkippen des Schlittens (114) senkrecht zum Verschiebungsweg (118) zumindest weitgehend zu verhindern.Position sensor ( 110 ) according to the preceding claim, wherein the tolerance compensation element ( 132 ) at least one linear guide element ( 134 ), which is arranged to prevent tilting of the carriage ( 114 ) perpendicular to the displacement path ( 118 ) at least largely prevent. Positionssensor (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Schlitten (114) an seinen Außenkanten (146) in einer Schlittenführung (116) parallel zum Verschiebungsweg (118) geführt ist, wobei das Linearführungselement (134) mindestens ein parallel zum Verschiebungsweg (118) angeordnetes Schienenelement (136) aufweist, insbesondere ein von der Schlittenführung (116) getrennt ausgebildetes Schienenelement (136).Position sensor ( 110 ) according to the preceding claim, wherein the carriage ( 114 ) at its outer edges ( 146 ) in a carriage guide ( 116 ) parallel to the displacement path ( 118 ) is guided, wherein the linear guide element ( 134 ) at least one parallel to the displacement path ( 118 ) arranged rail element ( 136 ), in particular one of the carriage guide ( 116 ) separately formed rail element ( 136 ). Positionssensor (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Schlitten (114) eine in einer zum Verschiebungsweg (118) im Wesentlichen parallelen Schlittenebene (128) angeordnete Schlittenplatte (140) umfasst, wobei das Schienenelement (136) sich in die Schlittenplatte (140) hinein erstreckt.Position sensor ( 110 ) according to the preceding claim, wherein the carriage ( 114 ) one in a to the displacement path ( 118 ) substantially parallel carriage plane ( 128 ) arranged slide plate ( 140 ), wherein the rail element ( 136 ) into the carriage plate ( 140 ) extends into it. Positionssensor (110) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei das Linearführungselement (134), insbesondere das Schienenelement (136), mindestens eine Führungsnut (144) und mindestens eine in die Führungsnut (144) eingreifende Führungsrippe (138) aufweist.Position sensor ( 110 ) according to one of the three preceding claims, wherein the linear guide element ( 134 ), in particular the rail element ( 136 ), at least one guide groove ( 144 ) and at least one in the guide groove ( 144 ) engaging guide rib ( 138 ) having. Positionssensor (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Stator (112) die Führungsrippe (138) aufweist und wobei der Schlitten (114) die Führungsnut (144) aufweist.Position sensor ( 110 ) according to the preceding claim, wherein the stator ( 112 ) the leadership rib ( 138 ) and wherein the carriage ( 114 ) the guide groove ( 144 ) having. Positionssensor (110) nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei die Führung der Außenkanten (146) des Schlittens (114) in Außenschienen (148) des Stators (112) erfolgt, wobei das Schienenelement (136) derart eingerichtet ist, dass bei einer Verschiebung des Schlittens (114) entlang des Verschiebungswegs (118) die Außenkanten (146) einer Schlittenplatte (140) des Schlittens (114) in einer Dimension der Schlittenebene (128) senkrecht zum Verschiebungsweg (118) die Außenschienen (148) nicht berühren.Position sensor ( 110 ) according to one of the four preceding claims, wherein the guidance of the outer edges ( 146 ) of the carriage ( 114 ) in outer rails ( 148 ) of the stator ( 112 ), wherein the rail element ( 136 ) is set up such that when the carriage is displaced ( 114 ) along the displacement path ( 118 ) the outer edges ( 146 ) a carriage plate ( 140 ) of the carriage ( 114 ) in one dimension of the carriage plane ( 128 ) perpendicular to the displacement path ( 118 ) the outer rails ( 148 ) do not touch. Positionssensor (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Toleranzausgleichselement (132) mindestens ein Federelement (152) aufweist, welches eingerichtet ist, um eine Federkraft parallel zum Verschiebungsweg (118) aufzunehmen.Position sensor ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the tolerance compensation element ( 132 ) at least one spring element ( 152 ), which is adapted to a spring force parallel to the displacement path ( 118 ). Positionssensor (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Federelement (152) mit der Schlittenanbindung (120) verbunden ist.Position sensor ( 110 ) according to the preceding claim, wherein the spring element ( 152 ) with the slide connection ( 120 ) connected is. Positionssensor (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Schlittenanbindung (120) zumindest einen sich von dem Schlitten (114) aus erstreckenden und vorzugsweise mit dem Schlitten (114) fest verbundenen Anbindungshebel (126) umfasst.Position sensor ( 110 ) according to the preceding claim, wherein the carriage connection ( 120 ) at least one of the carriage ( 114 ) extending from and preferably with the carriage ( 114 ) firmly connected connection lever ( 126 ). Positionssensor (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Federelement (152) an einem dem Element zuweisenden Kopf (154) des An bindungshebels (126) zumindest teilweise als Bestandteil des Anbindungshebels (126) ausgebildet ist, insbesondere einstückig mit dem Anbindungshebel (126).Position sensor ( 110 ) according to the preceding claim, wherein the spring element ( 152 ) on a head assigning the element ( 154 ) of the connection lever ( 126 ) at least partially as part of the connection lever ( 126 ) is formed, in particular integrally with the connection lever ( 126 ). Positionssensor (110) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das Federelement (152) zumindest teilweise als von dem Anbindungshebel (126) getrenntes Federelement (152) zwischen dem Anbindungshebel (126) und dem Element ausgebildet ist.Position sensor ( 110 ) according to one of the two preceding claims, wherein the spring element ( 152 ) at least partially than by the connection lever ( 126 ) separate spring element ( 152 ) between the connection lever ( 126 ) and the element is formed.
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