DE3713880A1 - Magnetschranke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetschranke zur berührungslosen Erfassung der Stellung einer axial ver­ schieblichen, einen Bund oder eine umlaufende Nut auf­ weisenden Stange, vorzugsweise einer Schaltstange eines automatischen Getriebes, welche einen auf die Stange gerichteten Magnetfeldsensor hat. Magnetschranken dieser Art sind allgemein bekannt und gebräuchlich.

Bei den bekannten Magnetschranken wird meist ein Magnet auf der zu überwachenden Stange angebracht, so daß ein Signal erzeugt wird, wenn sich dieser gegenüber einem neben der Welle angeordneten Magnetfeldsensor befindet. Eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß das Aufbrin­ gen des Magneten auf der Stange aufwendig ist und die Stange in einer festen Ausrichtung zum Magnetfeldsensor eingebaut und verbleiben muß. Diese Nachteile kann man vermeiden, wenn man den Magneten unmittelbar am Magnet­ feldsensor anbringt und die Welle mit beispielsweise einem Bund versieht, auf den sich die Feldlinien konzen­ trieren, wenn er sich unterhalb des Magneten und Magnet­ feldsensors befindet. Nachteilig bei einer solchen Anord­ nung ist es jedoch, daß sich eine hohe Restfeldstärke für den Magnetfeldsensor ergibt, wenn der Bund sich außerhalb des Bereiches des Magnetfeldsensors befindet. Dadurch arbeitet die Magnetschranke insbesondere bei größeren Luftspalten unzuverlässig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Magnet­ schranke der eingangs genannten Art zu entwickeln, welche ohne einen auf der zu überwachenden Stange zu befestigenden Magneten auskommt, keine Orientierung der Stange verlangt und einen möglichst großen Feldstärken­ unterschied zwischen den zu überwachenden Schaltstellun­ gen aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Magnetfeldsensor innenseitig an einem die Stange koaxial umgebenden Rückschlußring vorgesehen ist, wel­ cher auf der dem Magnetfeldsensor gegenüberliegenden Seite einen auf den Magnetfeldsensor gerichteten Magne­ ten hat.

Durch diesen Rückschlußring ergibt sich auch mit einem relativ schwachen Magneten oder bei relativ großem Luft­ spalt ein hoher Magnetflußunterschied zwischen den zu überwachenden Stellungen der Stange, so daß die Magnet­ schranke mit einem einfachen, wenig empfindlichen und dadurch kostengünstigen Magnetfeldsensor, insbesondere einem Haltelement, auskommt.

Besonders wirkungsvoll arbeitet die Magnetschranke, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der gegenüberliegende Magnet als der Stange zugewandte Magnethalbschale ausgebildet ist.

Eine gleich gut arbeitende Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Rückschlußring zusätzlich zu dem dem Magnetfeldsensor gegenüberliegenden Magneten quer zu ihm zwei weitere, entsprechend dem gegenüberliegenden Magneten gepolte Magnete aufweist.

Eine Flußrichtungsumkehr des durch den Magnetfeldsensor führenden Magnetfeldes läßt sich auf einfache Weise da­ durch erreichen, daß unmittelbar neben dem Magnetfeld­ sensor ein umgekehrt wie der gegenüberliegende Magnet gepolter Ablenkmagnet vorgesehen ist.

Ein besonders starkes Wechselfeld ergibt sich, wenn zu beiden Seiten des Magnetfeldsensors ein Ablenkmagnet vorgesehen ist.

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

Fig. 1 die erfindungsgemäße, eine Stange umgebende Magnetschranke im Längsschnitt,

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

Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausfüh­ rungsform einer Magnetschranke nach der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt teilweise eine axial verschiebliche Stange 1, deren Position mit einer Magnetschranke 2 über­ wacht werden soll. Hierzu hat die Stange 1 einen Bund 3, der sich in der dargestellten Position vor einem Magnet­ feldsensor 4 in Form eines Hallelementes befindet. Dieser Magnetfeldsensor 4 ist auf der Innenseite eines Rückschlußringes 5 angebracht. Auf der dem Magnetfeld­ sensor 4 gegenüberliegenden Seite erkennt man in Fig. 1 einen Magneten 6.

Die Fig. 2 läßt die Gestaltung der Magnetschranke 2 genauer erkennen. Zu sehen ist, daß zusätzlich zu dem Magnet 6 in einem Winkel von jeweils 90 Grad hierzu zwei weitere Magnete 7, 8 angeordnet sind, welche genau wie der Magnet 6 gepolt sind. Statt diese beiden zusätzli­ chen Magnete 7, 8 vorzusehen, kann man auch den Magneten 6 als Magnethalbschale ausbilden.

Befindet sich der Bund 3 vor den Magneten 6, 7, 8 und dem Magnetfeldsensor 4, so erfolgt der magnetische Fluß aus dem Rückschlußring 5 über den Magnetfeldsensor 4 in den Bund 3 und von dort über die Magnete 6, 7, 8 zurück in den Rückschlußring 5. Wird die Stange 1 axial verscho­ ben, so daß der Bund 3 sich außerhalb der Magnetschranke 2 befindet, dann kommt dieser magnetische Fluß nicht zustande, da die Abstände zwischen dem Magnetfeldsensor 4 und den Magneten 6, 7, 8 hierfür zu groß sind.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 3 sind neben dem Magnetfeldsensor 4 zwei Ablenkmagnete 9, 10 angeordnet, welche genau umgekehrt gepolt sind wie die Magnete 6, 7, 8. Weisen beispielsweise die Ablenkmagnete 9, 10 jeweils mit ihrem Nordpol radial nach innen, dann kommt es zu einem magnetischen Fluß von diesen Nordpolen der Ablenk­ magnete 9, 10 zum Magnetfeldsensor 4 und von dort über den Rückschlußring 5 zu den Ablenkmagneten 9, 10. Der Magnetfeldsensor 4 wird also in der Zeichnung gesehen von unten nach oben durchflossen. Befindet sich der Bund 3 innerhalb der Magnetschranke, was in Fig. 3 darge­ stellt ist, dann erfolgt der Hauptfluß vom Magnetfeld­ sensor 4 über den Bund 3 zu den Magneten 6, 7, 8, also in genau umgekehrte Richtung. Es kommt somit zu einer Flußrichtungsumkehr.

Claims (4)

1. Magnetschranke zur berührungslosen Erfassung der Stel­ lung einer axial verschieblichen, einen Bund oder eine umlaufende Nut aufweisenden Stange, vorzugsweise einer Schaltstange eines automatischen Getriebes, welche einen auf die Stange gerichteten Magnetfeldsensor hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfeldsensor (4) innenseitig an einem die Stange (1) koaxial umgebenden Rückschluß­ ring (5) vorgesehen ist, welcher auf der dem Magnetfeld­ sensor (4) gegenüberliegenden Seite einen auf den Magnet­ feldsensor (4) gerichteten Magneten (6) hat.

2. Magnetschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der gegenüberliegende Magnet (6) als der Stange (1) zugewandte Magnethalbschale ausgebildet ist.

3. Magnetschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Rückschlußring (5) zusätzlich zu dem dem Magnetfeldsensor (4) gegenüberliegenden Magneten (6) quer zu ihm zwei weitere, entsprechend dem gegenüber­ liegenden Magneten (6) gepolte Magnete (7, 8) aufweist. 4. Magnetschranke nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unmittel­ bar neben dem Magnetfeldsensor (4) ein umgekehrt wie der gegenüberliegende Magnet (6) gepolter Ablenkmagnet (9, 10) vorgesehen ist.

5. Magnetschranke nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß zu beiden Seiten des Magnetfeldsensors (4) ein Ablenkmagnet (9, 10) vorgesehen ist.