专利名称：至少在轴向上可彼此移动的两个部件，特别是变速器换挡部件的滚动轴承的制作方法
至少在轴向上可彼此移动的两个部件，特别是变速器换挡
部件的滚动轴承
背景技术：
正如DE 10 2006 (^8785B3中所介绍的那样，利用传感器检测轴向可运动的部件之间和特别是变速器内可能位置的需求日益增长。在手动变速器中，为此在换挡部件上面或旁边固定一个磁铁，一般这是设置在换挡罩内具有一个或多个变速杆拨指的中央换挡轴。磁铁借助设置在换挡罩外壳内的霍尔传感器共同作用并探测单个挡位。这种结构的缺点是，磁铁对变速器外壳油内存在的含铁磨粒会产生吸引。通过吸附这种污物改变其使用寿命期间的磁场特性曲线。探测精度因此在运行期间下降。为回避这一缺点，特别是在自动变速器中通常挡位直接探测一般线性运动的换挡拨叉，但这种解决方案的缺点是，为每个换挡拨叉并因此为每个拨块凹槽需要本身的传感器。这种解决方案因此需要多个传感单元并因此成本很高。作为进一步开发，例如DE 10 2007 016751A1提出一种传感器止动装置，该装置将传感装置与控制止动装置整体构成。控制止动装置具有包括在其端面上引导的定位件的控制螺栓。该定位件最好球形构成并嵌入换挡部件作为定位轮廓构成的运行轨迹内，向该运行轨迹预张紧。传感器止动装置具有信号发送器和作为两个传感元件的传感器，它们通过定位件可以彼此相对运动。这种类型的传感器止动装置的缺点是，该装置结构相当高并部分设置在不适用传感装置的位置上，从而在这里金属磨粒也会对作为信号发送器的磁铁的功能产生不利影响。此外，这种类型的传感器止动装置将定位轮廓的由期望的换挡力分布预先规定的多维垂直断面转换为止动装置的一维行程。因此在这种情况下造成不同的挡位具有信号发送器和传感器的相同位置，从而在具有换挡部件和传感器止动装置的换挡单元中，换挡部件的不同换挡位置无其他辅助手段就不能分开保持。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种传感器设置，其避免前面详细列举的缺点且制造简单。该目的依据本发明依据权利要求1由此得以实现，即具有至少一个信号发送器和至少一个传感器的传感装置集成在轴向可彼此运动的部件的滚动轴承中。在此方面，集成是指两个部件与传感装置和滚动轴承共同形成一个可以阻隔的单元。对于传感器和信号发送器的设置来说，这一点意味着，在两个部件彼此每个可能的位置上至少一个传感元件设置在部件与滚动轴承相同的位置上。一般来讲，传感器是位置固定的传感元件并与滚动体在径向上偏移地设置。通过集成在滚动轴承中，传感装置通过集成在滚动轴承中而不受外界影响。由此可以取消相对于外壳固定地保持传感装置，产生了用于离散的或连续的调整位置的安装非常简单的传感器设置。本发明特别是涉及一种换挡部件的滚动轴承。换挡部件是指可以线性或切向上运动的汽车变速器的换挡滑杆和换挡轴。换挡叉轴的截面可以是圆形、矩形或其他形状。传感装置与一般设置在换挡罩或外壳内的滚动轴承整体构成，比与控制止动装置整体构成更容易实现。因此可以取消具有传感装置的外伸结构的控制止动装置。换挡叉轴通常识别空挡位置、挡位和需要时也识别中间位置。换挡叉轴在汽车的变速器中将变速杆和/或选挡杆的运动传递到变速器各自的滑动套筒上。换挡叉轴将轴向操作力传递到固定在这些部件上的换挡拨叉上并将由换挡过程中产生的反作用力传递到变速器外壳上。为了换挡过程，这些部件以可轴向运动的方式得到支承。传感装置集成在滚动轴承中可以实现传感器相对于信号发送器的结构定位，而无需其他辅助手段阻隔。现有的轴承设计可以按照简单方式加装传感装置。特别简单的是， 换挡叉轴上设置与设置在外壳内的霍尔传感器共同作用的永久磁铁。为支承换挡叉轴适用滚动轴承，其中通常具有三个或多个确定的在纵向运动方向上定向的槽，槽内引导大多为球体的滚动体。滚动体在截面上矩形的换挡叉轴情况下内部大多在板式件上运行，该板式件环嵌换挡叉轴并这样成型，使其向球体形成滚道。作为选择球滚道也可以直接装入换挡滑杆的表面。滚动体在这种情况下在压入变速器外壳的圆形圆柱体套筒的外面滚动。这种类型的滚动轴承由于轴承磨擦低而可以达到很好的效率并因此提高换挡舒适性，因为它负责换挡叉轴非常灵活的纵向引导。灵活性特别是对于准确检测换挡位置具有优点。在本发明的进一步构成中，滚动体与换挡叉轴或外壳之间设置各自一个不是圆柱体的，而是至少部分环绕滚动体轮廓的轴承套。依据本发明的滚动轴承具有至少两排在部件的移动方向上对齐设置的滚动体，这些滚动体各自在部分环绕滚动体的外部轮廓的滚道内滚动或引导。通过环绕滚动体成型的滚道，提高滚道与滚动体之间的接触面，由此降低部件之间的单位面积压力；因此可以传递更大的力以及需要时也可以传递转矩。因为滚道没有圆柱体的轮廓，所以防止两个可以彼此相对移动的部件扭转，这样的扭转可以传递转矩。作为滚动体特别是使用球体，它们各自在滚道内得到引导，滚道在截面上具有与滚动体的直径对应的圆弓形段。通过滚道在截面上各自匹配球体的轮廓，通过更大接触的面积降低单位面积压力，由此也减轻部件负荷。第一部件在一种构成中具有用于引导滚动体的内套筒。内套筒最好由钢板构成并支承在换挡叉轴的多个支承点上。第二部件可以是具有里面设置外套筒用于外部引导滚动体的外壳。由于通过滚动体出现负荷，不宜将信号发送器或传感器设置在滚道的区域内。而滚道之间相反可以设置，但出于结构空间的原因大多不进行设置。如果信号发送器如扁平磁铁或光学标志足够扁平，那么它们可与各自的套筒整体构成。这一点同样可以采用扁平结构的传感器实现。但对于许多应用来说具有优点的是，内套筒不是完全环嵌换挡叉轴，而是不覆盖换挡叉轴的一个分区。为此内套筒例如可以开槽或具有适当的间隙。在那里信号发送器最好需要时设置在换挡叉轴内。如果信号发送器是磁铁，那么其磁场通过金属套筒在径向上也不被屏蔽。外套筒同样可以具有用于传感器的开口，以便使其尽可能良好和靠近信号发送器。取代仅两排滚动体，部件特别是可以具有三排径向均勻设置的滚道用于各个在部件移动方向上对齐设置的滚动体。由此换挡叉轴特别是可以精确引导。此外，可以传递的力也更高，因为换挡叉轴向三面支承。不言而喻，如果需要，可以提供三个以上规则设置的滚道用于相应的多排滚动体。因此可以有选择地提高换挡叉轴的可靠负荷或减少滚动体的直径，因为负荷可以分布到更高数量的滚动体上。具有用于两排、三排或多排滚动体的滚道的外套筒依据目的具有三棱椭圆形截面，该截面带有分段圆弓形的用于滚动体的导向装置或滚道，由此保证球体的精确和对称的引导。内套筒相应具有三个在截面上分段圆弓形的用于滚动体的导向装置或滚道，由此内套筒或内板为支承换挡叉轴而构成，使其产生尽可能小的单位面积压力。外套筒非圆柱体的截面造成对于滚动体仅存在确定的滚道并因此存在外套筒的未被球体负荷的区域。传感器最好设置在这些区域内，因为这些传感器一般没有坚固得使其可以利用轴承力碾过。通过非圆柱体的截面，换挡叉轴也可以回转，其中，换挡叉轴带动外套筒。外套筒与所要支承的部件之间可以设置弹性材料制成的减震件，其衰减内部件与外部件之间的噪声传递。在依据本发明的滚动轴承的这种实施方式中，外套筒固定在具有圆柱体外壳面的转接套筒内。转接套筒无间隙固定在第一部件或外壳的空心圆柱体孔内。 转接套筒此外具有与用于引导滚动体的外套筒的外部轮廓相应的内套筒。用于外部支承和引导滚动体的外套筒无间隙地固定在转接套筒内。可以取得特别好的减震效果的是，转接套筒由弹性材料制成。作为这种材料例如可以考虑具有足够弹性或足够减震特性的热塑性塑料。通过弹性的外套筒同样可以补偿对齐误差。用于引导滚动体的内套筒此外可以通过轴承圈形成，该轴承圈固定在第二部件或换挡滑杆或换挡叉轴的外圆周上。作为对此的选择，用于引导滚动体的内套筒可以通过纵向槽形成，这些纵向槽加工在第二部件或换挡滑杆或换挡叉轴的外圆周上。为此相应的纵向槽可以在轴向上加工在换挡滑杆或换挡叉轴的外部轮廓上，这些纵向槽然后用作滚动轴承的用于滚动体或球体的轴向滚道。此外具有优点的是，滚动体通过保持架保持并相对彼此固定在其位置上。但这种保持架可以取消，虽然它使滚动体与单个装备球体的安装相比明显变得容易。保持架例如可以由板组成。保持架适用的材料也可以是聚酰胺(例如PA66)。
本发明其他特征、目标和优点来自本发明的实施方式详细介绍的说明书。其中图1示出用于在外壳内轴向引导矩形截面的换挡叉轴的滚动轴承第一方案的示意截面；图2示出图1滚动轴承的透视部分纵剖面；图3示出用于说明其他细节的滚动轴承的示意纵剖面；图4示出具有换挡滑杆无内套筒的滚动轴承第二方案的示意截面；图5示出图4滚动轴承的透视图。
具体实施例方式图1的示意图示出依据本发明的滚动轴承1的一种实施方式的截面，该滚动轴承包括第一部件2，该第一部件作为带有矩形截面的换挡叉轴15，该换挡叉轴可轴向移动(也就是垂直于图平面)地支承在作为变速器外壳17的第二部件3内。换挡叉轴15的外圆周上设置作为板材成型件的内套筒4，该板材成型件作为附图仅示意示出的滚动体5的内部导向装置使用，这些滚动体在本实施例中各自通过球体形成。内套筒4具有三个分布在圆周上的导向段6，它们在轴向上分布且在截面上具有圆弓形段。圆弓形段的半径对应于滚动体5的半径，从而这些滚动体在确定的区域上被包围和引导。由此滚动体5与内套筒4或其导向段6之间的有效单位面积压力与传统的推力轴承相比明显降低。球体或滚动体5以同样的方式在外部在具有三棱椭圆形截面轮廓的外套筒7内得到引导。在这里重要的还有，其外导向段8轴向均勻分布并且在截面上具有圆弓形段，其半径相当于滚动体5的半径，从而这些滚动体在确定的区域上被包围和引导，由此滚动体5与外套筒7或其导向段8之间的有效单位面积压力与传统的空心圆柱体造型的推力轴承相比明显降低。在各两个通过滚动体5加载的导向段8之间设置没有负荷或仅有很小负荷的连接段20。连接段20具有用于第二传感元件14的间隙18。第二传感元件14是传感器21 并基本上在外套筒7的外面设置在转接套筒10或外壳17内，但在这里一直伸入外套筒7 的区域内，从而它与该外套筒形成无偏移的平面。由此与设置在换挡叉轴15上的第一传感元件13、信号发送器22的最小距离尽可能降低。单个或多个信号发送器22要么与换挡叉轴15整体构成，要么如该实施例中那样设置在保持架9的保持架兜孔23内。它们可以如滚动体5那样以可运动的方式支承在那里，或它们与内套筒4或换挡叉轴15固定连接。为保证尽可能精确的识别，将信号发送器22和传感器21分离的缝隙M保持得尽可能小。保持架9用于在内套筒4与外套筒7之间精确引导滚动体5以及用于确保滚动体 5之间的均勻距离。借助图1的图示可以直接看出，为将三棱椭圆形造型的外套筒7无间隙地固定在外壳17的空心圆柱体造型的内表面上，需要增加加工开支，例如需要在外壳17的内部轮廓中加工出外套筒7的外部轮廓，这一点一般只能通过冲击的方法进行。加工开支的这种增加在本实施方案中由此得到避免，即，用于引导滚动体5的非圆柱体造型的外套筒7的外部轮廓与外壳17圆柱体造型的孔的内部轮廓之间设置转接套筒10，该转接套筒一方面用于补偿不同的轮廓，另一方面可以提供特别希望的减震作用，以减少变速器外壳16与换挡叉轴15之间的噪声和振动传递。利用这种附加的转接套筒10提供一种滚动轴承1，该滚动轴承优化在可彼此相对运动的部件之间的噪声传递。转接套筒10因此作为减震件起作用并最好由弹性材料制成。图2再次以透视局部纵剖面示出滚动轴承在图1已经提到的部件。图3的示意纵剖面图示出内套筒4处于换挡叉轴15的外壳面上的相应套筒容纳处11内。套筒容纳处11 具有大致相当于内套筒4厚度的深度。从该纵剖面图中进一步看出，轴向依次设置多个传感器21，以便可以可靠探测换挡叉轴15的不同位置。传感器21通过导线连接与插头接点 19连接，该插头接点可与计值单元的外部插头连接。为容纳信号发送器22，换挡叉轴15的厚度部分减小。图4的示意纵剖面图和图5的截面图示出滚动轴承1的一种可选择的方案，其中取消内套筒并取代内轴承套，在作为换挡滑杆16构成的第一部件2的外壳面上加工槽形的导向间隙12。导向间隙12可以具有与按第一方案的内套筒4的厚度大致相应的深度。信号发送器22在换挡滑杆16的外面设置在不由滚动体加载的区域内。其余部分与按图1-3
6前面已经介绍的部件相应。图5再次以透视图示出这种可选择的方案。附图标记1滚动轴承2第一部件3第二部件4内套筒5滚动体6内部导向段7外套筒8外部导向段9保持架10转接套筒11套筒容纳处12导向间隙13第一传感元件14第二传感元件15换挡叉轴16换挡滑杆17 外壳18 间隙19插头接点20连接段21传感器22信号发送器23保持架兜孔24 缝隙
权利要求
1.至少在轴向上能够彼此移动的两个部件0、3)的滚动轴承(1)，其中，该滚动轴承 ⑴具有-在轴向的移动方向上对齐设置的至少两排滚动体(5)，-设置在第一部件( 旁边或上面的用于滚动体(5)的第一滚道(6)，-设置在第二部件C3)旁边或上面的用于滚动体(5)的第二滚道(8)，其特征在于，-所述滚动轴承(1)具有传感装置，该传感装置带有信号发送器0 和作为两个传感元件(13、14)的传感器01)，-所述第一传感元件(1 以相对于所述第一部件( 运动固定的方式设置，-所述第二传感元件(14)以相对于所述第二部件C3)运动固定的方式设置。
2.按权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，滚动体(5)各自为球体，它们各自在滚道(6、8)内引导，滚道在截面上具有与滚动体(5)的直径对应的圆弓形段。
3.按权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，第一部件(2)是汽车变速器的换挡叉轴 (15)或换挡滑杆(16)。
4.按权利要求3所述的滚动轴承，其特征在于，第一滚道( 由换挡叉轴( 的外表面形成。
5.按权利要求3所述的滚动轴承，其特征在于，换挡叉轴(1 由外侧具有第一滚道 (6)的内套筒⑷环绕。
6.按权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，滚动体( 通过保持架(9)，特别是通过环形的板式保持架保持并彼此固定在其位置上。
7.按权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，第二部件C3)是内部具有外套筒(7)的外壳(17)，该外套筒用于从外部引导滚动体(5)。
8.按权利要求7所述的滚动轴承，其特征在于，外套筒(7)固定在具有圆柱体外壳面的转接套筒(10)内。
9.按权利要求8所述的滚动轴承，其特征在于，转接套筒(10)无间隙地固定在外壳 (17)的空心圆柱体孔内。
10.按权利要求3所述的滚动轴承，其特征在于，信号发送器(11)设置在换挡叉轴 (15)上或换挡滑杆(16)上，或着设置在环绕该部件(15、16)且外侧具有第一滚道(6)的内套筒⑷上。
11.按权利要求7所述的滚动轴承，其特征在于，传感器设置在外壳(17)旁边或内部，并且转接套筒(10)具有用于传感器的间隙(18)。
12.按权利要求7所述的滚动轴承，其特征在于，传感器设置在转接套筒(10)上。
13.按权利要求11或12所述的滚动轴承，其特征在于，传感器与第二滚道(8)相距地设置。
14.按权利要求7所述的滚动轴承，其特征在于，外壳(17)具有与传感器连接的用于连接外部插头的插头接点(19)。
15.按权利要求8之一所述的滚动轴承，其特征在于，转接套筒(10)由弹性材料，特别是塑料制成。
全文摘要
本发明涉及至少在轴向上可彼此移动的两个部件(2、3)的滚动轴承(1)，其中，滚动轴承(1)具有滚动体(5)，滚动体设置为在轴向的移动方向上对齐的至少两排，滚动轴承还具有设置在第一部件(2)旁边或上面的用于滚动体(5)的第一滚道(6)和设置在第二部件(3)旁边或上面的用于滚动体(5)的第二滚道(8)，其中，滚动轴承(1)具有传感装置，该传感装置带有信号发送器(22)和作为两个传感元件(13、14)的传感器(21)，第一传感元件(13)以相对于第一部件(2)运动固定的方式设置，以及第二传感元件(14)以相对于第二部件(3)运动固定的方式设置。
文档编号F16C29/04GK102257287SQ200980151376
公开日2011年11月23日 申请日期2009年11月19日 优先权日2008年12月18日
发明者托马斯·内迈尔 申请人:谢夫勒科技有限两合公司