[发明专利]齿轮变速器的包括操作元件的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮变速器的包括操作元件的装置，其中，所述操作元件借助于至少一个滚动轴承单元至少沿推移方向可平动推移地得到支承，并且其中，所述滚动轴承单元磁体-传感器单元，用以检测在操作元件与滚动轴承单元的位置固定的部件之间的相对位置。

背景技术

在齿轮变速器中，通常使用呈换挡轴、换挡道轨(Schaltschiene)或者换挡滑杆形式的换挡元件，所述换挡元件至少必须沿着平动方向可推移或者必要时还额外地围绕旋转轴线可旋转。为此，使用滚动支承件。

在改善换挡舒适性以及换挡可靠性方面，需要获知换挡元件的精确位置，以便使例如起动或者停止发动机的功能自动化，或者应用于特定的换挡策略的挡位位置。

在此，公知的是，为对换挡元件进行位置识别而使用传感器。DE19751519A1公开了一种线性传感器，该线性传感器包括磁体和霍尔传感器，以便能够对两个构件之间线性的相对位置加以检测。为了不影响磁场并且进而不使测量结果失真，在已知的解决方案中设置为，用于传感机构的相关的承载元件由塑料制成。

在齿轮变速器中，已经公知的是，使用这样的用于检测换挡元件的位置的传感器。在此，大多使用无接触的磁传感器，其中，磁体固定在换挡元件(换挡滑杆、换挡道轨或者换挡拨叉)上；然后，借助传感器通过测量磁场强度来检测换挡路径。

在此，所述磁体和传感器元件设置为单独的非整合式的元件，因为所述元件本身不能放置在线性引导部的区域内，因为在线性引导部的由钢制成的构件的区域内会对磁场产生影响。而所述传感器元件必须布置在轴承区域的外部，这使得提高了对所提供的结构空间的要求。

在借助于磁场传感器进行位置识别时，强制要求的是：在位置磁体与传感器之间的气隙中没有铁磁性的构件。位置固定地处在有待测量的构件上的磁体产生了磁场，该磁场的强度和方向由传感器检测，由该传感器可以确定磁体的位置并且能够由此计算换挡位置。

为了保证或者干脆说是实现测量的足够精度，必须防止对磁场强度或者矢量取向产生不利影响，例如通过置入铁磁性材料所发生的那样。出于该原因，只有当滚动体滚动轨道也就是滚动套筒被断开的情况下，才能将磁体-传感器单元整合到典型的滚动轴承线性单元中。由此，能这样将传感器挤入金属套筒中，即，磁体与传感器之间没有起干扰作用的元件。

然而，因此不考虑这样的解决方案，因为滚动套筒的强度由此显著变弱。

发明内容

因此，本发明基于如下任务，即，以如下方式改进开头所述类型的装置，即，一方面实现紧凑并且稳定的结构，然而另一方面实现无问题地获知操作元件的位置。

通过本发明的该任务的解决方案的特征在于，所述滚动轴承单元具有滚动套筒，滚动套筒具有至少一个用于滚动体的滚动轨道的滚动套筒，其中，滚动套筒由金属的非铁磁性的材料制成。在此，该滚动套筒的材料优选是钢材。在此，该滚动套筒的材料有利地在20℃时具有奥氏体结构。此外，该滚动套筒的材料优选是可硬化的。

磁体-传感器单元的磁体为了获得紧凑的结构优选布置在滚动轴承单元的轴向延伸的区域内。

在此，所述磁体-传感器单元的磁体能够固定地与操作元件连接。该磁体可以呈环形地构造，并且围住操作元件。

所述磁体-传感器单元优选包括霍尔传感器或者磁阻传感器。

所述滚动套筒为了获得稳定而刚性的结构优选在其外周之上具有不中断的结构。

所述滚动轴承单元可以具有壳体，该壳体承载着滚动套筒。在此，该壳体优选由塑料制成。该壳体可以具有容纳槽，以用于磁体-传感器单元的传感器。

在所述操作元件的外周之上，能够在操作元件与滚动套筒之间布置有多个滚动体。所述滚动体优选为球。

所述操作元件大多是换挡滑杆或者换挡道轨。

通过将特别的材料用于滚动套筒，实现了用于换挡元件的紧凑的单元，虽然需要钢材用于滚动套筒，但是所述单元能够借助于磁传感机构进行位置识别，而传感器单元不必在型体上穿过滚动套筒，并且由此变弱，以便检测位置磁体的磁场。

不使用滚动轴承钢或者其它常规的材料作为用于滚动套筒的材料，而是该滚动套筒由非铁磁性的材料制成。

通过滚动体在载荷之下在滚动套筒上滚动，该滚动套筒必须具有一定的最小表面硬度。因此，排除了使用塑料或者轻质金属(铝)作为非铁磁性的或者仅略带铁磁性的材料用作套筒材料。

因此，必须为滚动套筒使用如下的钢，该钢在室温时具有奥氏体结构并且由此不是铁磁性的。此外，所述材料应是可表面硬化的，以便具有用于滚动体滚动所需的硬度。这种钢作为用于特定轴承的特种钢为人公知。