CN1522349A - 具有变速箱的机动车 - Google Patents

Abstract

机动车，它具有一个驱动发动机，一个带有操作装置的转矩传递装置，如离合器，一个带有操作装置及控制装置的变速箱。

Description

具有变速箱的机动车

本发明涉及一种机动车，它具有一个驱动发动机，一个带有操作装置的转矩传递装置，一个带有操作装置及控制装置的变速箱，其中通过控制装置自动地进行转矩传递装置及变速箱的操作。为了操作这种变速箱通常借助两个运动分量如选挡分量及换挡分量来进行。

已经公知了对这些选挡分量的每个配置一个驱动装置。这两个驱动装置的运动将在路程及力的关系变化中转换为变速箱换挡轴的一个旋转运动及一个移动运动。

这方面有问题的是驱动装置与换挡轴之间的连接。对于有关路程及力关系的传递路径、换挡速度、换挡时间及换挡舒适性的要求导致了高成本的结构，该结构庞大且成本高及其组装费事。

因此本发明的任务在于，提出一种具有自动换挡变速箱的机动车，它具有减少的部件量，成本合理及可用简单的措施满足对于所需的路程及力关系、换挡速度、换挡时间及换挡舒适性的要求。该系统应具有简单、紧凑、适合安装空间的构型及装配简单。

根据本发明该任务将这样解决：用于将一个驱动装置的运动转换为选挡运动的运动传递区段包括：由该驱动装置驱动的、最好集成在该驱动装置中的变速级，如蜗杆与蜗轮；一个设置在该变速级后的、用于将旋转运动转换成轴向运动的拨件；用于将该轴向运动传递到杠杆元件上以使该轴向运动转换为旋转的选挡运动的部件；并且用于将另一驱动装置的运动转换为换挡运动的运动传递区段包括：由该驱动装置驱动的、最好集成在该驱动装置中的第一变速级，如蜗杆与蜗轮；一个最好集成在该驱动装置中的换挡弹性件；一个随后的例如通过齿轮及齿条构成的、将旋转运动转换成移动运动的第二变速级；一个用于无变形(verspannungsfrei)地传递轴向运动的部件；及一个与其连接的、可绕一个支承装置转动的换挡杆，该换挡杆具有转换到轴向换挡运动的无变形连接装置。

本发明的优选的进一步构型是从属权利要求的主题。

在本发明的一个优选实施例中，用于变速箱的操作装置包括一个基板并且通过该基板与变速箱连接。有利地，该基板支承第一及第二驱动装置。

在本发明的范围中基板的概念不必理解为板状的部件，而也总是可理解为被构成的部件，它支承操作装置的主要组成部分及与变速箱直接或间接地连接。

最好配置给第一和/或第二驱动装置的蜗轮的轴至少支承着地被接收在基板中。该接收部分构成该轴的支承。

根据本发明一个有利的构型，基板构成用于换挡和/或选挡运动机构的至少一个变速级的壳体，尤其是用于换挡运动机构的由齿轮及齿条构成的第一变速级。

如果在变速箱上由基板覆盖了一个区域，该区域必需被触及，则基板可有利地具有一个通道，例如一个缺口。譬如变速箱中的油注入口螺钉可通过相应的孔被拧下，由此可实现油状态检查或补充油。

本发明的一个优选构型在于，基板作为铸件构成及具有肋。有利的是，这些肋相对浇铸工具主方向以这样的角度、即垂直于浇铸工具的分离面延伸，以致通过这些肋的孔口的制造无需附加部件，如滑模(Schieber)、芯件或类似物，而其制造仅通过浇铸工具的构型来进行。

在一个优选实施例中，为了将基板固定在变速箱上此外使用一个部件，该部件同时构成用于传递换挡运动的可转动换挡杆的支承。有利地，该用于支承换挡杆的部件可被构造成销或螺栓状，及为了固定基板设有一个台阶状或凸缘状区域，用于传递夹紧力。

根据一个优选实施例，为了固定基板到变速箱上此外使用一个产生预紧力的部件，如可防脱地预安装的螺钉或铆钉。在真正组装前该部件易于被卸下或可固定地保持在预定位置上。

本发明的一个优选构型示出，用于在选挡运动传递路径中将旋转运动转换成轴向运动的拨件由一个盘状或杆状部件构成，它具有相对驱动装置轴偏心设置的、到下个传递部件的连接装置。

在本发明的一个有利构型中，接在拨件后面的部件为了传递轴向运动借助球头连接装置连接在运动区段中，例如为了实现无变形的力传递及公差补偿。

有利地，与齿条构成换挡运动传递路径中的第二变速级的齿轮可插入到换挡弹性件的相应槽中以形成形状锁合的力传递。

在本发明的一个特别有利的构型中，在换挡运动的传递路径中的齿条具有：一个由高熔点材料如金属制作的区域，它带有齿部分；及一个由低熔点的材料如塑料制作的区域，它用于与无变形地传递轴向运动的部件相连接。

根据本发明的一个特别有利的构型，在换挡运动的传递路径中无变形地传递轴向运动的部件具有：一个由高熔点材料如金属作的区域，它用于与齿条相连接；及及一个由低熔点的材料如塑料作的区域，它用于与换挡杆相连接。

在一个优选实施形式中，在换挡运动的传递路径中无变形地传递轴向运动的部件与齿条在轴向上固定但可绕至少两个轴相对转动地连接。有利地，该连接部分被作为球头连接装置构成及通过对在换挡运动的传递路径中无变形地传递轴向运动的部件上设置的球头的浇注或注射来制造。

此外有利的是，球头与齿条的带有齿部分的部分和/或在换挡运动的传递路径中无变形地传递轴向运动的部件的用于连接换挡杆的部分同时地被浇注。

在另一优选实施例中，齿条和/或在换挡运动的传递路径中无变形地传递轴向运动的部件全部由塑料构成。其中，可使用具有不同熔点的塑料。

在一个优选实施例中采取了措施，以使得球节在对运行设定的温度范围中是完全可动的。因此有利的是，球头在注射过程前被用分离剂、例如腊围涂。有利的还在于，球头与球包之间的可运动性附加地或仅通过规定的冷却过程来保证。

在该实施例中，最好使用在冷却中具有很小收缩率的塑料作为球包的材料。

对于齿条有利的是，齿部分的节圆位于齿条轴的附近，或特别有利地，与齿条轴线相重合。

在本发明的一个优选构型中，由可转动的换挡杆到将换挡运动导入换挡轴的部件连接是借助滑块连接装置实现的。

根据一个优选实施例，在选挡运动的传递路径中在将该运动导入换挡轴前的最后的部件同时是在换挡运动的传递路径中将换挡运动导入换挡轴前的最后的部件。因此通过该部件使选挡及换挡运动彼此耦合。

在本发明的一个优选构型中，由换挡及选挡运动机构的机构耦合在换挡运动中引起的选挡驱动装置位置的变化不被控制装置解译为位置偏差。

这可有利地譬如这样来实现，即选挡运动机构被这样地确定，即在换挡运动时选挡驱动装置的位置变化至少是很小的，特别有利的是最小的。

此外有利的是，在换挡运动时选挡驱动装置的位置变化小于选挡运动机构中存在的间隙的总和。

以下将借助附图来详细说明具有有利构型的优选实施例。附图为：

图1：具有驱动系、变速箱操作装置及控制装置的机动车概要示图，

图2：变速箱操作装置的分解图，

图3：安装在变速箱上的变速箱操作装置，

图4：一个选挡区段的运动机构

图5：一个换挡区段的运动机构，

图6a：球头连接装置中的连接及负载方向，

图6b：具有连接方向上增强可能的力传递的球头连接器，

图6c：用于球头连接装置的一个保险弓，

图6d：用于轴向力传递的球头连接装置，

图7a：一个被注射的球头的俯视图，

图7b：一个被注射的球头的侧视图，

图7c：一个被注射的球头的截面图，

图8：通过在变速箱上的基板及用于传递换挡运动的换挡杆的支架的固定位置的截面图，

图9：一个换挡区段的运动学特性曲线图，

图10：一个选挡区段的运动学特性曲线图，

图11：换挡运动对选挡运动学影响的曲线图，

图12：一个换挡弹性件的俯视图及两个截面图，

图13：一个波纹管，

图14：用于固定基板及换挡杆支架的部件，

图15：用于在选挡运动的传递路径中传递轴向运动的部件，

图16a：一个驱动装置在一个选挡链上的连接，

图16b：一个驱动装置在一个换挡链上的连接，

图17：一个基板的立体图，

图18：一个基板的侧视图，

图19：通过由齿条及推杆构成的单元的截面图，

图20：一个连接板，

图21：变速箱上具有运动机构的支承件，

图22：具有运动机构的支承件，

图23：一个选挡区段的运动机构，及

图24：一个换挡区段的运动机构。

图1概要地表示具有一个驱动系的机动车1，该驱动系包括一个作为内燃机构成的驱动发动机2，一个离合器4及一个变速箱6。通过一个万向轴8及一个差动装置10使机动车1的车轮12驱动。当然也可涉及具有一个或多个其它被驱动轴的汽车。

它包括一个带有传感器61的变速比选择装置60、如选挡杆及一个控制装置18，44，后者以框图表示。控制装置18，44可作为一个单元或在结构上和/或功能上分开的部分区域构成。如果控制装置18，44构造成在结构上和/或功能上分开的部分区域，则它们可通过譬如一个CAN母线54或其它的电连接装置彼此连接以交换数据。控制装置18，44例如可控制变速箱6和/或离合器4或发动机2的自动操作，如控制：发动机转矩，变速箱变速比的选择，变速箱的停止位置及中立位置或可由离合器传递的转矩。

用于改变变速箱的变速比的装置包括至少一个致动器48，50及一个控制装置44，其中变速比可通过致动器48，50的控制来改变。并且离合器4也可借助致动器46自动地被操作。

控制装置的区域44接收至少代表离合器2的传输状态及在变速箱6中被调节的变速比的信号及来自从动轴转速传感器52和变速比选择装置60上的传感器61的信号。这些信号由传感器检测，如由挡位识别传感器或由离合器行程传感器检测。

控制装置的区域18通过对节气阀30和/或喷射装置的调节来控制内燃机2。它接来自收进气管压力传感器26，冷却水温度传感器24，发动机转速传感器28，节气阀22的位置传感器20及油门踏板14的传感器16的信号。

用于改变变速箱的变速比的装置包括：至少一个致动器48，50，它例如包括两个电动机，其中一个电动机控制选挡过程的操作及第二电动机控制换挡过程的操作。对此将借助这些电动机沿选挡区段或换挡区段来操作至少一个变速箱侧的换挡部件的移动。

图2表示变速箱操作装置的分解图。中心部件是基板220，在该基板上设有用于选挡运动的驱动装置201及用于换挡运动的驱动装置205。驱动装置201的固定借助螺钉223来实现，驱动装置205的固定借助螺钉224来实现。耦合杆202用于使选挡运动传递到选挡臂203上。它为了避免运动中的变形通过球头连接铰接在选挡臂203及驱动装置201的拨件上。

换挡运动的传递是通过：与一个齿条209形成啮合的齿轮207，连接件211及选挡臂203上的换挡杆215来实现的。为了支承齿轮207使用了塑料轴承套208。

驱动装置205包括一个图12中所示的及将要详细描述的集成换挡弹性件206。

为了使齿条209滑动支承在基板220上，使用了两个轴承套210。波纹管212用于保护齿部分免于污染。

作为在基板220中可转动地支承换挡杆215的支承销使用了空心圆柱形部件221。换挡杆215借助一个轴承套216被滑动地支承。该空心圆柱形部件221同时用于通过螺钉222将基板220夹紧在变速箱上。

为了使部件211及滑块218铰接在换挡杆215上，使用了球头213及217。一个由塑料作的模型圈(Formring)214保护对部件214的球头连接，以免污染。滑块218被插入选挡臂203，用于无变形的力传递。这里用由橡胶作的波纹管219进行保护以免污染。选挡臂203与耦合杆202之间的球头连接通过模型圈204进行保护，以免污染。

图3中表示安装在变速箱上的变速箱操作装置。该变速箱包括一个壳体303，一个中间壳体302及一个盖301。基板306借助三个螺钉308，309及310被固定在变速箱上。螺钉310同时用于夹紧空心圆柱形部件，后者构成换挡杆311的支承。

此外，在该图中还表示出换挡杆312，耦合杆307及换挡轴313。

该实施例的这个视图示出，换挡轴313水平地位于前下方，以致换挡运动S相应于一个左右移动，一个绕水平轴的转动相应于选挡运动W。换挡杆312作用在换挡轴的右端上，通过该换挡杆既可导入换挡运动S也可导入选挡运动W，该换挡轴的左端(图中未示出)通过换挡销指及拨叉与连接套连接。

该变速箱操作装置此外包括基板306及驱动装置304及305，在该视图中，该变速箱操作装置被这样地固定在前方，即这些驱动装置的纵轴线与换挡轴313的轴线形成约45°的角度，及可实现驱动装置通过运动链与换挡杆312的连接。同样选挡驱动装置304的轴线与耦合杆307形成约45°的角度，该耦合杆与换挡轴313的夹角约为90°。

如驱动装置304及305的轴线平行地延伸着那样，传递部件的轴-选挡运动传递路径中的耦合杆307的轴及齿条的轴或用于在换挡运动的传递路径中无变形传递轴向运动的部件320的轴-也大致平行，由此齿条或用于无变形传递轴向运动的部件320相对换挡轴313大致垂直地安置。

换挡杆311的支承件由螺钉310构成其轴，垂直于换挡轴的轴线地位于一个平面内，该平面相对换挡轴在轴向约在换挡杆312的高度上，由此通过换挡杆311绕由螺钉310构成的轴的转动可产生换挡轴313的选挡运动W，及耦合杆307的轴向运动将导致相应于换挡运动S的换挡轴转动，其中耦合杆307借助球节连接件315与换挡杆312形成可运动的连接。

驱动装置304及305包括驱动电动机318及319，它们的磁极筒表示在图中，及包括区域316及317，它们构成向一侧张开的、用于由一个蜗杆及一个蜗轮构成的选挡及换挡区段中第一变速级的壳体。驱动装置304及305在中间连接基板306的情况下这样地与变速箱壳体303连接，即区域316及317的张开侧朝着变速箱。

换挡驱动装置305比选挡驱动装置304更接近换挡杆312，后者作为使运动传递到换挡轴的中心部件。因此该运动链也相应地短些，这使得与选挡力相比有利地具有更大的换挡力。

整个装置可实现驱动电动机318及319相对内燃机、变速箱和/或行驶运行的振动隔离的固定。

图4中表示选挡区段的运动机构。与由蜗杆驱动的齿轮408连接的是一个盘401，该盘支承着一个相对蜗轮轴偏心地设置的、构成球头连接件的拨件409。该拨件409也可涉及一个杆状的或另外构型的部件，它适于将旋转运动转换成轴向运动。

盘401的旋转运动被转换成耦合杆402的轴向运动。耦合杆402的该运动将无变形地通过球头连接装置410传递到与换挡轴404相连接的选挡臂403上。耦合杆402被表示在图15中及将要详细描述。选挡方向终端位置的止挡将通过销406在拨叉定位板(Schaltkulisse)407中的移动来实现。当为了选择换挡路径(Schaltgasse)由驱动装置引起换挡轴404的转动时，销406将相应地在拨叉定位板407中移动，通过它们可限制选挡运动及确定换挡路径的位置。

选挡区段的运动机构被作为空间的四连杆机构构成。它能有利地产生尽可能小的变形。

在图示的结构中选挡运动传递路径中第一变速级的蜗轮的轴线a与耦合杆402的轴线ak及与换挡轴404的轴线as相交成约90°角。在笛卡儿坐标系411中，轴线a大致平行于y轴，轴线ak大致平行于z轴及轴线as大致平行于x轴。

轴线a与轴线ak的垂直距离通过选挡运动传递路径中第一变速级的蜗轮的轴线a与偏心拨件的轴线ae之间的距离d来给出。轴线as及轴线ak之间的垂直距离通过换挡杆403的长度e来确定。

一个驱动装置对一个选挡运动机构的连接被表示在图16a中。驱动装置1601例如可由电动机构成，它通过一个蜗杆1602驱动一个蜗轮1603，后者与一个拨件1604形成连接。该拨件1604构造成盘状及相对蜗轮轴偏心地支承着一个球头1605，用于铰接耦合杆402。从意义上讲，也可在拨件1604上设置另外的球头连接部分。

图5表示一个换挡区段的运动学机构。通过与轴501连接的齿轮502将运动传递到齿条503上。为了与换挡杆506连接，设置了一个部件504，该部件通过球头连接件505与换挡杆506相连接。该换挡杆506通过空心圆柱件507可转动地被支承，后者借助螺钉508被固定在变速箱上。

换挡杆506是这样构成的，即在换挡运动的运动机构中不会出现或仅出现很小的变形。当从一个轴向运动转换成一个旋转运动或相反地转换时总会出现正弦形变形。借助通过换挡杆506的两次转换，变形被相互抵消，由此可使齿条503的运动有利地转换成换挡轴511的运动。

与换挡轴511无变形的连接是通过选挡臂509来实现的。一个与换挡杆506通过球头连接件连接的滑块插入在选挡臂509中以传递运动。

一个换挡定位件512确定中立位置或置入挡的位置；在换挡轴中的肩台510构成换挡方向上变速箱内部的止挡。并且在换挡运动时销513相应地在拨叉定位板中移动。

用于传递换挡运动的整个运动链的结构可实现显著无变形的运动传递。

齿条503沿轴线c的轴向运动通过换挡杆506转换成换挡轴511沿与轴线c大致垂直的轴线a的轴向运动，换挡杆506则绕与轴线a及c大致垂直的轴线b摆动。有利地，换挡杆506的两个腿506a及506b具有至少近似相同的长度，以便避免运动传递中的变形。但如果需要实现规定的变速比或力变化，腿506a及506b构造成不同的长度也是有意义的。

当换挡杆506-如该实施例中的-不需要实现大的变速比变化时还具有这样好处，即由齿轮502及齿条503构成的变速级产生一个轴向运动，其行程仅相应于换挡轴在换挡方向上其终端位置之间、例如在第1及第2挡之间的移动。

图16b中表示另一驱动装置1610对换挡运动机构的连接。在该例中，由电动机1610构成的驱动装置通过蜗杆1611驱动蜗轮1612，后者与换挡弹性件1613形成功能连接。齿轮1614与换挡弹性件1613插接地连接，该齿轮1614借助滑套1615可转动地支承在轴1616上。两个驱动装置1601及1610的轴线aa及ba与所属的蜗轮的轴线ab及bb大致垂直。其垂直距离主要由各个蜗轮的半径确定。

图6a表示一种公知的球头连接装置，它由一个例如塑料作的球包601及一个球头602组成。为了连接球头602及球包601，这两个部件将在连接方向604上嵌套接合。在此情况下，球包601的边圈606具有比球602的直径稍微小些的直径。通过在连接方向604施加一定的力，边圈606弹性地扩大一些，以致球头602可完全地插入球包601中及通过其较小的直径构成用于连接的一定保持力。

通常连接方向604与工作方向605相互垂直。在工作方向605上进行力传递时，连接方向上的连接不受负荷，对于球602在球包601中仅需要很小的保持力。显然，使用目前该球头连接装置不可能在连接方向604上传递力，因为球头602及球包601会彼此分离。

图6b表示一种球头连接装置，其中在连接方向604上可承受有限的负荷。球包610及球头611的分离受到一个例如由金属作成的部件612的阻挡，该部件如图6c所示。

这里球包610不具有其直径比球直径小些的边圈。球头611在球包610中的固定借助一个附加的部件612来实现，该部件如图6c所示。它具有一个区域613，该区域卡在球下方及受到连接方向上的负荷时可接收一个力。通过构成弓形及插在球包颈部616的区域614可支承该力。

当借助球头连接装置使两个纵向的、例如圆柱形的部件彼此连接时，可用图6d所示的连接来实现。由于上述原因工作方向及连接方向必需分离，在这里将导致具有多个部件的繁琐结构及导致组装的困难。这里的一个部件是齿条621，为了传递力它具有一个齿部分622。与它可运动地连接的是部件620，该部件具有球包624。球头625构成独立的部件并通过一个支架623与齿条621相连接。

部件之间的其中连接方向同时是工作方向的力传递可根据本发明特别有利地用图7a，7b及7c中所示方案来实现。该方案特别适用于两个纵向部件、例如圆柱形部件的可运动的连接，它们在轴向承受负荷。

例如这里表示一个齿条702与一个推杆701的连接。该齿条具有一个齿部分710，通过它可传导力，推杆701在背离推动的端部设有可将运动传递到另一部件的球头704。

该连接装置可有利地通过一个可热塑的材料、尤其是可浇铸和/或可注射的材料如塑料、例如PA6.6-GF30或POM-GF30构成的球包705及由具有较高熔点的材料、如钢制造的球头703组成，以致为了形成连接，球头703可被浇铸在球包705中或被构成球包705的材料围铸。

也可给出一种实施例，其中有利的是，球包705的材料比球头703的材料具有的熔点高。在任何情况下，有利的是，由较高熔点的材料作的部件首先被制造，然后另一部件在其制造时与制造好的部件相连接。

也可设想一种实施例，其中可有利地使这两个部件705及703具有近似相同的熔点。

可有利地采取特殊的措施，来保证在其运行规定的温度范围上两部件之间的完全可运动性。这些措施可以是施加一种分离剂、如腊和/或适当地确定的冷却过程和/或其它适合的方法和/或装置。在使用不同熔点的材料时可有利地或甚至不可缺少地采用这些措施。

在该实施例中，构成球包的部件705具有一个边圈706，该边圈的直径大大地小于球头703的直径D。由此即使在轴向有负荷时也可保证这两个部件703及705之间的可靠固定。直径D与d的比值在1.1至2的范围中，尤其为约1.43。轴向负荷愈大，比值D/d愈大，显然，由此还可给出其中比值D/d大于2的更有利的实施例。

部件705的区域707为相对轴线a成一个角度的锥形，以使得部件705及709的相对运动成为可能。在摆动范围的终端位置上轴708将靠在区域707上。

图19表示通过由齿条及推杆构成的单元的截面图。在该图所示的实施例中，带有齿部分的齿条1904由金属作成及具有一个由塑料作的区域1903。最好同时地，用于制造球头连接装置的、推杆1902的由金属构成的球形端1908被一起浇铸到内部，以便得到在纵向可受负荷的连接。推杆1902具有一个由塑料作的浇铸区域1901，需要时它与齿条的区域1903可在同一个工序中被浇铸及实现对换挡杆可运动的铰接。为了接收一个波纹管，在推杆的区域1901中构造一个槽1905。合乎要求地，齿条或推杆的端部区域在其铸入塑料中的端部区域将作成在负荷下仍可固定地连接。为此，例如这些端部具有构成侧凹的环形槽1906及1907。

图8表示空心圆柱形部件812与基板801的连接，用于固定在变速箱上及作为换挡杆807的支承。基板801在插入空心圆柱形部件的部分上被构造成具有两个腿813及814的叉形部分。在腿813中构造有一个透孔，其直径相应于空心圆柱形部件812的直径D，该部件在图14中用1401详细地表示；在腿814中构造有一个直径为d的透孔，以使得空心圆柱形部件1401用其区域1404插入腿814中及用另一端部区域插入在腿813中。面1403构成一个止挡，它支承在腿814的内侧上及通过它可使基板801压紧在变速箱壳体上，其中通过一个由透孔1406接收的螺钉802用其头部803在面1402上施加一个压力及用其螺纹804拧入变速器壳体的螺纹中。

有利的是，螺钉802具有较小的直径及较大的长度，这在动态负荷方面是特别有利的，因为该螺钉起到补偿螺钉的作用，尤其是长度对直径的比约10∶1。

另一有利的特征是可实现，螺钉802防脱地预安装在圆柱形部件812中。在螺钉802与圆柱形部件812之间设有措施，通过它可使这两个部件易于达到所需的相对位置，该位置需要时可校正和/或使部件可彼此脱开，但同时能可靠地保持该相对位置。螺钉802可预装在圆柱形部件812中，由此在安装由基板、驱动装置、运动部件及需要时的其它部件组成的整个预组装的变速箱操作装置时螺钉已防脱地位于规定位置，而不需要才被送入。为此可设置一个元件，它可导致螺钉802与圆柱形部件812之间摩擦力的提高，例如在螺钉802上设置发泡的塑料环806，也可合乎目的地，使塑料在圆柱形部件812的内部上发泡。这样一种实施例也是有利的，即在螺钉802及圆柱形部件812之间提高摩擦力的元件作为独立单元构成，例如由塑料或橡胶作成，并且使用多个这样的元件也是有利的。

面1405用于有利地使用一个滑动轴承套805支承可转动的换挡杆807。

此外，在图8中还表示出换挡杆807的一个臂，它使换挡杆807与选挡臂形成连接。与换挡杆807相连接的是一个球面轴颈808。球面轴颈808的头部带有一个由塑料构成的滑块809，该滑块构成球包，其中夹住球头及插入到选挡臂中，用于无变形的力传递。球面轴颈808上构造有一个槽810，其中可卡入一个波纹管以保护滑块连接部分。球面轴颈808例如与换挡杆807铆接，其方式是它的端部815塑性展宽。有利的是，球面轴颈808由坚硬的或可硬化的材料构成，以保证球头的长使用寿命，而有意义的是，球面轴颈808的端部815的展宽是通过转铆(vertaumeln)实现的。

球面轴颈的轴线最好平行于换挡杆807的旋转轴线。

并且，换挡杆807的另一个臂(图中不能看到)也有利地带有如上所述的球面轴颈，用于铰接。

图9表示一个换挡区段的运动学特性曲线图。这里的坐标标有换挡行程s_SW相对于换挡电动机的电枢轴转角phi_SM。随着换挡电动机的电枢轴的转动换挡行程线性地变化，于是，在换挡电动机的转动区域上可毫无问题地在第1，3及5挡或第2，4及倒车挡的终端位置之间转换。

图10表示一个选挡区段的运动学特性曲线图。这里的坐标标有换挡轴转角相对于选挡电动机的电枢轴转角。选挡电动机的旋转运动的转换这样地进行，即通过所提供的转角范围可毫无问题地在换挡路径1/2，3/4及5/R之间转换。

图11表示换挡运动对选挡区段运动学性能的影响。取决于选挡运动及换挡运动在选挡臂上的耦合，一个换挡运动也经常会引起选挡运动的变化。图11表示对于换挡路径1/2，3/4及5/R选挡杆转角phi_AH如何随着换挡运动s_SW而改变。

为了确定位置在驱动装置中设置了一个增量传感装置。如果控制装置通过该传感装置确定出相对给定位置的偏差，则可启动对驱动装置的再调节。调节应启动的阈值取决于在控制装置中调整的调节滞后特性及在该运动链中存在的间隙。

在换挡运动时选挡杆最大的偏差有利地小于选挡运动链中存在的间隙的总和。以此方式，可避免通过在驱动装置中设置的传感装置来识别偏差及由此启动再调节。

无论选挡区段还是换挡区段的运动学性能应设计成使换挡运动对选挡区段的影响尽可能地小。

图12表示构成换挡弹性件的一个部件的结构。该换挡弹性件由两个可在一定角度范围中彼此转动的分件1204及1205构成的，它们彼此弹性及阻尼地连接，及其中一个分件与蜗轮1612及另一分件与圆柱齿轮1614相连接，该连接例如是借助齿部分1207及1208形成力锁合和/或形状锁合的连接。该换挡弹性件的弹簧及阻尼器可有利地具有这样的特性曲线，即驱动装置可相应于运动机构及换挡离合过程有效地例如隔离在换挡过程中引起的力冲击。尤其在该例中图示有4个弹簧；1210a，1210b，1210c及1210d，它们并联连接及由此它们的刚性相加。为了达到所希望的总特性曲线，有利的是，弹簧具有相同的特性曲线。而在另一实施例中，使用具有不同特性曲线的弹簧也是有利的。有利的还在于使用具有线性特性曲线的弹簧。如果需要的话，使用渐强的或渐弱的弹簧也是有利的。在该实施例中阻尼是线性地进行的，而在另一实施例中也可有利地依赖行程和/或频率来进行阻尼。1201表示该实施例的俯视图，1202及1203表示其剖面A-A及B-B。驱动装置侧力通过齿部分1207传递到驱动装置侧部件1205上，后者通过弹簧1210可在一定角度范围中转动地与从动侧部件1204形成连接。在从动侧部件1204中构造有齿部分1208，其中可插入一个齿轮1209。而该齿轮1209也可与部件1204固定地连接。环形部件1206与输入侧部件1205相连接。

图13表示一个波纹管1301，它用于密封选挡运动机构中的第一变速级。该波纹管1301用其一端插在与齿条连接的推杆上的一个槽中。另一端1303插在基板上的一个槽中。折边1302比另外折边具有较大的直径，以便简化组装。

图15表示用于在选挡运动的传递路径中传递轴向运动的部件。该部件是铰接的，但为了传递传输行程有限的轴向运动，适于使用例如球头连接装置。该部件由带有浇铸的球头连接部分1502及1503的一个杆1501组成。这里浇铸的是球包，但浇铸球头或该部件一体仅由一个材料制成也是有利的。

剖面1504表示细节部分，其中可看到构造有侧凹的杆端部构型，该杆端部被围铸在球包中，该连接也可用其它适合的方式来产生。在一定情况下，也合乎要求的是，连接部分1502及1503彼此可绕杆轴线转动或彼此固定地转过一定角度构成。

图17表示一个基板1701，它用于固定两个驱动装置及固定到变速箱上。第一驱动装置借助螺钉固定，这些螺钉通过孔1702拧入驱动装置的壳体中，其中驱动装置的蜗轮的轴插在孔1703中。由此可保证驱动装置在基板1701上的精确定位及同时使轴的支承去卸载。

第二驱动装置借助拧入螺纹1704的螺钉固定，其中该驱动装置的蜗轮的轴在孔1705中被导向。这里同样可保证将该驱动装置精确及小公差地定位在基板1701上。

设在第二驱动装置的轴上的齿轮与一个齿条形成啮合，该齿条纵向地插在孔1706及1707中。由基板中的罐形空间1713构成了一个用于由齿轮及齿条构成的该变速级的壳体；面1712构成用于驱动装置壳体的密封面。该变速级借助一个波纹管对外防护以免污染，为其固定设有槽1708。

基板1701在变速箱上的固定将通过三个固定点实现，在该图中仅能看到其中的两个1709及1711。特别重要的是固定点1711，因为同时在这里选挡杆借助保持在通道1710及1711中的部件可转动支承地被固定及由此该结构的精确度在很大程度上影响整个系统的运动性能。

该结构尤其可保证驱动装置小公差地定位，特别是通过由孔1703及1705确定的蜗轮的相对于穿过孔1710及1711的固定部件轴线的轴线位置及通过整个基板1701相对换挡轴的铰接点的精确定位来保证。

由固定点1702构成的平面及由固定点1704构成的平面是平行的并具有一定距离是有利的。但在另一实施例中，这些平面没有距离，即固定点1702及1704位于一个平面内也是有意义的。

在图18中可看到一个基板1801的侧视图，1802，1803，1804及1805为用于固定换挡驱动装置的螺纹1806及1807是将基板1801固定在变速箱上的固定点。在作为浇铸件制造基板1801时仅对于导送结构1811需要使用滑模(Schieber)，而所有其它孔口、肋等可通过浇铸工具的构型在充分利用模倾斜(Formschraegen)的情况下制造(尽管用于固定一个驱动装置的平面1812及用于固定到变速箱的平面1813或1814的不平行性)。尤其是包括孔口1808及1809的肋相对工具主方向成这样一个角度，在该角度下不需要使用滑模、芯件或类似物便能铸造它们。

此外，接片1810在组装时可满足辅助安装的功能，其方式是它使通过孔口1808及1809插入的用于轴向传递选挡运动的部件保持在其位置上。

a表示未示出的换挡杆及固定螺钉的轴线，有利地，它大致垂直于用于固定到变速箱的平面1813及1814。

在一个实施例中，离合器的操作装置及控制装置以一个结构单元但与变速箱的操作单元分开地设置，也是有利的。

在此情况下，合乎要求的是，为了使该结构单元与变速箱连接设置了一个连接板2001，如图20中所示。

基于振动技术的观点，板2001具有高的刚度及小的自身质量，以便使与它连接的结构单元相对由例如变速箱和/或驱动电动机和/或由行驶运行引起的振动尽可能好地阻尼，此外使用了多个加强筋如2006和/或适当的材料如铸铝。

为了固定到变速箱上，板2001设有固定点2005，结构单元将被固定在固定点2004上。此外可在板2001上设置用于其它部件的固定点，如固定工作液储存容器的缺口2002或固定电源和/或信号导线接收座的孔2003。

视结构单元在变速箱上的布置而定，有利的是，通过固定点2004及2005构成的用于在变速箱上固定板2001或在板2001上固定结构单元的平面非平行地设置，以便能更好地进入该结构单元和/或变速箱上的区域，如用于电源和/或信号导线的接口位置。

图21及22表示本发明的另一实施例。支承部件2112，2201用于对公差不敏感地但尤其相对选挡轴2113及换挡轴2211可位置精确地将用于选挡或换挡操作的驱动装置固定在变速箱2111上；支承部件2112同时支承选挡及换挡运动机构的部件。为了固定驱动装置，支承部件2112具有多个固定点2109，它们可有利地具有接收固定螺钉的螺纹，但当它们构成透孔时也是有利的。如上述实施例地，用于换挡及选挡操作的驱动装置各具有集成在驱动装置上由蜗杆及蜗轮构成的第一变速级，第二变速级通过与蜗轮直接或间接连接的齿轮及一个齿条构成。对于第二变速级在支承部件2112中构成壳体状区域2209及2210，在其中接收第二变速级。用于换挡及选挡操作的驱动装置在大致平行的平面中被固定在支承部件2112，2201上，其中驱动装置在连接位置处是张开的及与壳体状区域2209及2210密封地连接。用于选挡操作的齿条可轴向运动地被接收在孔2108中，在一个平行平面中大致垂直该孔地延伸着一个孔2103，它用于接收换挡操作用的齿条。在该实施例中用于固定换挡驱动装置的平面相对变速箱壳体2111的距离大于用于固定选挡驱动装置的平面相对变速箱壳体2111的距离，这是由于换挡轴2211及选挡轴2113彼此大致垂直的布置及支承部件2112，2201的位置造成的。在另一实施例中换挡轴及选挡轴彼此可具有合乎要求的另外布置，即用于固定换挡驱动装置的平面相对变速箱壳体2111具有较小或相同的距离。固定点2115用于接收一个在换挡驱动装置固定平面或一个平行平面中可摆动的摆动件2101，2204，这里它的杠杆2101a及2101b具有大致相同长度，而在另一实施例中运动机构可能需要杠杆2101a构造得比杠杆2101b长些或短些，由此引起一定的运动变速比。

图23表示图21及22中所示的本发明实施例的选挡运动机构。借助由选挡驱动装置驱动的齿轮2301，齿条2302可在孔2108中移动。该运动将通过无变形传递轴向运动的部件2104，2208，2303-它与齿条2302例如借助图7a，7b，7c及19所示及所述的浇铸的球头连接装置2306相连接-通过杠杆元件2105，2207，2304传递到选挡轴2113，2305上，其中为了使部件2104，2208，2303可动地铰接在杠杆元件2105，2207，2304上，设置了一个球头连接装置2114，2307。在该图中用箭头表示出操作中各部件的运动方向。轴线a，b及c彼此大致成直角，其中在笛卡儿坐标系2308中轴线a大致平行于x轴，轴线b大致平行于y轴及轴线c大致平行于z轴地布置。部件2303与杠杆元件2304之间的铰接点相对轴线b的偏移在这里将通过在两侧借助球头连接装置2306及2307可动地铰接的部件2303来补偿。

图24表示图21及22中所示的本发明实施例的换挡运动机构。借助由换挡驱动装置驱动的齿轮2401使齿条2402在孔2103，2202中移动。用于无变形地传递轴向运动的部件2403也如借助图7a，7b，7c及19所示及所述地实施及通过球头连接装置2408实现对摆动件2404的无变形的运动传递，由摆动件2404借助部件2405，2205，2102将运动传递到与换挡轴2407，2211连接的杠杆元件2406，2206上。这里摆动件2404具有两个大致相同长度的杠杆2404a及2404b，一个腿2404c能实现可转动的固定，其方式是摆动件2404例如借助一个销固定在支承部件2112，2201上。相对一个笛卡儿坐标系2408，齿轮2401的轴线a与换挡轴2407的轴线d大致平行于x轴，齿条2402的轴线b及部件2405的轴线c大致平行于y轴；齿条2402与部件2403，摆动件2404及部件2405至少近似地位于一个平面中及可在其中运动。

一个选挡运动会由选挡及换挡运动机构的耦合对换挡驱动装置产生影响。因此这样来设计运动机构，即在该实施例中在换挡运动时对选挡运动机构的影响也很小，以致在整个换挡运动时-考虑到选挡传递路径中的间隙-选挡驱动装置的转动小于选挡驱动传感装置的一个增量及由此不会检测到该转动，因此可避免选挡驱动装置的再调节。

同样在图21及22所示的实施例中，当使用与支承部件2112，2201不同的构型，如在图17及18中所示及所描述的基板1701，1801时也会得到同样的优点。

此外，本发明涉及老申请DE19734050，DE19804214，DE19804217，DE19814126，DE19928263，DE19930869及DE19937544或其后申请，它们的内容明确地属于本申请的公开内容。

与本申请一起提交的权利要求书是一种撰写建议而没有预见到获得尽可能大的专利保护范围。本申请人仍保留：将至今仅公开在说明书和/或附图中的特征组合继续提出保护。

在从属权利要求中使用的回引指示：通过相应从属权利要求的特征对独立权利要求的主题进一步地构型；它们不应被理解为对回引的从属权利要求的特征组合放弃实现一个独立的具体保护。

因为相对优先权日的现有技术这些从属权利要求的主题是特有的且可构成独立的发明，本申请人仍保留：将它们作为独立权利要求的主题或部分说明。它们还可以包含其它的独立发明，这些独立发明具有与上述从属权利要求的主题无关的构型。

这些实施例不应被看作对本发明的限制。而在本发明公开的范围内可具有多种变更及修改，尤其是一些变型、单元及组合和/或材料，它们例如是通过个别特征与一般说明及实施形式和权利要求中所描述的及附图中包含的特征或单元或方法步骤的组合或变换，它们对于专业人员鉴于解决其任务来说是可推知的，或通过可组合的特征导致一个新的主题或新的方法步骤或方法步骤顺序，并且是就它们涉及制造、检验及工作方法而言。

Claims (34)

1.机动车，它具有一个驱动发动机，一个带有操作装置的转矩传递装置，如离合器，一个带有操作装置及控制装置的变速箱，其中

通过控制装置或通过对控制装置的输入可自动化控制地进行转矩传递装置及变速箱的操作，

变速箱操作主要由第一运动分量如选挡分量及第二运动分量如换挡分量组成，

变速箱操作装置具有配置给第一及第二运动的第一及第二驱动装置，

在变速箱上所述一个运动是旋转运动及另一运动是移动运动，

其特征在于；用于将两个驱动装置中的一个驱动装置的运动转换为选挡运动的运动传递区段包括：由该驱动装置驱动的、最好集成在该驱动装置中的变速级，如蜗杆与蜗轮；一个设置在该变速级后的、用于将旋转运动转换成轴向运动的拨件；及用于将该轴向运动传递到杠杆元件上以使该轴向运动转换为旋转的选挡运动的部件。

2.机动车，它具有一个驱动发动机，一个带有操作装置的转矩传递装置，如离合器，一个带有操作装置及控制装置的变速箱，其中

通过控制装置或通过对控制装置的输入可自动化控制地进行转矩传递装置及变速箱的操作，

变速箱操作主要由第一运动分量如选挡分量及第二运动分量如换挡分量组成，

变速箱操作装置具有配置给第一及第二运动的第一及第二驱动装置，

在变速箱上所述一个运动是旋转运动及另一运动是移动运动，

其特征在于；用于将两个驱动装置中的一个驱动装置的运动转换为换挡运动的运动传递区段包括：由该驱动装置驱动的、最好集成在该驱动装置中的第一变速级，如蜗杆与蜗轮；一个最好集成在该驱动装置中的换挡弹性件；一个随后的例如通过齿轮及齿条构成的、将旋转运动转换成移动运动的第二变速级；一个用于无变形地传递轴向运动的部件；及一个与其连接的、可绕一个支承装置转动的换挡杆，该换挡杆具有转换到轴向换挡运动的无变形连接装置。

3.根据权利要求1的机动车，其特征在于：用于变速箱的操作装置包括一个基板及通过该基板与变速箱连接。

4.根据权利要求1或2的机动车，其特征在于：该基板承载第一及第二驱动装置。

5.根据权利要求1或2的机动车，其特征在于：配置给第一和/或第二驱动装置的蜗轮的轴至少支承着地被接收在该基板中。

6.根据权利要求1或2的机动车，其特征在于：基板构成用于换挡和/或选挡运动机构的至少一个变速级的壳体。

7.根据权利要求2的机动车，其特征在于：基板具有缺口，通过这些缺口需要时可进入变速箱区域。

8.根据权利要求2的机动车，其特征在于：基板设有加强筋。

9.根据权利要求2的机动车，其特征在于：基板作为铸件构成，它具有肋，及这些肋相对浇铸工具主方向以这样的角度延伸，以致通过这些肋的孔口的制造无需附加部件，如滑模或芯件。

10.根据权利要求1或2的机动车，其特征在于：为了将基板固定在变速箱上，此外使用一个部件，该部件同时构成用于传递换挡运动的可转动换挡杆的支承。

11.根据权利要求2的机动车，其特征在于：为了固定基板，此外使用一个产生预紧力的部件，如可防脱地预安装的螺钉或铆钉。

12.根据权利要求1的机动车，其特征在于：用于在选挡运动传递路径中将旋转运动转换成轴向运动的拨件由一个盘状或杆状部件构成，它具有相对驱动装置轴偏心设置的、到下个传递部件的连接装置。

13.根据权利要求1的机动车，其特征在于：接在拨件后的部件为了传递轴向运动借助球头连接装置连接在运动区段中。

14.根据权利要求1的机动车，其特征在于：与齿条构成换挡运动传递路径中的第二变速级的齿轮可插入到换挡弹性件中以形成形状锁合的力传递。

15.根据权利要求1的机动车，其特征在于：在换挡运动的传递路径中的齿条具有：一个由高熔点材料如金属制成的区域，它带有齿部分；及一个由低熔点的材料如塑料制成的区域，它用于与无变形地传递轴向运动的部件相连接。

16.根据权利要求1或14的机动车，其特征在于：在换挡运动的传递路径中无变形地传递轴向运动的部件具有：一个由高熔点材料如金属制作的区域，它用于与齿条相连接；以及一个由低熔点的材料如塑料制作的区域，它用于与换挡杆相连接。

17.根据权利要求1，14或15的机动车，其特征在于：在换挡运动的传递路径中无变形地传递轴向运动的部件与齿条在轴向上固定但可绕至少两个轴相对转动地连接。

18.根据权利要求16的机动车，其特征在于：在换挡运动的传递路径中无变形地传递轴向运动的部件及齿条借助一个球头连接装置彼此相连接。

19.根据权利要求15或17的机动车，其特征在于：通过对在换挡运动的传递路径中无变形地传递轴向运动的部件上设置的球的浇注或注射来制造球头连接装置。

20.根据权利要求14，15或18的机动车，其特征在于：球头的浇注与齿条的带有齿部分的部分和/或在换挡运动的传递路径中无变形地传递轴向运动的部件的用于连接换挡杆的部分的浇注同时地进行。

21.根据权利要求1的机动车，其特征在于：齿条和/或在换挡运动的传递路径中无变形地传递轴向运动的部件全部由塑料制成。

22.根据权利要求16的机动车，其特征在于：采取了措施，以使得齿条与无变形地传递轴向运动的部件之间的连接在对运行设定的温度范围中是完全可动的。

23.根据权利要求18或21的机动车，其特征在于：球头在注射过程前被用分离剂、例如腊涂层。

24.根据权利要求18或21的机动车，其特征在于：被注射的球头与球包之间的可运动性通过规定的冷却过程来实现。

25.根据权利要求18及21、结合权利要求22或23的机动车，其特征在于：球包的材料是在冷却时具有很小收缩率的塑料。

26.根据权利要求14的机动车，其特征在于：齿条的轴位于齿条的齿部分的节圆区域中或至少位于其附近。

27.根据权利要求1的机动车，其特征在于：由可转动的换挡杆到将换挡运动导入换挡轴的部件的换挡运动的无变形传递借助滑块连接装置实现。

28.根据权利要求1的机动车，其特征在于：在选挡运动的传递路径中在将该运动导入换挡轴前的最后的部件同时为在换挡运动的传递路径中将换挡运动导入换挡轴前的最后部件。

29.根据权利要求1或26的机动车，其特征在于：与换挡和选挡运动机构的机械耦合相关的在换挡运动中的选挡驱动装置位置的变化不被控制装置解译为位置偏差。

30.根据权利要求1或28的机动车，其特征在于：选挡运动机构被这样地确定，即在换挡运动时选挡驱动装置的位置变化至少是很小的。

31.根据权利要求1，28或29的机动车，其特征在于：在换挡运动时选挡驱动装置的位置变化小于选挡运动机构中存在的间隙的总和。

32.机动车，它具有一个驱动发动机，一个带有操作装置的转矩传递装置，如离合器，一个带有操作装置及控制装置的变速箱，其中，

通过控制装置或通过对控制装置的输入可自动化控制地进行转矩传递装置及变速箱的操作，

变速箱操作主要由第一运动分量如选挡分量及第二运动分量如换挡分量组成，

变速箱操作装置具有配置给第一及第二运动的第一及第二驱动装置，

在变速箱上无论选挡运动还是换挡运动均是旋转运动，

其特征在于；用于将两个驱动装置中的一个驱动装置的运动转换为选挡运动的运动传递区段包括：由该驱动装置驱动的、最好集成在该驱动装置中的第一变速级，如蜗杆与蜗轮；一个设置在该变速级后的、例如通过齿轮及齿条构成的用于将旋转运动转换成移动运动的第二变速级；用于无变形地传递轴向运动的部件；及一个与选挡轴连接的选挡杆。

33.机动车，它具有一个驱动发动机，一个带有操作装置的转矩传递装置，如离合器，一个带有操作装置及控制装置的变速箱，其中，

通过控制装置或通过对控制装置的输入可自动化控制地进行转矩传递装置及变速箱的操作，

变速箱操作主要由第一运动分量如选挡分量及第二运动分量如换挡分量组成，

变速箱操作装置具有配置给第一及第二运动的第一及第二驱动装置，

在变速箱上无论选挡运动还是换挡运动均是旋转运动，

其特征在于；用于将两个驱动装置中的一个驱动装置的运动转换为换挡运动的运动传递区段包括：由该驱动装置驱动的、最好集成在该驱动装置中的第一变速级，如蜗杆与蜗轮；一个最好集成在该驱动装置中的换挡弹性件；一个随后的例如通过齿轮及齿条构成的、将旋转运动转换成移动运动的第二变速级；一个用于无变形地传递轴向运动的部件；一个摆动式的传递部件，另一用于传递轴向运动的部件；及一个与换挡轴连接的换挡杆。

34.机动车，它具有一个驱动发动机，一个带有操作装置的转矩传递装置，如离合器，一个带有操作装置及控制装置的变速箱，其中，

通过控制装置自动化地进行转矩传递装置及变速箱的操作，

变速箱操作主要由第一运动分量如选挡分量及第二运动分量如换挡分量组成，

变速箱操作装置具有配置给第一及第二运动的第一及第二驱动装置，

其特征在于：具有本申请文件中的至少一个特征。

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