DE10149499A1 - Nachgiebige Verbindung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung stellt eine flexible (300) Verbindung zwischen einem ersten Element (302) mit einem linearen Betätiger (115) und einem zweiten Element (304) mit einer Komponente (110) dar. Besagte Elemente (302, 304) sind hierbei mittels einer Verbindungsstange (312), die gegenüber dem ersten und zweiten Element (302, 304) elastisch angeordnet ist, verbunden, und Federn (320, 330) sind zwischen dem ersten und dem zweiten Element (302, 304) und der verbindenden Stange (312) angeordnet, um die Verlagerung zwischen der Verbindungsstange und dem ersten und zweiten Element (302, 304) zu beaufschlagen, wenn eine axiale Last bis zu einem vorgegebenen Wert auf eines der Elemente (302, 304) wirksam ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine nachgiebige Verbindung, und insbeson­ dere eine nachgiebige Verbindung für einen Gangschaltungsmechanismus und insbesondere einen Gangschaltungsmechanismus für ein mehrstufiges Wech­ selgetriebe, das in einem automatischen Getriebesystem verwendet wird.

In automatischen Getriebesystemen, zum Beispiel automatischen Wechselge­ triebesystemen oder automatischen oder halbautomatischen Getriebesyste­ men, die ein mehrstufiges Wechselgetriebe enthalten, zum Beispiel jener Art, die in WO97/05410 oder WO97/40300 offenbart ist, deren Inhalt ausdrücklich in der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird, umfasst ein Gangschaltungsmechanismus eine Mehrzahl von Schaltschienen, wobei jede Schaltschiene durch eine Ausrückgabel und eine Synchroneinheit zwei Gang­ übersetzungsverhältnissen des Schaltgetriebes zugeordnet ist, so dass bei axi­ aler Bewegung jeder Schaltschiene in eine Richtung in eines der zugehörigen Gangübersetzungsverhältnisse geschaltet wird.

Ein Wählelement wird von einem Wählstellglied in eine Wählrichtung quer zu den Schaltschienen bewegt, so dass es in eine ausgewählte der Schaltschie­ nen geschaltet und mit dieser in Eingriff gebracht wird, sowie von einem Schalt­ stellglied in eine Schaltrichtung, axial zu den Schaltschienen, um die gewählte Schaltschiene axial in die eine oder andere Richtung zu bewegen, um mit dem gewählten Gangübersetzungsverhältnis in Eingriff zu gelangen.

Als Alternative, wie zum Beispiel in der UK Patentanmeldung GB0028310.1 offenbart ist, deren Inhalt ausdrücklich in der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird, kann jede Schaltschiene mit einem eigenen Schaltstellglied versehen sein, wobei das Schaltstellglied direkt mit der Schalt­ schiene verbunden ist, um die Schaltschiene axial in jede Richtung zu bewe­ gen.

Gemäß WO97/05410, WO97/40300 und GB0028310.01 sind die Wähl- und Schaltstellglieder hydraulische Stellglieder. DE 197 34 023, dessen Inhalt aus­ drücklich in der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird, offenbart die Verwendung von Elektromotoren zur Bewegung des Wählele­ ments in die erste bzw. zweite Richtung.

Bei hydraulischen Betätigungssystemen ist es wünschenswert, im hydrauli­ schen System eine geringe Nachgiebigkeit zu haben, und aufgrund des hohen dynamischen Potentials solcher Systeme ist es notwendig, das hydraulische Schaltstellglied deutlich zu verlangsamen, bevor es auf die Synchronisierein­ richtung trifft. Ohne sorgfältige Steuerung des Schaltstellgliedes kann zu Beginn der Synchronisierung eine hohe Druckspitze erzeugt werden, die zu einer Be­ schädigung von Teilen führen kann und den Fahrkomfort verringert, da Geräu­ sche und Stöße in der Kraftübertragung die Folge sind.

Die vorliegende Erfindung stellt eine nachgiebige Verbindung bereit, die zwi­ schen dem Schaltstellglied und der Schaltschiene angeordnet sein kann, wel­ che die anfängliche Last begrenzt, die auf die Synchronisiereinrichtung ausge­ übt wird, wodurch deren Beschädigung verhindert wird, und Geräusche und Stöße in der Kraftübertragung verringert werden.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine nachgiebige Verbindung erste und zweite Elemente, wobei die Elemente durch elastische Mittel miteinander verbunden sind, wobei das elastische Mittel vorbelastet ist, um eine relative Bewegung zwischen den Elementen zu verhindern, wenn eine axiale Last unter einem ersten vorbestimmten Wert auf eines der Elemente ausgeübt wird.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Verbin­ dung eine doppelt wirkende Verbindung, die für eine Nachgiebigkeit in der axi­ alen Bewegung der Verbindung in jede Richtung sorgt.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die relative Bewe­ gung zwischen den Elementen begrenzt, so dass zwischen den Elementen kei­ ne relative Bewegung auftritt, wenn eine axiale Last über einem zweiten vorbe­ stimmten Wert auf eines der Elemente ausgeübt wird.

Eine nachgiebige Verbindung, wie zuvor beschrieben, kann zwischen dem Schaltstellglied und einer Schaltschiene des Getriebesystems angeordnet sein, wodurch die anfänglichen Lasten gemäßigt werden können, die auf ein Syn­ chrongetriebe, das der Schaltschiene zugeordnet ist, ausgeübt werden, wo­ durch eine Beschädigung des Synchrongetriebes und Geräusche und Stöße usw. in der Kraftübertragung vermieden werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun nur als Beispiel mit Bezugnah­ me auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von welchen:

Fig. 1 schematisch ein halbautomatisches Getriebesystem zeigt;

Fig. 2 einen Gangwählmechanismus und eine zugehörige Schaltkulisse des in Fig. 1 dargestellten Getriebesystems zeigt;

Fig. 3 schematisch ein hydraulisches Betätigungssystem für das in Fig. 1 dar­ gestellte Getriebesystems zeigt;

Figur. 4 eine ausführliche schematische Darstellung der nachgiebigen Verbin­ dung ist, die in dem in Fig. 3 dargestellten System verwendet wird und

Figur. 5 eine Kurve ist, welche die Kraft gegenüber der Verschiebung für die in Fig. 4 dargestellt Verbindung zeigt.

Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen zeigt einen Motor 10 mit einem Starter und einem zugehörigen Starterschaltkreis 10a, der durch die Hauptantriebsrei­ bungskupplung 14 mit einem mehrstufigen Synchrongetriebe 12 mit Vorgelege über eine Getriebe-Antriebswelle 15 gekoppelt ist. Kraftstoff wird dem Motor durch eine Drosselklappe 16 zugeführt, die ein Drosselventil 18 enthält, wel­ ches vom Gaspedal 19 betätigt wird. Die Erfindung ist gleichermaßen bei einem Benzin- oder Dieselmotor mit elektronischer oder mechanischer Kraft­ stoffeinspritzung anwendbar.

Die Kupplung 14 wird durch eine Kupplungsausrückgabel 20 betätigt, die von einem hydraulischen Nehmerzylinder 22 unter der Steuerung eines Kupplungs­ stellglied-Steuermittels 38 betätigt wird.

Ein Gangschalthebel 24 arbeitet in einer Schaltkulisse 50, die zwei Schenkel 51 und 52 aufweist, die durch eine Querbahn 53 verbunden sind, die sich von dem Ende des Schenkels 52 zur Mitte zwischen den Enden des Schenkels 51 er­ streckt. Die Schaltkulisse 50 legt fünf Positionen fest; "R" am Ende von Schen­ kel 52, "N" in der Mitte zwischen den Enden der Querbahn 53, "S" an der Ver­ bindung von Schenkel 51 mit der Querbahn 53 und "+" und "-" an den Enden von Schenkel 51. Im Schenkel 51 wird der Hebel 24 in die mittlere Position "S" vorgespannt. Die "N"-Position des Gangschalthebels 24 entspricht dem Neu­ tralbereich; "R" entspricht dem Schalten in den Rückwärtsgang; "S" entspricht dem Schalten in einen Vorwärtsgangmodus; eine kurze Bewegung des Hebels in die "+"-Position gibt einen Befehl aus, dass das Schaltgetriebe ein Gang­ übersetzungsverhältnis nach oben geschaltet wird; und eine kurze Bewegung des Gangschalthebels 24 in die "-"-Position gibt einen Befehl aus, dass das Schaltgetriebe ein Gangübersetzungsverhältnis nach unten geschaltet wird.

Die Positionen des Hebels 24 werden von einer Reihe von Sensoren erfasst, zum Beispiel von Mikroschaltern oder optischen Sensoren, die um die Schalt­ kulisse 50 angeordnet sind. Signale von den Sensoren werden zu einer elektro­ nischen Steuereinheit 36 geleitet. Ein Ausgang von der Steuereinheit 36 steuert einen Getriebeschaltungsmechanismus 25, der die Gangübersetzungsverhält­ nisse des Schaltgetriebes 12 in Übereinstimmung mit der Bewegung des Gang­ schalthebels 24 durch den Fahrzeugbetreiber einrastet.

Zusätzlich zu den Signalen von dem Gangschalthebel 24 empfängt die Steuer­ einheit 36 Signale von:
Sensor 19a, welcher den Grad der Betätigung des Gaspedals 19 anzeigt,
Sensor 30, welcher den Grad der Öffnung des Drosselklappensteuerventils 18 anzeigt,
Sensor 26, welcher die Motordrehzahl anzeigt,
Sensor 42, welcher die Drehzahl der Kupplungsmitnehmerscheibe anzeigt und
Sensor 34, welcher die Position des Kupplungsnehmerzylinders anzeigt.

Die Steuereinheit 36 verwendet die Signale von diesen Sensoren zur Steuerung der Betätigung der Kupplung 14 während des Anfahrens aus dem Stand und während der Gangwechsel, wie zum Beispiel in den Patentschriften EP0038113, EP0043660, EP0059035, EP0101220 und WO92/13208 beschrie­ ben ist, deren Inhalt ausdrücklich in der Offenbarung der vorliegenden Anmel­ dung aufgenommen wird.

Zusätzlich zu den obengenannten Sensoren empfängt die Steuereinheit 36 auch Signale von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 57, Zündschalter 54 und Bremsschalter 56, der dem Hauptbremssystem zugeordnet ist, zum Beispiel der Fußbremse 58 des Fahrzeuges.

Mit der Steuereinheit 36 ist ein Summer 52 verbunden, der den Fahrzeugbetreiber warnt/aufmerksam macht, wenn bestimmte Betriebsbedingungen eintreten. Zusätzlich oder anstelle des Summers 52 kann ein aufleuchtendes Warnlicht oder ein anderes Anzeigemittel verwendet werden. Eine Ganganzeige 60 ist ebenso vorgesehen, um das gewählte Gangübersetzungsverhältnis anzuzeigen.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, umfasst der Getriebeschaltungsmechanismus 25 drei Schaltschienen 111, 112, 113, die parallel zueinander zur Bewegung in eine axiale Richtung montiert sind. Jede Schaltschiene 111, 112, 113 ist zwei der Gangübersetzungsverhältnisse des Schaltgetriebes 12 durch eine Kupplungsausrückgabel und eine Synchroneinheit in herkömmlicher Weise zugeordnet, so dass die Bewegung der Schaltschienen 111, 112, 113 in eine axiale Richtung das Schalten in eines der zugehörigen Gangübersetzungsverhältnisse bewirkt, und die axiale Bewegung der Für gewöhnlich sind ein erstes und zweites Gangübersetzungsverhältnis der Schaltschiene 111 zugeordnet, so dass bei axialer Bewegung der Schaltschie­ ne 111 in eine erste Richtung in den ersten Gang geschaltet wird, oder bei axi­ aler Bewegung der Schaltschiene 111 in eine zweite Richtung in den zweiten Gang geschaltet wird; ein drittes und viertes Gangübersetzungsverhältnis sind der Schaltschiene 112 zugeordnet, so dass bei axialer Bewegung der Schalt­ schiene 112 in die erste Richtung in den dritten Gang geschaltet wird, oder bei axialer Bewegung der Schaltschiene 112 in eine zweite Richtung in den vierten Gang geschaltet wird und ein fünftes und ein Rückwärtsgangübersetzungsver­ hältnis sind der Schaltschiene 113 zugeordnet, so dass bei axialer Bewegung der Schaltschiene 113 in die erste Richtung in den fünften Gang geschaltet wird, während bei axialer Bewegung der Schaltschiene 113 in die zweite Rich­ tung in den Rückwärtsgang geschaltet wird.

Ein Wählelement 110 ist zur Bewegung in eine Wählrichtung X, quer zu den Achsen der Schaltschienen 111, 112, 113, und in eine Schaltrichtung Y, zur Bewegung axial zu den Schaltschienen 111, 112, 113, montiert. Das Wählele­ ment 110 kann somit in Richtung X entlang einer neutralen Ebene A-B bewegt werden, so dass es in eine ausgewählte der Schaltschienen 111, 112, 113 ge­ schaltet und mit dieser in Eingriff gebracht werden kann. Das Wählelement 110 kann dann in Richtung Y bewegt werden, um die in Eingriff stehende Schalt­ schiene 111, 112, 113 axial in eine Richtung zu verschieben, um mit einem der zugehörigen Übersetzungsverhältnisse in Eingriff zu gelangen.

Wie in Fig. 3 dargestellt, ist das Wählelement 110 in die Wählrichtung X mittels eines durch Flüssigkeitsdruck betätigten Wählstellgliedes 114 entlang der neut­ ralen Ebene A-B der in Fig. 2 dargestellten Schaltkulisse bewegbar, um das Wählelement 110 mit einer der Schaltschienen 111, 112, 113 auszurichten, und dadurch ein Paar von Gängen zu wählen, die dieser Schaltschiene zugeordnet sind. Das Wählelement 110 kann dann in die Schaltrichtung Y mittels eines durch Flüssigkeitsdruck betätigten Schaltstellgliedes 115 bewegt werden, um die Schaltschienen 111, 112, 113 für den Eingriff mit einem der zugehörigen Gangübersetzungsverhältnisse axial in eine Richtung zu bewegen.

Die Stellglieder 114 und 115 umfassen jeweils einen doppeltwirkenden Stößel mit Kolben 116 bzw. 117; welche die Stellglieder 114, 115 in zwei Arbeitskam­ mern 118, 119 teilen, wobei die Arbeitskammern 118, 119 an gegen­ überliegenden Seiten jedes Kolbens 116, 117 angeordnet sind. Betätigungs­ stangen 114a, 115a erstrecken sich von einer Seite der Kolben 116 bzw. 117 und sind betriebsbereit mit dem Wählstellglied 110 zu dessen Bewegung in die Wähl- und Schaltrichtung, X bzw. Y, verbunden. Infolge der Verbindung der Betätigungsstangen 114a, 115a mit den Kolben 116, 117 ist die Arbeitsfläche der Kolben 116, 117, die in der Arbeitskammer 118 frei liegt, kleiner als die Ar­ beitsfläche der Kolben 116, 117, die in der Arbeitskammer 119 frei liegt.

Ein elektromagnetisch betätigtes Hauptsteuerventil 120 umfasst ein Gehäuse 122, das eine Bohrung 124 definiert. Eine Spule 126 ist gleitfähig in der Boh­ rung 124 angeordnet, wobei die Spule 126 drei axial beabstandete Umfangs­ stege 128, 130, 132 aufweist, die mit der Bohrung 124 in dichtem Eingriff ste­ hen. Ein Elektromagnet 134 wirkt auf ein Ende der Spule 126, so dass bei Erre­ gung des Elektromagneten 134 die Spule 126 axial in der Bohrung 124 gegen eine Last bewegt wird, die von einer Druckfeder 136 ausgeübt wird, die auf das gegenüberliegende Ende der Spule 126 wirkt.

Ein Einlass 138 zu der Bohrung 124 des Ventils 120 ist mit einem Federspei­ cher 275 verbunden.

Ein Auslass 140 von der Bohrung 124 des Hauptsteuerventils 120 ist mit einem Reservoir 278 verbunden, das durch das Gehäuse des Speichers 275 definiert ist. Eine erste Öffnung 142 von der Bohrung 124 ist mit den Arbeitskammern 118 der Wähl- und Schaltstellglieder 114, 115 und wählbar mit den Arbeits­ kammern 119 über die Wähl- und Schaltventile 144, 146 verbunden und eine zweite Öffnung 148 ist mit dem Kupplungsnehmerzylinder 22 verbunden. Ein Druckentlastungsventil 280 ist zwischen dem Auslass der Pumpe 223 und dem Reservoir 278 vorgesehen, welches dafür sorgt, dass der Druck, der von der Pumpe 223 zugeführt wird, einen vorbestimmten Maximalwert nicht über­ schreitet.

Die Schalt- und Wählventile 144, 146 sind beide elektromagnetisch betätigte Ventile mit einem Gehäuse 150, das eine Bohrung 151 definiert, wobei eine Spule 152 gleitfähig in der Bohrung 151 montiert ist. Die Spule 152 weist drei axial beabstandete Umfangsstege 154, 156, 158 auf, wobei die Stege mit der Bohrung 151 in dichtem Eingriff stehen. Eine axiale Bohrung 160 öffnet sich zu dem Ende 162 der Spule 152 und ist mit einer Querbohrung 164 verbunden, wobei die Querbohrung 164 sich zwischen den Stegen 154 und 156 der Spule 152 öffnet. Ein Elektromagnet 166 wirkt auf ein Ende 168 der Spule 152, das von dem Ende 162 entfernt ist, so dass bei Erregung des Elektromagneten 166 die Spule 152 axial in der Bohrung 151 gegen eine Last bewegt wird, die von einer Druckfeder 170 ausgeübt wird, die auf das Ende 162 der Spule 152 wirkt.

Ein Einlass 172 zu der Bohrung 151 ist mit der Öffnung 142 des Hauptsteuer­ ventils 120 verbunden. Ein Auslass 174 von der Bohrung 151 ist mit dem Re­ servoir 278 verbunden. Eine Öffnung 178 des Wählventils 144 ist mit der zwei­ ten Arbeitskammer 119 des Wählstellgliedes 114 verbunden und die Öffnung 178 des Schaltventils 146 ist mit der zweiten Arbeitskammer 119 des Schalt­ stellgliedes 115 verbunden.

Wenn das Getriebe im Eingriff und die Kupplung 14 eingerückt ist, werden die Elektromagneten 134 und 166 abgeschaltet und die Ventile 120, 144 und 146 befinden sich in den Ruhepositionen, die in Fig. 3 dargestellt sind. In dieser Po­ sition ist der Kupplungsnehmerzylinder 22 durch die Öffnung 148 und den Aus­ lass 140 des Hauptsteuerventils 120 mit dem Reservoir 278 verbunden; die Ar­ beitskammern 118 der Wähl- und Schaltstellglieder 114, 115 sind durch den Einlass 172, die Durchlässe 164, 160 und den Auslass 174 der Wähl- und Schaltventile 144, 146 mit dem Reservoir 278 verbunden; und die Arbeits­ kammern 119 der Wähl- und Schaltstellglieder 114, 115 sind durch die Öffnung 178 und den Auslass 174 der Wähl- und Schaltventile 144, 146 mit dem Reser­ voir 278 verbunden. Folglich gibt es keine Bewegung des Kupplungs­ nehmerzylinders 22 oder der Wähl- und Schaltstellglieder 114, 115.

Wenn ein Gangwechsel zum Beispiel durch den Lenker des Fahrzeuges, der den Gangschalthebel 24 kurz in die "+"-Position bewegt, oder durch automati­ sches Auslösen eingeleitet wird, wird der Elektromagnet 134 erregt, um die Spule 126 des Hauptsteuerventils 120 in eine zweite Position zu bewegen. In dieser zweiten Position werden die Arbeitskammern 118 sowohl der Wähl- als auch Schaltstellglieder 114, 115 wie auch die Einlässe 172 der Wähl- und Schaltventile 144, 146 durch die Öffnung 142 und den Einlass 138 mit dem Fe­ derspeicher 275 verbunden. In dieser zweiten Position bleibt der Kupp­ lungsnehmerzylinder 22 mit dem Reservoir 278 verbunden.

Gleichzeitig mit der Erregung des Elektromagneten 134 zur Bewegung des Hauptsteuerventils 120 in die zweite Position werden die Elektromagneten 166 der Wähl- und Schaltsteuerventile 144, 146 erregt, um die Spule 152 in eine Null-Position zu bewegen. In dieser Null-Position schließt der Steg 158 der Spule 152 die Öffnung 178, wodurch die Arbeitskammer 119 geschlossen und eine hydraulische Verriegelung erzeugt wird, die eine Bewegung der Wähl- und Schaltstellglieder 114 und 115 verhindert, obwohl deren Arbeitskammern 118 durch das Hauptsteuerventil 120 mit dem Federspeicher 275 verbunden sind. Ebenso wird die Verbindung der Öffnung 172 mit dem Auslass 174 über die Bohrungen 160 und 164 geschlossen.

Eine weitere Erregung des Elektromagneten 134 in eine dritte Position schließt dann die Verbindung zwischen dem Kupplungsnehmerzylinder und dem Reser­ voir und öffnet die Verbindung zwischen dem Kupplungsnehmerzylinder und dem Federspeicher 275, wodurch die Kupplungsausrückgabel 20 zur Lösung der Kupplung 14 betätigt wird.

Beim Ausrücken der Kupplung 14 kann der Elektromagnet 134 des Hauptsteu­ erventils 120 erregt werden, um das Hauptsteuerventil in eine vierte Position zurückzubewegen. In dieser vierten Position ist die Öffnung 148 von dem Ein­ lass 138 und dem Auslass 140 getrennt, so dass die Kupplung 14 in der ausge­ rückten Position verriegelt wird. Die Elektromagneten 166 der Wähl- und Schaltventile 144, 146 können dann selektiv erregt werden, wodurch die Wähl- und Schaltventile 144, 146 zwischen der dritten und vierten Position bewegt werden, um den gegenwärtig gewählten Gang auszukuppeln und in einen neu­ en Gang zu schalten.

Die Erregung des Elektromagneten 166 zur Bewegung des Wähl- oder Schalt­ ventils 144, 146 in eine dritte Position, in welcher die Arbeitskammer 119 mit dem Reservoir 278 verbunden ist, während die Arbeitskammer 118 mit dem Speicher 275 verbunden ist, erzeugt ein Druckdifferential über den Kolben 116 und 117, wodurch die Betätigungsstange 114a, 115a ausgerückt wird. Die Er­ regung des Elektromagneten 166 zur Bewegung des Wähl- oder Schaltventils 144, 146 in eine vierte Position, in welcher beide Arbeitskammern 118 und 119 mit dem Speicher 275 verbunden sind, bewirkt aufgrund der unterschiedlichen Arbeitsflächen der Kolben 116 und 117 ein Zurückziehen der Betätigungsstan­ gen 114a, 115a. Folglich kann durch richtige Steuerung der Elektromagneten 166 der Wähl- und Schaltventile 144, 146 das Wählelement 110 in den Eingriff mit dem gewünschten Gang bewegt werden.

Potentiometer 226 und 227 sind mit den Betätigungsstangen 114a bzw. 115a verbunden, um Signale zu liefern, welche die Position der zugehörigen Betäti­ gungsstangen 114a, 115a anzeigen. Signale von den Potentiometern 226, 227 werden zur Steuereinheit 36 geleitet, um eine Anzeige der Position der Betäti­ gungsstangen 114a, 115a für jedes der Gangübersetzungsverhältnisse des Schaltgetriebes 12 zu liefern, und auch die Position der Betätigungsstange 115a anzuzeigen, wenn das Wählelement 110 sich in der neutralen Ebene A-B von Fig. 2 befindet. Das Getriebesystem kann somit kalibriert werden, so dass vorbestimmte Positionssignale von den Potentiometern 226 und 227 dem Ein­ griff jedes der Gangübersetzungsverhältnisse des Schaltgetriebes 12 entspre­ chen.

Messungen von den Potentiometern 226 und 227 können dann von einem ge­ schlossenen Regelsystem zur Steuerung der Ventile 144 und 146 verwendet werden, um die Betätigungsstangen 114a und 115a in vorbestimmte Positionen für das Einkuppeln des gewünschten Gangübersetzungsverhältnisses zu be­ wegen.

Wenn das gewünschte Gangübersetzungsverhältnis eingekuppelt ist, werden die Elektromagneten 166 der Wähl- und Schaltventile 144, 146 erregt, um die Ventile 144, 146 in ihre Null-Positionen zurückzubewegen, wodurch die Öffnun­ gen 178 geschlossen werden und eine hydraulische Verriegelung erzeugt wird, welche die Bewegung der Stellglieder 114, 115 verhindert.

Der Elektromagnet 134 des Hauptsteuerventils 120 kann dann erregt werden, um das Hauptsteuerventil 120 aus seiner vierten in seine zweite Position zu bewegen, wodurch Flüssigkeit von dem Kupplungsnehmerzylinder 22 zu dem Reservoir 278 zurückgeleitet werden kann, wodurch ein Wiedereinrücken der Kupplung 14 möglich ist. Das Hauptsteuerventil 120 kann zwischen der dritten und zweiten Position geschaltet werden, so dass die Kupplung 14 gesteuert wiedereingerückt wird, wie zum Beispiel in EP0038113; EP0043660 EP0059035, EP0101220 oder WO92/13208 offenbart ist.

Wenn die Kupplung 14 wiedereingerückt ist, kann der Elektromagnet 134 des Hauptsteuerventils 120 abgeschaltet werden, so dass es in die Ruheposition zurückkehrt, die in Fig. 3 dargestellt ist. Ebenso können die Elektromagneten 166 der Schalt- und Wählventile 144, 146 abgeschaltet werden. Die Bewegung der Wähl- und Schaltventile 144, 146 in die Ruheposition, die in Fig. 3 darge­ stellt ist, öffnet die Arbeitskammer 119 zu dem Reservoir 278, wodurch der Druck darin entlastet wird.

Wie in Fig. 3 dargestellt, ist das Schaftstellglied 115 mit dem Wählelement durch eine nachgiebige Verbindung 300 verbunden. Wie in Fig. 4 genauer dar­ gestellt ist, hat die nachgiebige Verbindung 300 ein erstes und zweites Element 302 und 304, die koaxial zueinander montiert sind, wobei das Element 302 mit der Schaltstellgliedstange 115a verbunden ist, und das Element 304 mit dem Wählelement 110 verbunden ist. Die benachbarten Enden 306 der Elemente 302 und 304 sind mit Bohrungen 308 versehen, wobei sich eine ringförmige Flanschstruktur 310 an den Enden 306 radial in das Innere der Bohrungen 308 erstreckt. Eine Verbindungsstange 312 ist mit Kopfstrukturen 314 und 316, ei­ ner an jedem Ende, versehen. Die Kopfstrukturen 314 und 316 sitzen gleitend in den Bohrungen 308 der Elemente 302 bzw. 304. Eine erste schraubenförmi­ ge Druckfeder 320 ist in der Bohrung 308 von Element 302 angeordnet und wirkt zwischen einem inneren Ende 322 der Bohrung 320 und der Kopfstruktur 314 der Verbindungsstange 312. Die Feder 320 spannt dadurch die Kopfstruk­ tur 314 in Auflage mit der Flanschstruktur 310 des Elements 302. Eine zweite schraubenförmige Druckfeder 330 wirkt zwischen der Flanschstruktur 310 des zweiten Elements 304 und der Kopfstruktur 316 der Verbindungsstange 312. Die Feder 330 spannt dadurch die Kopfstruktur 316 in Auflage mit einem inne­ ren Ende 332 der Bohrung 308 des Elements 304. Die Federn 320 und 330 werden zusammengepreßt, um eine Vorlast mit einem vorbestimmte Wert auf die Kopfstrukturen 314 und 316 der Verbindungsstange 312 auszuüben.

Wenn von dem Schaltstellglied 115 eine Last auf die nachgiebige Verbindung 300 ausgeübt wird, welche die Verbindung 300 nach rechts, wie in Fig. 4 dar­ gestellt, bewegt, wirkt die nachgiebige Verbindung 300 als feste Verbindung, solange die Reaktionskraft des Wählelements 110 unter dem vorbestimmten Wert bleibt, auf den die Feder 320 vorbelastet ist. Wenn die Reaktionskraft des Wählelements 110 jedoch über den vorbestimmten Wert F₁ steigt, wie in Fig. 5 dargestellt ist, zum Beispiel, wenn die Synchronisiereinrichtung eingerückt ist, wird die Feder 320 zusammengepresst und die Last, die auf die Synchronisier­ einheit ausgeübt wird, steigt mit einer Rate R₁, die von der Federrate der Feder 320 abhängt. Beim Zusammenpressen der Feder 320 bewegen sich die Ele­ mente 302 und 304 zueinander, bis die Kraft F₂ beträgt, und die Feder vollstän­ dig zusammengepresst ist, und die Verbindung wirkt wieder wie eine feste Ver­ bindung. Die anfängliche Last, die auf die Synchronisiereinheit ausgeübt wird, wird dadurch auf den vorbestimmten Wert begrenzt, wobei die Last danach mit einer kontrollierten Rate zunimmt.

Wenn die Last, die von dem Schaltstellglied 115 ausgeübt wird, die Verbindung 300 nach links bewegt, wie in Fig. 4 dargestellt ist, bleibt die Verbindung auf gleiche Weise starr, bis die Reaktionskraft den vorbestimmten Vorlastwert er­ reicht. Die Feder 330 wird dann zusammengepresst, wodurch die Rate der Er­ höhung der Kraft, die auf die Synchronisiereinheit ausgeübt wird, abhängig von der Federrate der Feder 330 begrenzt wird.

Die Positionierung der nachgiebigen Verbindung 300 zwischen dem Schaltstell­ glied 115 und dem Wählelement 110 begrenzt dadurch die Kräfte, die auf den Synchrongetriebemechanismus ausgeübt werden, wodurch dessen Beschädi­ gung und die Erzeugung von Geräuschen und Stößen in der Kraftübertragung vermieden wird.

Es können verschiedene Modifizierungen durchgeführt werden, ohne von der Erfindung Abstand zu nehmen. Während zum Beispiel in dem vorangehenden Ausführungsbeispiel ein halbautomatisches Getriebe beschrieben wurde, ist die Erfindung gleichermaßen bei vollautomatischen Getriebesystemen oder auto­ matischen Wechselgetriebesystemen anwendbar. Ferner kann die nachgiebige Verbindung der vorliegenden Erfindung in anderen Anwendungen verwendet werden.

Während zuvor eine doppelt wirkende Verbindung beschrieben wurde, ist of­ fensichtlich, dass eine einfach wirkende Verbindung als Alternative bereitge­ stellt werden kann, wenn das Stellglied nur in eine Richtung arbeitet. Während ferner die zuvor beschriebene nachgiebige Verbindung zwischen einem Schalt­ stellglied und einem Wählelement angeordnet ist, kann die nachgiebige Verbin­ dung als Alternative das Schaltstellglied direkt mit der Schaltschiene verbinden.

Während die nachgiebige Verbindung der vorliegenden Erfindung besonders zur Verwendung in hydraulischen Betätigungssystemen geeignet ist, kann die Verbindung auch in pneumatischen Betätigungssystemen oder in Systemen verwendet werden, die elektrische Betätigungsmittel verwenden, zum Beispiel Elektromotoren oder Elektromagneten, wie in DE 195 04 847; WO97/10456 oder DE 197 34 023 beschrieben ist, deren Inhalt ausdrücklich in der Offenbarung der vorliegenden Erfindung aufgenommen wird.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind vorgeschlagene Formulierungen unbeschadet der Erreichung eines weiteren Patentschutzes. Der Antragsteiler behält sich das Recht vor, Ansprüche für weitere Kombinatio­ nen von Merkmalen einzureichen, die zuvor nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbart wurden.

Rückverweise, die in den untergeordneten Ansprüchen verwendet werden, be­ ziehen sich auf die Weiterentwicklung des Gegenstandes des Hauptanspruchs durch die Merkmale des entsprechenden untergeordneten Anspruchs; sie sind nicht als Verzicht in bezug auf das Erreichen eines unabhängigen Gegen­ standsschutzes für die Kombination von Merkmalen in den zugehörigen unterge­ ordneten Ansprüchen zu verstehen.

Da der Gegenstand der untergeordneten Ansprüche in bezug auf den Stand der Technik zum Prioritätsdatum separate und unabhängige Erfindungen darstellen kann, behält sich der Antragsteller das Recht vor, diese zum Gegenstand un­ abhängiger Ansprüche oder Ausscheidungserklärungen zu machen. Ferner können sie auch unabhängige Erfindungen enthalten, die eine Konstruktion zei­ gen, die von einem der Gegenstände der vorangehenden untergeordneten An­ sprüche unabhängig ist.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu ver­ stehen. Vielmehr ist im Umfang der vorliegenden Offenbarung ein großer Be­ reich von Verbesserungen und Modifizierungen, insbesondere jene Variationen, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die der Fachmann zum Beispiel durch Kombination einzelner mit jenen in der allgemeinen Beschrei­ bung und den Ausführungsbeispielen in Erfahrung bringen kann, zusätzlich zu den Merkmalen und/oder Elementen oder Verfahrensstufen, die in den Ansprü­ chen beschrieben und in den Zeichnungen enthalten sind, möglich, mit dem Ziel, eine Aufgabe zu lösen, was zu einem neuen Gegenstand oder neuen Verfahrensstufen oder Abfolgen von Verfahrensstufen durch kombinierbare Merkmale führt, auch wenn sie die Herstellung, das Testen und Arbeits­ prozesse betreffen.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die An­ melderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbil­ dung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweili­ gen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei­ lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun­ gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprü­ che unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste­ hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abände­ rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Be­ schreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschrit­ ten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (8)

1. Nachgiebige Verbindung, umfassend ein erstes und ein zweites Element, wobei die Elemente durch elastische Mittel miteinander verbunden sind, wo­ bei das elastische Mittel vorbelastet ist, um eine relative Bewegung zwi­ schen den Elementen zu verhindern, wenn eine axiale Last unter einem ersten vorbestimmten Wert auf eines der Elemente ausgeübt wird.

2. Nachgiebige Verbindung nach Anspruch 1, wobei das elastische Mittel für eine Nachgiebigkeit bei Lasten sorgt, die auf die Verbindung in entgegenge­ setzte Richtungen ausgeübt werden.

3. Nachgiebige Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine relative Be­ wegung zwischen den Elementen begrenzt ist, so dass die nachgiebige Verbindung als feste Verbindung wirkt, wenn eine axiale Last über einem zweiten vorbestimmten Wert auf eines der Elemente ausgeübt wird.

4. Nachgiebige Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste und zweite Element durch eine Verbindungsstange miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsstange in Bezug sowohl auf das erste als auch zweite Element bewegbar ist, wobei erste elastische Mittel zwischen dem ersten Element und der Verbindungsstange wirken, um dem Zusammenziehen der Verbindung entgegenzuwirken, und zweite elastische Mittel zwischen dem zweiten Element und der Verbindungsstange wirken, um dem Ausdehnen der Verbindung entgegenzuwirken.

5. Nachgiebige Verbindung nach Anspruch 4, wobei das erste Federmittel zwischen dem ersten Element und der Verbindungsstange wirkt, indem es die Verbindungsstange zu dem zweiten Element und in Auflage mit einer Anschlagstruktur an dem ersten Element spannt, und das zweite Federmittel zwischen dem zweiten Element und der Verbindungsstange wirkt, indem es die Verbindungsstange von dem ersten Element weg und in den Eingriff mit einer Anschlagstruktur an dem zweiten Element spannt.

6. Gangschaltungsmechanismus, umfassend ein Schaltstellglied, das an eine Schaltschiene gekoppelt ist, wobei eine nachgiebige Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zwischen dem Schaltstellglied und der Schaltschiene enthalten ist.

7. Gangschaltungsmechanismus nach Anspruch 6, wobei das Schaltstellglied durch die nachgiebige Verbindung direkt mit einer Schaltschiene verbunden ist.

8. Gangschaltungsmechanismus nach Anspruch 6, wobei das Schaltstellglied durch die nachgiebige Verbindung mit einem Wählelement verbunden ist, wobei das Wählelement so angeordnet ist, dass es selektiv mit einer der Mehrzahl von Schaltschienen in Eingriff gelangt.