WO2004036092A1 - Drehbares antriebsmittel und schaltmechanismus mit diesem antriebsmittel - Google Patents

Drehbares antriebsmittel und schaltmechanismus mit diesem antriebsmittel Download PDF

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WO2004036092A1
WO2004036092A1 PCT/DE2003/003334 DE0303334W WO2004036092A1 WO 2004036092 A1 WO2004036092 A1 WO 2004036092A1 DE 0303334 W DE0303334 W DE 0303334W WO 2004036092 A1 WO2004036092 A1 WO 2004036092A1
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spring
abutments
gear segment
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gear
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James Antony Lethbridge
Burkhard Pollak
Ian Richard Joseph Bates
Terry Morgan
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Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32—Electric motors , actuators or related electrical control means  therefor

Definitions

  • the present invention relates to rotatable drive means and, more particularly, to rotatable drive means, such as those used in gear shift mechanisms when limited angular movement is required, the drive means comprising a drive pinion which meshes with a gear segment.
  • the present invention provides a rotatable drive in which the elastic element is introduced into the gear segment.
  • the elastic member of the present invention also allows the elastic member to be preloaded and deflection controlled.
  • a rotatable drive includes a drive pinion and a gear segment that meshingly engages the drive pinion, an element that is mounted for rotation coaxial with the drive segment, a spring means that is mounted on either the gear segment or the element Abutment means on the other of the gear segment and member that engages the spring means to bias the member to a central position relative to the gear segment, the spring means providing a restoring force toward the central position upon relative movement of the element with respect to the Gear segment exerts, and a stop means that is provided to the relative Limit movement of the element with respect to the gear segment in either direction away from the central position, the element being drivably connected to an output shaft.
  • relative movement of the element with respect to the gear segment under the influence of the spring provides the elasticity to limit the load acting on the driven components and / or to preload the components.
  • the element and the spring means are mounted within a cavity which is formed in the gear segment, thereby producing a compact arrangement which, for example, can be conventionally installed in a gear selection mechanism of a motor vehicle.
  • Figure 1 schematically illustrates a transmission of a motor vehicle
  • Figure 2 shows a gear shift mechanism for the transmission shown in Figure 1 which employs a rotatable drive mechanism in accordance with the present invention
  • Figure 3 is an exploded view of the mechanism shown in Figure 2;
  • Figure 4 is a view of the gear segment of the mechanism shown in Figure 2;
  • Figure 5 is a rear elevation view through the mechanism along the line X-X of Figure 2, showing the mechanism in a first position;
  • Figure 5a is an enlarged view of the encircled portion of Figure 5;
  • Figure 6 is a rear elevation view through the mechanism along line XX of Figure 2, showing the mechanism in a second position;
  • Figure 6a is an enlarged view of the encircled portion of Figure 6;
  • Figure 7 is a rear elevation view through the mechanism along the line X-X of Figure 2, showing the mechanism in a third position;
  • Figure 7a is an enlarged view of the encircled portion of Figure 7.
  • a clutch 14 when engaged, transmits torque between the output shaft of the engine 10 and an input shaft 20 of a transmission 12.
  • the engagement of the clutch 14 is controlled in a conventional manner by the sequentially controlled clutch cylinder 16.
  • the drive shaft 20 has six gears 22, 23, 24, 25, 26 and 27 mounted thereon for rotation therewith.
  • the gears 22, 23, 24, 25 and 26 mesh with the gears 32, 33, 34, 35 and 36 and gear 27 meshes with gear 37 by means of an intermediate gear 38.
  • the gears 32, 33, 34, 35, 36 and 37 are mounted on a countershaft 40 which is parallel to, but spaced from, the drive shaft 20.
  • the gears 32, 33, 34, 35, 36 and 37 are mounted on the countershaft 40 for rotation relative to the latter.
  • the gears 32 and 37 are selected for rotation with the countershaft 40 by means of a synchronous switching unit 42; the gears 33 and 34 are selected to be engaged for rotation with the countershaft 40 by means of a synchronous switching unit 44; and the gears 35 and 36 are selected for rotation with the countershaft 40 by means of a synchronous switching unit 46.
  • the gears 22 and 32 are tuned to provide a first gear; gears 23 and 33 a second gear; gears 24 and 34 a third gear; gears 25 and 35 a fourth gear; gears 26 and 36 a sixth gear; while the intermediate gear 38 reverses the direction of rotation so that the gears 27 and 37 provide a reverse gear.
  • the countershaft 40 is for drive purposes with an output shaft 50 from the transmission
  • the synchronous switching units 42, 44 and 46 are controlled by the guide rulers 70, 72 and 74, respectively, with axial movement of the switching rulers 70, 72 and 74 moving the synchronous switching units 42, 44 and 46 axially to the countershaft 40.
  • the synchronous switching unit 42 (as shown in FIG. 1) can be moved to the left in order to engage the gearwheel 37 with the countershaft 40, whereby the reverse gear is engaged; or moved to the right to engage gear 32 with countershaft 40, thereby engaging first gear.
  • the synchronous switching unit 44 can be moved to the left to engage the gear 33 with the countershaft 40 to engage the second gear, or to the right to engage the gear 34 with the countershaft 40 to engage the third gear.
  • the synchronous switching unit 46 can be moved to the left to engage the gear 35 with the countershaft 40 to engage the fourth gear, or to the right to engage the gear 36 with the countershaft 40 to engage the fifth gear.
  • each of the rulers 70, 72 and 74 has a notch 76, the notches 76 in the rulers 70, 72 and 74 in the transverse direction of the
  • Shifting rulers 70, 72 and 74 are aligned when the synchronizing shifting units 42, 44 and 46 are in a central, neutral position in which none of the gear wheels 32,
  • Shift rulers 70, 72 and 74 rotate, the rotation of shift finger 78, the shift ruler with which it is engaged, causing it to move axially in one direction or the other depending on the direction of rotation.
  • the shaft 80 is rotated in one direction or the other by means of a drive mechanism comprising a drive pinion 110 which is drivably connected to a drive means, for example an electric motor, by the drive shaft 112.
  • a drive mechanism comprising a drive pinion 110 which is drivably connected to a drive means, for example an electric motor, by the drive shaft 112.
  • the drive pinion 110 meshes with a gear segment 120 to provide limited angular rotation of an output shaft 80 in each direction.
  • the gear segment 120 includes a toothed portion 122 which is concentric with an axial bore 124.
  • Gear segment 120 also defines an axially extending cavity 126 of segment-like cross-section.
  • the opening 128 of the cavity 126 is partially circular, being coaxial with the bore 124.
  • the outer curved wall 130 of the cavity 126 has a circumferential groove 132 on its inner diameter with the central portion of the walls defining the groove 132 removed to define two pairs of abutments 134, the abutments 134 of each pair of Abutments are arranged adjacent to the axially inner and outer boundaries of the cavity 126.
  • a spring receptacle 140 has a pin formation 142 which is rotatably inserted in the bore 124 of the gear segment 120.
  • a segmented flange formation 144 is provided at the end of the pin 142, the segmented flange 144 being dimensioned to be arranged within the cavity 126.
  • the angular dimension of the segment-shaped flange 144 is less than that of the cavity 126, so as to allow a relative rotation of the spring support 140 with respect to the gear segment 120.
  • a pair of abutments 146 are provided on the spring support 140, a U-shaped spring 148 being disposed between the abutments 146 and the spring 148 being compressed with a predetermined bias.
  • the abutments 146 extend into the groove 132 in the cavity 126 and correspond in their angular position to the abutments 134 which are formed by the walls of the groove 132. In this way, the legs 150 of the spring 148, when in a central position, as shown in FIG. 5, engage in the abutments 146 on the spring support 140 and the abutments 132 on the gear segment 120.
  • the top wall defining the groove 132 is cut away at one end 136 so that when the spring support 140 is rotated toward that end 132 an abutment 146 with the cut-out The area at the end 136 is aligned, while the other abutment 146 is aligned with the central cut-out section, as a result of which the spring carrier 140 can be inserted axially into the cavity 126 and then rotated so that the abutment 146 engages in the groove 132.
  • An end plate 152 is configured to secure the spring bracket 140 to hold the spring 148 in place.
  • the end plate 152 has a pair of abutments 154 which engage the outer surfaces of the abutments 146 on the spring bracket 140 so that the abutments 154 engage the radial walls 156 of the cavity 126 by the angular rotation of the spring bracket 140 with respect to the gear segment Limit 120.
  • the shaft 80 drivably engages a correspondingly shaped shoe 162 in the pin section 142 of the spring support 140 for rotation therewith.
  • the shift finger 78 In order to move the switching rulers 70, 72 and 74 axially to one of the gears 32, 37; 33, 34; or 35, 36 associated with them, the shift finger 78 is brought into alignment with the corresponding shift rod 70, 72 or 74. The shift finger 78 is then rotated in one or the other direction by means of the drive pinion 110 and the gear segment 120 to move the shift ruler 70, 72, 74 in the appropriate direction in order to engage the required gear associated with it.
  • the U-shaped spring 148 is preloaded between the abutments 146 on the spring support 140, so that the drive from the gear segment 120, the abutments 134 and the legs of the spring 148 to the abutments 146 on the spring support 140 and thereby to the output shaft with a low input torque 80 is transmitted without load-related bending of the spring 148.
  • gear segment 120 compresses "U” spring 148, causing relative movement between gear segment 120 and spring bracket 140 causes, as shown in Figure 6.
  • the relative movement between the gear segment 120 and the spring support 140 is limited by the engagement of the abutment 154 against the wall of the cavity 126, as shown in FIG.
  • the compression of the spring 148 thereby cushions the engagement of the synchronous switching units 42, 44 and 46, whereby damage by applying excessive loads to them is avoided.
  • the spring 148 is mounted with respect to the output shaft 80 and is deflected by the movement of the gear segment 120, it will be appreciated that the spring 148 alternatively rests on the Gear segment 120 can be attached so that it is deflected in response to the movement of the output shaft 80.
  • the output shaft 80 can be of any non-circular cross-section that allows axial movement of the shift finger 78, but transmits rotatable movement thereon.
  • the output shaft 80 in addition to being rectangular in cross-section, may have a hexagonal cross-section, a grooved or non-circular cross-section with a flat that extends axially thereon.
  • the above embodiment of the invention uses the elasticity in the drive mechanism to cushion loads that act on the components driven by it, the elasticity can alternatively or additionally be used to bias the components into engagement.

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Abstract

Drehbarer Antrieb, umfasend ein Antriebsritzel (110) und ein Zahnradsegment (120), das kämmend in das Antriebsritzel (110) eingreift, ein Element (140), das zur Drehung koaxial zum Antriebssegment (120) angebracht ist, ein Federmittel (148), das auf entweder dem Zahnradsegment (120) oder dem Element (140) angebracht ist, ein Widerlagermitttel (134,146) auf dem jeweils anderen von Zahnradsegment (120) und Element (140), das mit dem Federmittel (148) in Eingriff steht, um das Element (140) in eine mittige Position relativ zum Zahnradsegment (120) vorzuspannen, wobei das Federmittel (148) eine rückstellende Kraft in Richtung der mittigen Position bei relativer Bewegung des Elements (140) in Bezug auf das Zahnradsegment (120) ausübt, und ein Anschlagmittel (154), das bereitgestellt ist, um die relative Bewegung des Elements (140) in Bezug auf das Zahnradsegment(120) in jede der beiden Richtungen weg von der mittigen Position zu begrenzen, wobei das Element (140) antriebsfähig mit einer Antriebswelle (80) verbunden ist.

Description

DREHBARES ANTRIEBSMITTEL
Die vorliegende Erfindung betrifft drehbare Antriebsmittel und insbesondere drehbare Antriebsmittel, wie sie zum Beispiel in Gangschaltmechanismen verwendet werden, wenn begrenzte Winkelbewegung erforderlich ist, wobei das Antriebsmittel ein Antriebsritzel umfasst, welches mit einem Zahnradsegment kämmt.
In solchen drehbaren Antrieben ergibt sich oft eine Anforderung, um Elastizität im Antrieb bereitzustellen, um die Belastungen zu begrenzen, die auf die Bauteile wirken, die durch das drehbare Antriebmittel angetrieben werden, oder um Mittel zum Vorbelasten solcher Bauteile bereitzustellen.
Bisher ist dies durch Bereitstellen von Elastizitätselementen im Antrieb zwischen dem Ritzel und den Mitteln, zum Beispiel dem Elektromotor, erzielt worden, durch den das Ritzel angetrieben wird. Solche Elastizitätselemente umfassen typischerweise ein Paar Scheiben mit elastischen Mitteln, die dazwischen wirken, zum Beispiel wie in den US- Patentschriften US 6003395, US 6220109 und US 6003649 offenbart, deren Offenbarungsgehalte in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung zum Zwecke der Bezugnahme darauf mitaufgenommen werden.
Die vorliegende Erfindung stellt einen drehbaren Antrieb bereit, in welchem das Elastizitätselement in das Zahnradsegment eingebracht ist. Das Elastizitätselement der vorliegenden Erfindung erlaubt auch das Vorbelasten des Elastizitätselements und Steuerung der Ablenkung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein drehbarer Antrieb ein Antriebsritzel und ein Zahnradsegment, das kämmend in das Antriebsritzel eingreift, ein Element, das zur Drehung koaxial zum Antriebssegment angebracht ist, ein Federmittel, das auf entweder dem Zahnradsegment oder dem Element angebracht ist, ein Wideriagermittel auf dem jeweils anderen von Zahnradsegment und Element, das mit dem Federmittel in Eingriff steht, um das Element in eine mittige Position relativ zum Zahnradsegment vorzuspannen, wobei das Federmittel eine rückstellende Kraft in Richtung der mittigen Position bei relativer Bewegung des Elements in Bezug auf das Zahnradsegment ausübt, und ein Anschlagmittel, das bereitgestellt ist, um die relative Bewegung des Elements in Bezug auf das Zahnradsegment in jede der beiden Richtungen weg von der mittigen Position zu begrenzen, wobei das Element antriebsfähig mit einer Abtriebswelle verbunden ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine relative Bewegung des Elements in Bezug auf das Zahnradsegment unter dem Einfluss der Feder die Elastizität bereit, um die Last die auf die angetriebenen Bauteile wirkt, zu begrenzen und/oder die Bauteile vorzuspannen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das Element und das Federmittel innerhalb einer Aushöhlung angebracht, die im Zahnradsegment ausgebildet ist, wodurch eine kompakte Anordnung hergestellt wird, die zum Beispiel herkömmlich in einem Gangauswahlmechanismus eines Kraftfahrzeugs eingebaut werden kann.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun bloß als Beispiel mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:-
Figur 1 schematisch eine Darstellung eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs darstellt;
Figur 2 einen Gangschaltmechanismus für das Getriebe, das in Figur 1 dargestellt ist, zeigt, welches einen drehbaren Antriebsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt;
Figur 3 eine auseinandergezogene Ansicht des Mechanismus ist, der in Figur 2 dargestellt ist;
Figur 4 eine Ansicht des Zahnradsegments des Mechanismus, dargestellt in Figur 2, ist;
Figur 5 ein Schnittaufriss von hinten durch den Mechanismus entlang der Linie X - X aus Figur 2 ist, weicherden Mechanismus in einer ersten Position zeigt;
Figur 5a eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Abschnitts aus Figur 5 ist; Figur 6 ein Schnittaufriss von hinten durch den Mechanismus entlang der Linie X-X aus Figur 2 ist, weicherden Mechanismus in einer zweiten Position zeigt;
Figur 6a eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Abschnitts aus Figur 6 ist;
Figur 7 ein Schnittaufriss von hinten durch den Mechanismus entlang der Linie X-X aus Figur 2 ist, weicherden Mechanismus in einer dritten Position zeigt; und
Figur 7a eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Abschnitts aus Figur 7 ist.
Im Getriebesystem, das in Figur 1 dargestellt ist, überträgt eine Kupplung 14, wenn eingerückt, Drehmoment zwischen der Abtriebswelle des Motors 10 und einer Antriebswelle 20 eines Getriebes 12. Das Einrücken der Kupplung 14 wird durch den folgegesteuerten Kupplungszylinder 16 auf herkömmliche Weise gesteuert.
Die Antriebswelle 20 weist sechs Zahnräder 22, 23, 24, 25, 26 und 27 auf, die auf ihr zur Drehung mit ihr angebracht sind. Die Zahnräder 22, 23, 24, 25 und 26 kämmen mit den Zahnrädern 32, 33, 34, 35 beziehungsweise 36 und Zahnrad 27 kämmt mit Zahnrad 37 mittels eines Zwischenzahnrads 38. Die Zahnräder 32, 33, 34, 35, 36 und 37 sind auf einer Vorgelegewelle 40 angebracht, welche parallel zu, aber beabstandet von der Antriebswelle 20 liegt. Die Zahnräder 32, 33, 34, 35, 36 und 37 sind auf der Vorgelegewelle 40 zur Drehung relativ zu dieser angebracht. Die Zahnräder 32 und 37 werden ausgewählt zur Drehung mit der Vorgelegewelle 40 mittels einer Synchronschalteinheit 42 eingerückt; die Zahnräder 33 und 34 werden ausgewählt zur Drehung mit der Vorgelegewelle 40 mittels einer Synchronschalteinheit 44 eingerückt; und die Zahnräder 35 und 36 werden ausgewählt zur Drehung mit der Vorgelegewelle 40 mittels einer Synchronschalteinheit 46 eingerückt.
Die Zahnräder 22 und 32 sind so abgestimmt, um einen ersten Gang bereitzustellen; die Zahnräder 23 und 33 einen zweiten Gang; die Zahnräder 24 und 34 einen dritten Gang; die Zahnräder 25 und 35 einen vierten Gang; die Zahnräder 26 und 36 einen sechsten Gang; während das Zwischenzahnrad 38 die Drehrichtung umkehrt, so dass die Zahnräder 27 und 37 einen Rückwärtsgang bereitstellen. Die Vorgelegewelle 40 ist zu Antriebszwecken mit einer Abtriebswelle 50 vom Getriebe
12 mittels der Zahnräder 39 und 52 verbunden.
Die Synchronschalteinheiten 42, 44 und 46 werden durch die Schätlineale 70, 72 beziehungsweise 74 gesteuert, wobei axiale Bewegung der Schaltlineale 70, 72 und 74 die Synchronschalteinheiten 42, 44 beziehungsweise 46 axial zur Vorgelegewelle 40 bewegt. Auf diese Art kann die Synchronschalteinheit 42 (wie in Figur 1 dargestellt) nach links bewegt werden, um das Zahnrad 37 mit der Vorgelegewelle 40 einzurücken, wodurch der Rückwärtsgang eingelegt wird; oder nach rechts bewegt werden, um das Zahnrad 32 mit der Vorgelegewelle 40 einzurücken, wodurch der erste Gang eingelegt wird. Die Synchronschalteinheit 44 kann nach links, um das Zahnrad 33 mit der Vorgelegewelle 40 einzurücken, um den zweiten Gang einzulegen, oder nach rechts bewegt werden, um das Zahnrad 34 mit der Vorgelegewelle 40 einzurücken, um den dritten Gang einzulegen. Die Synchronschalteinheit 46 kann nach links, um das Zahnrad 35 mit der Vorgelegewelle 40 einzurücken, um den vierten Gang einzulegen, oder nach rechts bewegt werden, um das Zahnrad 36 mit der Vorgelegewelle 40 einzurücken, um den fünften Gang einzurücken.
Wie in Figur 2 dargestellt, weist jedes der Schaltlineale 70, 72 und 74 eine Kerbe 76 auf, wobei die Kerben 76 in den Schaltlinealen 70, 72 und 74 in Querrichtung der
Schaltlineale 70, 72 und 74 gefluchtet sind, wenn die Synchronschalteinheiten 42, 44 und 46 in einer zentralen, neutralen Position sind, in welcher keines der Zahnräder 32,
37; 33, 34; oder 35, 36, die jeder jeweiligen Synchronschalteinheit 42, 44 und 46 beigefügt ist, mit der Vorgelegewelle 40 eingerückt ist. Die Kerben 76 werden durch einen Schaltfinger 78 in Eingriff gebracht, welcher verschiebbar auf einer Welle 80, wobei die Achse der Welle 80 quer zur Längsachse der Schaltlineale 70, 72 und 74 liegt, angebracht ist. Die Welle 80 ist von rechteckigem Querschnitt, so dass Drehung derselben den Schaltfinger 78 in eine Ebene parallel zu den Längsachsen der
Schaltlineale 70, 72 und 74 dreht, wobei die Drehung des Schaltfingers 78, das Schaltlineal, mit welchem er in Eingriff steht, veranlasst, sich axial in eine Richtung oder die andere abhängig von der Drehrichtung zu bewegen.
Ein Mittel, wie zum Beispiel in der ebenfalls anhängigen Anmeldung WO 02/066870 offenbart, deren Offenbarungsgehalt in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung zum Zwecke der Bezugnahme darauf mitaufgenommen wird, ist für die Bewegung des Schaltfingers 78 axial zur Welle 80 vorgesehen, so dass er axial mit einem der Schaltlineale 70, 72 und 74 gefluchtet werden kann.
Wie in Figur 2 bis 7 dargestellt, wird die Welle 80 in eine Richtung oder die andere mittels eines Antriebsmechanismus gedreht, der ein Antriebsritzel 110 umfasst, welches antriebsfähig mit einem Antriebsmittel, zum Beispiel einen Elektromotor, durch die Antriebswelle 112 verbunden ist.
Das Antriebsritzel 110 kämmt mit einem Zahnradsegment 120, um eine begrenzte Winkeldrehung einer Abtriebswelle 80 in jede Richtung bereitzustellen.
Das Zahnradsegment 120 umfasst einen gezähnten Abschnitt 122, welcher konzentrisch mit einer axialen Bohrung 124 ist. Das Zahnradsegment 120 definiert auch eine sich axial erstreckende Aushöhlung 126 von segmentartigem Querschnitt. Die Öffnung 128 der Aushöhlung 126 ist teilweise kreisförmig, wobei sie koaxial mit der Bohrung 124 ist.
Die äußere gebogene Wand 130 der Aushöhlung 126 weist eine Umfangsnut 132 auf ihrem inneren Durchmesser auf, wobei der zentrale Abschnitt der Wände, welche die Nut 132 definieren, entfernt ist, um zwei Paare von Widerlagern 134 zu definieren, wobei die Widerlager 134 jedes Paares von Widerlagern benachbart zu den axial inneren und äußeren Begrenzungen der Aushöhlung 126 angeordnet sind.
Eine Federaufnahme 140 weist eine Zapfenausbildung 142 auf, welche drehbar in der Bohrung 124 des Zahnradsegments 120 steckt. Eine segmentförmige Flanschausbildung 144 ist am Ende des Zapfens 142 vorgesehen, wobei der segmentförmige Flansch 144 so dimensioniert ist, um innerhalb der Aushöhlung 126 angeordnet zu werden. Das Winkelmaß des segmentförmigen Flansches 144 ist geringer als jenes der Aushöhlung 126, um so eine relative Drehung des Federträgers 140 in Bezug auf das Zahnradsegment 120 zuzulassen.
Ein Paar Widerlager 146 sind auf dem Federträger 140 vorgesehen, wobei eine U- förmige Feder 148 zwischen den Widerlagern 146 angeordnet ist und die Feder 148 mit einer vorbestimmten Vorspannung zusammengedrückt ist. Die Widerlager 146 erstrecken sich in die Nut 132 in der Aushöhlung 126 und entsprechen in der Winkellage den Widerlagern 134, die durch die Wände der Nut 132 ausgebildet werden. Auf diese Weise greifen die Schenkel 150 der Feder 148, wenn sie in einer zentralen Position sind, wie in Figur 5 gezeigt, in die Widerlager 146 auf dem Federträger 140 und die Widerlager 132 auf dem Zahnradsegment 120 ein.
Um den Zusammenbau des Federträgers 140 in die Aushöhlung 126 zu erlauben, ist die obere Wand, welche die Nut 132 definiert, an einem Ende 136 weggeschnitten, so dass, wenn der Federträger 140 zu jenem Ende 132 gedreht wird, ein Wideriager 146 mit dem ausgeschnittenen Bereich am Ende 136 gefluchtet ist, während das andere Wideriager 146 mit dem zentralen ausgeschnittenen Abschnitt gefluchtet ist, wodurch der Federträger 140 axial in die Aushöhlung 126 eingeschoben und dann gedreht werden kann, so dass die Widerlager 146 in die Nut 132 eingreifen.
Eine Endplatte 152 ist so ausgelegt, um den Federträger 140 zu befestigen, um die Feder 148 in Position zu halten. Die Endplatte 152 weist ein Paar Widerlager 154 auf, welche auf den äußeren Oberflächen der Widerlager 146 auf dem Federträger 140 eingreifen, so dass die Widerlager 154 in die radialen Wände 156 der Aushöhlung 126 eingreifen, um die Winkelverdrehung des Federträgers 140 in Bezug auf das Zahnradsegment 120 zu begrenzen.
Die Welle 80 greift antriebsfähig in einen entsprechend geformten Schuh 162 im Zapfenabschnitt 142 des Federträgers 140 zur Drehung mit diesem ein.
Um die Schaltlineale 70, 72 und 74 axial zu bewegen, um eines der Zahnräder 32, 37; 33, 34; oder 35, 36, die diesen zugeordnet sind, einzurücken, wird der Schaltfinger 78 mit der entsprechenden Schaltstange 70, 72 oder 74 in Ausrichtung gebracht. Der Schaltfinger 78 wird dann in die eine oder in die andere Richtung mittels des Antriebsritzels 110 und des Zahnradsegments 120 gedreht, um das Schaltlineal 70, 72, 74 in die geeignete Richtung zu bewegen, um das erforderliche Zahnrad, das diesem zugeordnet ist, einzurücken. Die U-förmige Feder 148 ist zwischen den Widerlagern 146 auf dem Federträger 140 vorgespannt, so dass bei geringem Eingabedrehmoment der Antrieb vom Zahnradsegment 120, den Widerlagern 134 und den Schenkeln der Feder 148 auf die Widerlager 146 auf dem Federträger 140 und dadurch auf die Abtriebswelle 80 ohne lastbedingte Biegung der Feder 148 übertragen wird.
Wenn jedoch das Drehmoment, das auf das Zahnradsegment 120 angelegt wird, über die Vorspannung der "U"-Feder 148 ansteigt, drückt das Zahnradsegment 120 die "U"- Feder 148 zusammen, was eine relative Bewegung zwischen dem Zahnradsegment 120 und dem Federträger 140 bewirkt, wie in Figur 6 dargestellt. Die relative Bewegung zwischen dem Zahnradsegment 120 und dem Federträger 140 ist durch das Eingreifen des Widerlagers 154 gegen die Wand der Aushöhlung 126 begrenzt, wie in Figur 7 dargestellt. Das Zusammendrücken der Feder 148 federt dadurch das Eingreifen der Synchronschalteinheiten 42, 44 und 46 ab, wodurch Schaden durch das Anlegen übergroßer Belastungen an diesen vermieden wird.
Verschiedene Modifikationen können ohne Abweichen von der Erfindung gemacht werden, zum Beispiel während die Erfindung mit Bezug auf einen Gangauswahlmechanismus beschrieben worden ist, kann der Antrieb auch in anderen Anwendungen eingesetzt werden, wo begrenzte, sich im Winkel hin und her bewegende Antriebe, wie als Kupplungsbetätigungsmittel, erforderlich sind.
Während in der Ausführungsform, die mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben worden ist, die Feder 148 in Bezug auf die Abtriebswelle 80 angebracht ist und durch die Bewegung des Zahnradsegments 120 durchgebogen wird, wird man zu schätzen wissen, dass die Feder 148 alternativ auf dem Zahnradsegment 120 angebracht werden kann, so dass sie durch die Reaktion auf die Bewegung der Abtriebswelle 80 durchgebogen wird.
Während des Weiteren in der obigen Ausführungsform feststehende Anschläge durch die Wideriager 154 bereitgestellt sind, können alternativ einstellbare Anschläge, zum Beispiel Stellschrauben, bereitgestellt werden, die in Gewindelöchern durch die Wände 156 zum Eingreifen mit den Widerlagern 146 angeordnet sind. Die Abtriebswelle 80 kann von beliebigem, nicht kreisförmigem Querschnitt sein, welcher axiale Bewegung des Schaltfingers 78 zulässt, aber drehbare Bewegung auf diesen überträgt. Zum Beispiel kann die Abtriebswelle 80, zusätzlich dass sie rechteckigen Querschnitts ist, einen hexagonalen Querschnitt, einen mit Nuten versehenen oder nicht kreisförmigen Querschnitt mit einer Abflachung, die sich axial darauf erstreckt, aufweisen.
Während die obige Ausführungsform der Erfindung die Elastizität im Antriebsmechanismus eingesetzt wird, Belastungen abzufedern, die auf die von diesem angetriebenen Bauteile wirken, kann die Elastizität alternativ oder zusätzlich eingesetzt werden, die Bauteile in den Eingriff vorzuspannen.

Claims

Patentansprüche
1. Drehbarer Antrieb, umfassend ein Antriebs ritzel (110) und ein Zahnradsegment (120), das kämmend in das Antriebsritzel (110) eingreift, ein Element (140), das zur
Drehung koaxial zum Antriebssegment (120) angebracht ist, ein Federrnittel (148), das auf entweder dem Zahnradsegment (120) oder dem Element (140) angebracht ist, ein Wideriagermittel (134,146) auf dem jeweils anderen von Zahnradsegment (120) und Element (140), das mit dem Federrnittel (148) in Eingriff steht, um das Element (140) in eine mittige Position relativ zum Zahnradsegment (120) vorzuspannen, wobei das Federrnittel (148) eine rückstellende Kraft in Richtung der mittigen Position bei relativer Bewegung des Elements (140) in Bezug auf das Zahnradsegment (120) ausübt, und ein Anschlagmittel (154), das bereitgestellt ist, um die relative Bewegung des Elements (140) in Bezug auf das Zahnradsegment (120) in jede der beiden Richtungen weg von der mittigen Position zu begrenzen, wobei das Element (140) antriebsfähig mit einer Abtriebswelle (80) verbunden ist.
2. Drehbarer Antrieb nach Anspruch 1, in welchem das Element (140) einen Federträger umfasst, wobei die Feder in Bezug auf den Federträger angebracht ist und das Wideriagermittel (134) auf dem Zahnradsegment (120) für den Eingriff des
Federmittels (148) vorgesehen ist.
3. Drehbarer Antrieb nach Anspruch 2, in welchem das Federrnittel (148) "U"-förmig ausgebildet ist, wobei das Federrnittel (148) ein Paar Schenkel (150) aufweist, wobei die Schenkel (150) ihrerseits in die Widerlager (146) auf dem Federträger (140) eingreifen.
4. Drehbarer Antrieb nach Anspruch 3, in welchem das Federrnittel (146) auf einen vorbestimmten Wert vorbelastet ist, wenn die Schenkel (150) in die Widerlager auf dem Federträger (140) eingreifen.
5. Drehbarer Antrieb nach Anspruch 3 oder 4, in welchem der Federträger (140) eine Flanschausbildung (144) aus Segmentabschnitten aufweist, wobei die Flanschausbildung innerhalb einer bogenartigen Aushöhlung (126) angeordnet ist, die im Zahnradsegment vorgesehen ist, wobei das Winkelausmaß der Aushöhlung größer als jenes der Flanschausbildung (144) ist, um eine begrenzte Drehung der Flanschausbildung in der Aushöhlung (126) zuzulassen.
6. Drehbarer Antrieb nach Anspruch 5, in welchem eine äußere gebogene Wand (130) der Aushöhlung (126) eine Umfangsnutausformung (132) auf ihrem inneren Durchmesser aufweist, wobei ein zentraler Abschnitt der Wände, welche die Nutausbildung (132) definieren, entfernt ist, um zwei Paare von Widerlagern (134) zu definieren, wobei die Widerlager (134) die Enden der Schenkel (150) des
Federmittels (148) in Eingriff halten, ein Widerlager (134) jedes Paares auf jeder Seite der Wideriager (146) auf dem Federträger (140).
7. Drehbarer Antrieb nach Anspruch 6, in welchem die Widerlager (146) auf dem Federträger (140) in die Umfangsnutausformung (132) eingreifen.
8. Drehbarer Antrieb nach Anspruch 7, in welchem ein Endabschnitt der äußeren Wand, welche die Nutausformung (132) definiert, entfernt ist, um den axialen Einschub des Federträgers (140) in die Aushöhlung (126) zu erlauben, so dass die Widerlager (146) in die Nutausformung (132) eingreifen.
9. Drehbarer Antrieb nach jedem der Ansprüche 5 bis 8, in welchem eine Endplatte(152) an dem Federträger (140) befestigt ist, um das Federmittel (148) zurückzuhalten.
10. Drehbarer Antrieb nach Anspruch 9, in welchem ein Paar Widerlager (154) auf der Endplatte (152) so ausgelegt ist, um in die radialen Wände der Aushöhlung (126) einzugreifen, um die relative Drehung des Federträgers (140) relativ zum Zahnradabschnitt (120) zu begrenzen.
11. Drehbarer Antrieb nach Anspruch 10, in welchem die Widerlager (154) auf der Endplatte (152) in die äußeren Seiten der Wideriager (146) auf dem Federträger (140) eingreifen.
12. Drehbarer Antrieb, im Wesentlichen wie mit Bezugnahme auf und wie in Figur 2 bis 7a der begleitenden Zeichnungen beschrieben.
13. Schaltmechanismus für ein vielstufiges Getriebe, umfassend eine Mehrzahl von Schaltlinealen (70,72,74), einen Schaltfinger (78), der so ausgelegt ist, um in eine Kerbe (76) in jedem der Schaltlineale (70,72,74) einzugreifen, wobei Mittel bereitgestellt sind, um den Schaltfinger (78) quer zu den Schaltlinealen zu verschieben, um den Schaltfinger in Ausrichtung mit einer Kerbe (76) in einem der Schaltlineale (70,72,74) zu bringen, und einen drehbaren Antrieb, wie in jedem der
Ansprüche 1 bis 2 beansprucht, um den Schaltfinger (78) in eine Richtung oder die andere zu drehen und dadurch das Schaltlineal (70,72,74) axial in eine oder die andere Richtung zu bewegen, um ein Zahnrad, das dem Schaltlineal (70,72,74) beigefügt ist, einzurücken.
14. Schaltmechanismus nach Anspruch 13, in welchem die Abtriebswelle des drehbaren Antriebs quer zu den Schaltlinealen (70,72,74) angeordnet ist, wobei der Schaltfinger (78) auf der Abtriebswelle (80) so angebracht ist, dass er darauf gleitet, aber in Bezug darauf in Drehrichtung fixiert ist.
15. Schaltmechanismus nach Anspruch 14, in welchem die Abtriebswelle (80) von nicht kreisförmigem Querschnitt ist.
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