DE102011079170A1 - Shift fork for motor car change speed gearbox, has switching arm provided with switching mouth, which actuates fork body to be directly connected to outer jacket of guide pipe without thermal joining process - Google Patents
Shift fork for motor car change speed gearbox, has switching arm provided with switching mouth, which actuates fork body to be directly connected to outer jacket of guide pipe without thermal joining process Download PDFInfo
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Schaltgabel eines Kraftfahrzeugwechselgetriebes mit einem Gabelkörper zum Eingriff in eine Schaltmuffe, einem Führungsrohr mit einer Durchgangsausnehmung zur Führung einer Schaltstange und einem Schaltarm mit einem Schaltmaul, über das die Schaltgabel betätigbar ist.The invention relates to a shift fork of a motor vehicle change gear with a fork body for engagement in a shift sleeve, a guide tube with a through-hole for guiding a shift rod and a shift arm with a shift jaw, via which the shift fork is actuated.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Schalteinrichtungen für Zahnräderwechselgetriebe weisen häufig Schaltgabeln auf, die mit einer Schaltstange verbunden ist. Die Schaltgabeln greifen in der Regel formschlüssig in Schaltmuffen von Synchronisiereinrichtungen ein, mit denen über Kuppelelemente Losräder mit der Haupt- oder Vorgelegewelle kuppelbar sind.Shifting gears for change-speed gears often have shift forks, which is connected to a shift rod. The shift forks usually engage positively in shift sleeves of synchronizers with which idler gears with the main or countershaft can be coupled via coupling elements.
Häufig sind die Schaltgabeln drehstarr mit der Schaltstange verbunden. Alternativ dazu kann jedoch eine als Schaltschwinge geschaltete Schaltgabel axial verschiebbar und/oder verdrehbar zur Schaltstange angeordnet sein. Die Betätigung der Schaltgabel erfolgt dann mittels eines Schaltfingers, der formschlüssig in ein mit der Schaltgabel verbundenes Schaltmaul eines Schaltarms eingreift und eine Verschiebung der Schaltgabel ermöglicht.Often the shift forks are torsionally rigid connected to the shift rod. Alternatively, however, may be arranged axially displaceable and / or rotatable to the shift rod as a switching rocker shift fork. The actuation of the shift fork is then by means of a shift finger, which engages positively in a connected to the shift fork shift jaw of a shift arm and allows a shift of the shift fork.
Die geschalteten Gänge und die Neutralstellung werden mittels einer Schaltarretierung gehalten, durch die die Position der Schaltgabel durch ein Zusammenwirken mit einem meist an der Schaltstange angeordneten Rastgebirge eines Rastelements fixiert wird.The switched gears and the neutral position are held by means of a shift lock, by which the position of the shift fork is fixed by cooperation with a usually arranged on the shift rod latching mountains of a locking element.
Der Grundkörper der Schaltgabel ist zumeist ein durch Kaltumformen aus Blech hergestelltes Formteil. Das Formteil ist gabelförmig mit zwei zueinander beabstandeten Gabelenden ausgeführt. Mit der Schaltstange ist die Schaltgabel in der Regel über eine Nabe verbunden, die häufig als zylindrisches Führungsrohr ausgebildet ist und eine meist als koaxiales Führungsloch bzw. Durchgangsbohrung ausgebildete Aufnahme aufweist, mit der sie auf der Schaltstange befestigt ist.The main body of the shift fork is usually a formed by cold forming of sheet metal molding. The molded part is fork-shaped with two spaced fork ends. With the shift rod, the shift fork is usually connected via a hub, which is often formed as a cylindrical guide tube and has a usually designed as a coaxial guide hole or through hole recording, with which it is mounted on the shift rod.
Die Befestigung der Schaltgabel und des Schaltarms mit der Nabe erfolgt in der Regel mittels eines thermischen Fügeverfahrens, wie etwa Schweißen oder Aufpressen.The attachment of the shift fork and the switching arm with the hub is usually carried out by means of a thermal joining method, such as welding or pressing.
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Thermische Fügeverfahren leiten jedoch Wärme in die Bauteile ein und können besonders bei dünnen Bauteilen zu einem Verzug führen. Wenn die Verbindung mittels eines Schweißverfahrens herbeigeführt wird, sind desweiteren häufig spezielle Schweißanlagen nötig, deren Anschaffung mit hohen Kosten verbunden ist. Außerdem schränken thermische Fügeverfahren die zur Herstellung der Schaltgabel geeigneten Werkstoffe ein, da diese schweißgeeignet sein müssen bzw. im Falle eines Aufpressverfahrens bestimmte Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen müssen.However, thermal joining processes introduce heat into the components and can lead to distortion, especially with thin components. Furthermore, when the connection is made by means of a welding process, special welding installations are often required, the purchase of which entails high costs. In addition, thermal joining methods limit the materials suitable for producing the shift fork, since they must be suitable for welding or, in the case of a pressing-on process, must have certain thermal expansion coefficients.
Zur Lösung schlägt
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine alternative Möglichkeit zur Verbindung von Schaltgabel und Schaltarm bereitzustellen, die die voranstehend beschriebenen Nachteile vermeidet und darüber hinaus nur einen geringen Zeit- und Kostenaufwand erfordert.The invention is therefore an object of the invention to provide an alternative way to connect the shift fork and switching arm, which avoids the disadvantages described above and also requires only a small amount of time and cost.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltgabel nach Anspruch 1 gelöst. Das Führungsrohr und der Gabelkörper als Grundkörper der Schaltgabel in Gabelform sind zunächst separat hergestellte Einzelteile. Erfindungsgemäß wird der Gabelkörper auf dem Außenumfang des Führungsrohrs angeordnet und dort form- oder kraftschlüssig gesichert. Durch den Verzicht auf Schweißverfahren oder sonstige thermische Fügeverfahren wird nicht nur ein Verzug der Bauteile vermieden, sondern diese können auch prozesstechnisch schnell miteinander verbunden werden.The object is achieved by a shift fork according to
Ist das Führungsrohr vergleichsweise dünnwandig, können der Grundkörper und das Führungsrohr verprägt werden. Das Führungsrohr kann alternativ auch mit dem Grundkörper verstemmt werden. Ebenfalls vorgesehen sind weitere Fügeverfahren ohne Temperatureinwirkung wie Toxen oder Vernieten.If the guide tube is comparatively thin-walled, the base body and the guide tube can be embossed. The guide tube can Alternatively be caulked with the body. Also provided are further joining methods without exposure to temperature, such as toxins or riveting.
Die Schaltstange kann als lediglich linear verschiebbares Stellelement oder als verdrehbare und ggf. zusätzlich verschiebbare Schaltwelle ausgebildet sein. Sie weist im einfachsten Fall einen kreisförmiges Außenprofil auf. Eine als Schaltschiene aus einem dicken Blech gestanzte Schaltstange weist ein Rechteckaußenprofil auf. Auch andere Außenprofile sind denkbar.The switching rod can be designed as a merely linearly displaceable actuator or as a rotatable and possibly additionally displaceable switching shaft. It has in the simplest case a circular outer profile. A as a shift rail punched from a thick plate shift rod has a rectangular outer profile. Other external profiles are conceivable.
Die Anordnung auf der Schaltstange erhöht die Stabilität der Schaltgabel zusätzlich.The arrangement on the shift rod increases the stability of the shift fork in addition.
Das Führungsrohr umgibt die Schaltstange radial vollständig. Dazu weist es eine Durchgangsausnehmung für die Schaltstange auf, die ringförmig gestaltet ist. Es ist im Vergleich zum Gabelkörper vorzugsweise massiv ausgebildet und beispielsweise durch Walzen auf einem Dorn gefertigt.The guide tube surrounds the shift rod radially completely. For this purpose, it has a passage recess for the shift rod, which is designed annular. It is preferably solid compared to the fork body and manufactured for example by rolling on a mandrel.
Für vergleichsweise massive Führungsrohre ist vorgesehen, dass diese im Längsschnitt gesehen ein stufenförmiges Profil aufweisen. Der Grundkörper und gegebenenfalls weitere Bauteile der Schaltgabel werden auf das Führungsrohr einzeln oder gemeinsam aufgeschoben. Die Stufe auf der Außenmantelfläche bildet einen Anschlag für die aufgeschobenen Bauteile. Nach dem Aufschieben können diese stirnseitig durch ein Verbördeln der Stirnseite des Führungsrohres gesichert werden.For comparatively massive guide tubes is provided that these have seen in longitudinal section a step-shaped profile. The main body and optionally other components of the shift fork are pushed onto the guide tube individually or together. The step on the outer circumferential surface forms a stop for the pushed-on components. After being pushed, these can be secured on the face side by crimping the end face of the guide tube.
In einer Ausbildung der Erfindung ist die Durchgangsausnehmung des Führungsrohrs komplementär zum Schaltstangenaußenprofil ausgebildet. Dadurch kann die Schaltgabel mit dem Führungsrohr direkt mit der Schaltstange sicher verbunden werden. Das Führungsrohr kann dazu auf die Schaltstange aufgeschrumpft werden.In one embodiment of the invention, the through-passage of the guide tube is formed complementary to the shift rod outer profile. This allows the shift fork to be securely connected to the guide tube directly to the shift rod. The guide tube can be shrunk onto the shift rod.
Weicht das Schaltstangenaußenprofil von einer kreisförmigen Außenkontur ab, ist die Schaltgabel zusätzlich formschlüssig auf der Schaltstange gesichert. Zusätzlich ist es dadurch möglich, die Schaltgabel auf der Schaltstange unter einem vorbestimmten Winkel zu befestigen. Die Montage ist durch die Anordnung des Verbundes der Schaltgabel mit der Schaltstange vorgeben, und eine Fehlmontage wird vermieden.If the shift rod outer profile deviates from a circular outer contour, the shift fork is additionally secured in a form-fitting manner on the shift rod. In addition, it is thereby possible to fix the shift fork on the shift rod at a predetermined angle. The assembly is determined by the arrangement of the composite of the shift fork with the shift rod, and incorrect assembly is avoided.
In einer anderen Ausbildung sind in der Durchgangsausnehmung des Führungsrohrs Gleitlagerbuchsen oder Wälzlager aufgenommen. Diese können in der Durchgangsausnehmung verpresst sein. Die Buchsen oder Lager können auch eine Adapterfunktion übernehmen, so dass die Durchgangsausnehmung und die Außenkontur eine unterschiedliche Größe und/oder unterschiedliche Form aufweisen können.In another embodiment, plain bearing bushings or roller bearings are received in the through-passage of the guide tube. These can be pressed in the through-hole. The bushes or bearings can also take on an adapter function, so that the through-hole and the outer contour can have a different size and / or different shape.
Am Führungsrohr stützt sich der Gabelkörper ab. Zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung ist es vorteilhaft, wenn das Führungsrohr keine konturlose, zylindrische Außenmantelfläche aufweist sondern eine oder mehrere Abflachungen, Anschläge, Nuten oder anderweitige Vorsprünge für den Gabelkörper. Aber auch eine zylindersymmetrische Mantelfläche kann formschlüssig gesichert werden, indem der Gabelkörper das Führungsrohr auf seiner axialen Länge umgreift. Alternativ ist eine kraftschlüssige Verbindung denkbar, die beispielsweise über ein das Führungsrohr radial umgreifenden Ring den Gabelkörper anbindet.On the guide tube, the fork body is supported. To produce a positive connection, it is advantageous if the guide tube has no contourless, cylindrical outer circumferential surface but one or more flats, stops, grooves or other protrusions for the fork body. But even a cylindrically symmetrical lateral surface can be secured positively by the fork body engages around the guide tube on its axial length. Alternatively, a non-positive connection is conceivable that binds the fork body, for example, via a ring radially encompassing the guide tube.
In einer Variante der Erfindung stützt sich neben dem Gabelkörper ebenfalls der Schaltarm am Führungsrohr ab. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Abstützen des Schaltarms am Führungsrohr so erfolgt, dass beim Betätigen der Schaltgabel die Verbindung zwischen dem Gabelkörper und dem Führungsrohr entlastet wird. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass ein Teil des Schaltarms sich axial direkt am Führungsrohr und in seiner entgegengesetzten Richtung über einen Teil des Gabelkörpers abstützt, der sich seinerseits in Betätigungsrichtung am Führungsrohr abstützt. Dadurch ist sichergestellt, dass beidseits der Radialebene des Gabelkörpers nahezu die gleiche Zug- bzw. Druckbelastung auf den Gabelkörper ausgeübt wird, was die Verbindung zwischen dem Führungsrohr und dem Grundkörper entlastet.In a variant of the invention, in addition to the fork body also the switching arm is supported on the guide tube. It is particularly advantageous if the support of the switching arm on the guide tube is such that the connection between the fork body and the guide tube is relieved when the shift fork is actuated. This is achieved for example in that a part of the switching arm is supported axially directly on the guide tube and in its opposite direction over a portion of the fork body, which in turn is supported in the actuating direction on the guide tube. This ensures that on both sides of the radial plane of the fork body almost the same tensile or compressive load is exerted on the fork body, which relieves the connection between the guide tube and the main body.
Zur Entlastung der Verbindungen zwischen den Bauteilen ist es vorteilhaft, den Schaltarm als ein Winkelbauteil auszubilden. Der das Schaltmaul am Führungsrohr abstützende Anbindungsbereich des Winkelbauteils liegt dann in einer anderen Ebene als der Bereich, der das Schaltmaul trägt. Zweckmäßig, aber nicht erforderlich ist, dass der Winkel zwischen diesen Bereichen als rechter Winkel ausgebildet ist. Die Bewegung des Schaltmauls erfolgt in dieser Ausführungsform vorzugsweise ebenso wie die der Schaltgabel in Axialrichtung.To relieve the connections between the components, it is advantageous to form the switching arm as an angular component. The connection area of the angle component supporting the shift jaw on the guide tube then lies in a different plane than the area which carries the shift jaw. Expedient, but not required, is that the angle between these areas is formed as a right angle. The movement of the shift jaw in this embodiment is preferably the same as that of the shift fork in the axial direction.
In einer weiteren Ausgestaltung weist der als Winkelbauteil ausgebildete Schaltarm in seinem Anbindungsbereich eine ringförmige Aussparung auf, die das Führungsrohr in Umfangsrichtung umgibt. Es ist vorzugsweise als Blechbiege- oder stanzteil gefertigt. Die Aussparung ist nahe an der Biegekante des Winkelbauteils angeordnet, um die durch das Einleiten der Schaltkraft bedingten Hebelkräfte möglichst klein zu halten und dadurch im Betrieb ein Verbiegen des Schaltarms zu verhindern. Die räumlich nahe Anordnung der Aussparung an der Biegekante ist für die Maßhaltigkeit des Schaltarms allerdings nachteilig, da sich die an die Biegekante angrenzenden Bereiche durch das Biegen ebenfalls verformen. Dieser Effekt ist desto ausgeprägter, je näher Teile der Aussparung von der Biegekante entfernt sind und führt daher zu einer Deformation der Aussparung. Um diesen Verformungseffekt auszugleichen ist in einer weiteren Variante vorgesehen, die Aussparung im ebenen Zustand des Schaltarms in einer von der endgültigen Form abweichenden Kontur einzubringen.In a further embodiment, the switching arm embodied as an angle component has in its connection region an annular recess which surrounds the guide tube in the circumferential direction. It is preferably made as a sheet metal or stamped part. The recess is arranged close to the bending edge of the angular component in order to keep the lever forces caused by the initiation of the switching force as small as possible and thereby prevent bending of the switching arm during operation. However, the spatially close arrangement of the recess on the bending edge is disadvantageous for the dimensional accuracy of the switching arm, since the adjacent to the bending edge Deform areas by bending as well. This effect is the more pronounced, the closer parts of the recess are removed from the bending edge and therefore leads to a deformation of the recess. To compensate for this deformation effect is provided in a further variant to bring the recess in the flat state of the switching arm in a deviating from the final shape contour.
In besonders einfacher Weise kann die Aussparung in Teilen oder insgesamt größer gewählt werden als im ungebogenen Zustand für das Führungsrohr erforderlich wäre. Der Schaltarm wird dann im verformten Zustand durch einen hinreichend breiten Bördelrand, der die Ränder der Aussparung kraftschlüssig sichert, dennoch sicher gehalten.In a particularly simple manner, the recess can be selected in parts or in total larger than would be required in the unbent state for the guide tube. The switching arm is then held securely in the deformed state by a sufficiently wide flanged edge, which frictionally secures the edges of the recess.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to drawings. Show it:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die
Der Gabelkörper
Das Führungsrohr
Die Führungsaussparung
Der Schaltarm
Der zweite Winkelabschnitt
In das Führungsrohr
Um den Schaltarm
Die Sicherung des Schaltarms
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schaltgabelshift fork
- 22
- Gabelkörperfork body
- 33
- Führungsrohrguide tube
- 44
- Schaltarmshifting
- 55
- Gabelendefork end
- 66
- Gabelendefork end
- 77
- Führungguide
- 88th
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 99
- Außenmantelouter sheath
- 1010
- Durchgangsausnehmungthrough recess
- 1111
- Nutgroove
- 1212
- Nutwandgroove wall
- 1313
- Nutwandgroove wall
- 1414
- Schaltmaulshift mouthpiece
- 1515
- Führungsaussparungguide recess
- 1616
- BasisBase
- 1717
- Aussparungrecess
- 1818
- erster Winkelabschnittfirst angle section
- 1919
- zweiter Winkelabschnittsecond angle section
- 2020
- SchaltmaulabschnittShift mouthpiece section
- 2121
- FreistanzungFree punch
- 2222
- Zapfenspigot
- 2323
- Biegekantebending edge
- 2424
- Laufhülserunning sleeve
- 2525
- Teilbereichsubregion
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102005039752 A1 [0007] DE 102005039752 A1 [0007]
- DE 102004062584 A1 [0008] DE 102004062584 A1 [0008]
- DE 102007027788 A1 [0010] DE 102007027788 A1 [0010]
- DE 102006004933 A1 [0010] DE 102006004933 A1 [0010]
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- 2011-07-14 DE DE201110079170 patent/DE102011079170A1/en not_active Withdrawn
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