DE102018109012A1 - Shift fork for a transmission of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Schaltgabel (10) für ein Getriebe eines Fahrzeugs, aufweisend einen Grundkörper (20) mit einer Durchgangsöffnung (30) zur Aufnahme einer Schaltwalze des Getriebes sowie einen ersten Gabelarm (40) mit einem ersten Greifabschnitt (42) und einen zweiten Gabelarm (50) mit einem zweiten Greifabschnitt (52) zum Eingreifen in ein Getriebeelement des Getriebes, wobei der Grundkörper (20) wenigstens einen Versteifungsabschnitt (60) zur mechanischen Stabilisierung aufweist und wobei weiter der Grundkörper (20) integral ausgebildet und additiv gefertigt ist.Shift fork (10) for a transmission of a vehicle, comprising a main body (20) with a through hole (30) for receiving a shift drum of the transmission and a first fork arm (40) with a first gripping portion (42) and a second fork arm (50) with a second gripping portion (52) for engaging in a transmission element of the transmission, wherein the base body (20) has at least one stiffening portion (60) for mechanical stabilization and further wherein the base body (20) is integrally formed and made additive.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltgabel für ein Getriebe eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren für die Herstellung einer solchen Schaltgabel.The present invention relates to a shift fork for a transmission of a vehicle and a method for the production of such a shift fork.

Es ist bekannt, dass in Getrieben von Fahrzeugen einzelne Getriebeelemente, welche insbesondere als Zahnräder oder Zahnritzel ausgebildet sind, hinsichtlich eines Schaltvorgangs in unterschiedliche Schaltpositionen bewegt werden müssen. Üblicherweise wird dies mithilfe von Schaltgabeln durchgeführt, welche eine Bewegungsübertragung von einer zentralen Schaltwalze auf die einzelnen Getriebeelemente zur Verfügung stellen.It is known that in transmissions of vehicles individual transmission elements, which are designed in particular as gears or sprockets, must be moved with respect to a switching operation in different switching positions. Usually, this is done by means of shift forks, which provide a motion transmission from a central shift drum on the individual transmission elements available.

Nachteilhaft bei den bekannten Schaltgabeln ist es, dass diese relativ aufwendig hergestellt werden müssen, und hinsichtlich ihrer Einsatzfunktionalität begrenzt sind. Sie sind üblicherweise geschmiedet oder mittels einem Fräsverfahren hergestellt, so dass die Fertigung darüber hinaus relativ kostenintensiv ist. Nicht zuletzt wird durch die bekannten Fertigungsverfahren das Gewicht der bekannten Schaltgabeln deutlich erhöht.A disadvantage of the known shift forks is that they must be made relatively expensive, and are limited in terms of their deployment functionality. They are usually forged or manufactured by means of a milling process, so that the production is also relatively expensive. Not least, the weight of the known shift forks is significantly increased by the known manufacturing processes.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise das Gewicht der Schaltgabel zu reduzieren bei gleichbleibender oder besserer mechanischer Stabilität.It is an object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages described above. In particular, it is an object of the present invention to reduce the weight of the shift fork in a cost effective and simple manner while maintaining or improving the mechanical stability.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltgabel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schaltgabel beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The above object is achieved by a shift fork with the features of claim 1 and a method having the features of claim 10. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the shift fork according to the invention apply, of course, also in connection with the inventive method and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or can be.

Erfindungsgemäß ist eine Schaltgabel für ein Getriebe eines Fahrzeugs vorgesehen, welche einen Grundkörper mit einer Durchgangsöffnung zur Aufnahme einer Schaltwalze eines Getriebes aufweist. Darüber hinaus ist der Grundkörper mit einem ersten Gabelarm mit einem ersten Greifabschnitt ausgestattet. Zusätzlich weist der Grundkörper noch einen zweiten Gabelarm mit einem zweiten Greifabschnitt auf. Die beiden Greifabschnitte dienen dem Eingreifen in ein Getriebeelement des Getriebes. Dabei weist der Grundkörper wenigstens einen Versteifungsabschnitt zur mechanischen Stabilisierung auf und ist integral ausgebildet sowie in additiver Weise gefertigt.According to the invention, a shift fork for a transmission of a vehicle is provided, which has a main body with a passage opening for receiving a shift drum of a transmission. In addition, the main body is equipped with a first fork arm with a first gripping portion. In addition, the main body still has a second fork arm with a second gripping portion. The two gripping portions are used to engage in a transmission element of the transmission. In this case, the base body has at least one stiffening section for mechanical stabilization and is integrally formed and manufactured in an additive manner.

Eine erfindungsgemäße Schaltgabel basiert also auf der grundsätzlichen Funktionalität bekannter Schaltgabeln. Um diese zu erfüllen, ist er mit einer Durchgangsöffnung ausgestattet, welche eine Schaltwalze aufnehmen und auf diese Weise die gewünschte Bewegungsvorgabe der Schaltwalze aufnehmen kann. Um diese Bewegungsvorgabe der Schaltwalze auch an ein Getriebeelement weiterzugeben, welches zum Beispiel als Getrieberitzel oder Getrieberad ausgebildet sein kann, sind zwei Gabelarme vorgesehen. Die beiden Gabelarme greifen mit ihrem jeweiligen Greifabschnitt in einen entsprechenden Gegengreifabschnitt des Getriebeelementes, zum Beispiel in Form einer umlaufenden Eingreifnut, ein. Wird nun in bekannter Weise die Schaltwalze für die Durchführung eines Schaltvorgangs bewegt, so kann diese Bewegungsvorgabe über die Schaltgabel und insbesondere über die beiden Gabelarme in eine Bewegungsfolge des Getriebeelementes übersetzt werden.A shift fork according to the invention is thus based on the basic functionality of known shift forks. To meet this, it is equipped with a through hole which can receive a shift drum and can record in this way the desired movement specification of the shift drum. In order to pass on this movement specification of the shift drum to a transmission element, which may be formed, for example, as a transmission gear or gear, two fork arms are provided. The two fork arms engage with their respective gripping portion in a corresponding counter gripping portion of the transmission element, for example in the form of a circumferential engagement groove, a. Now, if the shift drum is moved in a known manner for the implementation of a switching operation, this movement specification can be translated via the shift fork and in particular via the two fork arms in a sequence of movement of the transmission element.

Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist es nun, dass die Schaltgabel einen Grundkörper aufweist, welcher in integraler Weise ausgebildet ist. Das bedeutet, dass insbesondere die Hauptfunktionselemente, also die beiden Gabelarme mit den beiden Greifabschnitten, die Durchgangsöffnungen und der wenigstens ein Versteifungsabschnitt integral bzw. monolithisch bzw. einstückig mit dem Grundkörper als dieser Grundkörper ausgebildet sind. Um diese integrale Ausgestaltung des Grundkörpers einfach und kostengünstig gewährleisten zu können, ist ein weiterer Kerngedanke einer erfindungsgemäßen Schaltgabel, dass diese in additive Weise gefertigt ist.A core idea of the present invention is now that the shift fork has a base body, which is formed in an integral manner. This means that in particular the main functional elements, ie the two fork arms with the two gripping sections, the passage openings and the at least one stiffening section are formed integrally or monolithically or integrally with the main body as this main body. In order to be able to ensure simple and cost-effective this integral embodiment of the basic body, another core idea of a shift fork according to the invention is that it is manufactured in an additive manner.

Unter einer additiven Fertigung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein sogenanntes aufbauendes Verfahren zu verstehen. Dieses unterscheidet sich insbesondere von abbauenden bzw. spanenden Verfahren, wie sie zum Beispiel im Fräsvorgang für bekannte Schaltgabeln zum Einsatz kommen. Des Weiteren unterscheiden sich additive Fertigungsverfahren im Sinne der vorliegenden Erfindung von formverändernden Fertigungsverfahren, wie dies zum Beispiel Schmiedeverfahren sind. Additive Fertigungsverfahren sind insbesondere sogenannte 3-D-Druckverfahren, welche schichtweise oder in matrixförmiger Weise punktförmig einen additiven und aufbauenden Fertigungscharakter für einen solchen Grundkörper zur Verfügung stellen können.For the purposes of the present invention, additive manufacturing means a so-called constituent process. This differs in particular from degrading or cutting methods, as they are used, for example, in the milling process for known shift forks. Furthermore, additive manufacturing processes in the sense of the present invention differ from shape-changing production processes, such as, for example, forging processes. Additive manufacturing processes are in particular so-called 3-D printing processes, which can provide a layered or matrix-like additive and constructive production character for such a body in layers.

Dabei ist darauf hinzuweisen, dass durch die additive Fertigung im Wesentlichen eine freie Materialwahl besteht. Um die gewünschte Widerstandsfähigkeit und auch die mechanische Stabilität gewährleisten zu können, wird, wie dies später noch näher erläutert wird, als Material für den Grundkörper in der additiven Fertigung vorzugsweise ein Metallmaterial eingesetzt.It should be pointed out that the additive production essentially means a free choice of material. In order to ensure the desired resistance and also the mechanical stability, as will be explained later, as a material for the main body in the additive manufacturing preferably a metal material used.

Durch die Korrelation einer additiven Fertigung mit einem integral ausgebildeten Grundkörper kann über den Versteifungsabschnitt nun die gewünschte mechanische Stabilisierung eindeutig und definiert eingestellt werden. Der Versteifungsabschnitt dient also im Wesentlichen ausschließlich der mechanischen Stabilisierung des Grundkörpers. Die mechanische Stabilisierung bezieht sich dabei insbesondere auf die auftretenden Kräfte zwischen den anderen Funktionsabschnitten, also der Durchgangsöffnung und den beiden Gabelarmen. Insbesondere erfolgt die mechanische Stabilisierung gegen das Spreizverhalten bzw. das Aufspreizen der beiden Gabelarme voneinander weg unter mechanischer Belastung.By correlating an additive manufacturing with an integrally formed base body, the desired mechanical stabilization can now be set clearly and defined via the stiffening section. The stiffening section thus essentially serves exclusively for the mechanical stabilization of the base body. The mechanical stabilization relates in particular to the forces occurring between the other functional sections, ie the passage opening and the two fork arms. In particular, the mechanical stabilization takes place against the spreading behavior or the spreading of the two fork arms away from each other under mechanical stress.

Dadurch, dass eine additive Fertigung für einen integralen Grundkörper eingesetzt werden kann, kann nun eine flexible konstruktive Ausgestaltung des Grundkörpers und damit ein hoher konstruktiver Freiheitsgrad bei der Ausgestaltung der Schaltgabel bzw. des Grundkörpers zugrunde gelegt werden. Somit kann vorzugsweise der Versteifungsabschnitt ausschließlich für die mechanische Stabilisierung ausgelegt werden, während die Durchgangsöffnung und die beiden Gabelarme sich ausschließlich auf ihre jeweilige Funktion hinsichtlich der konstruktiven Auslegung konzentrieren können. Diese Möglichkeit der erhöhten Flexibilität in der Fertigung des Grundkörpers erlaubt es nun, spezifische Teilabschnitte der Schaltgabel so auszugestalten, dass sie hinsichtlich ihrer Funktion optimiert und gleichzeitig hinsichtlich ihres Gewichtes bzw. hinsichtlich ihres Platzbedarfes reduziert sind.The fact that an additive manufacturing can be used for an integral base body, can now be based on a flexible structural design of the body and thus a high degree of constructive freedom in the design of the shift fork or the main body. Thus, preferably, the stiffening portion can be designed exclusively for mechanical stabilization, while the through hole and the two fork arms can focus exclusively on their respective function in terms of structural design. This possibility of increased flexibility in the production of the base body now makes it possible to design specific sections of the shift fork so that they are optimized in terms of their function and simultaneously reduced in terms of their weight or in terms of their space requirements.

Somit kann eine erfindungsgemäße Schaltgabel nun ausgehend von den bekannten Lösungen für Schaltgabeln eine Reduktion des Gewichts und/oder eine Verbesserung der mechanischen Stabilisierung mit sich bringen, ohne hinsichtlich zusätzlicher Kosten negativ die Schaltgabel zu beeinflussen.Thus, a shift fork according to the invention can now, starting from the known solutions for shift forks, bring about a reduction in weight and / or an improvement in the mechanical stabilization without adversely affecting the shift fork in terms of additional costs.

Um gewisse Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, kann es dabei vorteilhaft sein, wenn die mechanische Stabilität mit einem Sicherheitsfaktor belegt wird. Darunter ist die maximal notwendige Belastbarkeit zu verstehen, welche mit diesem Sicherheitsfaktor multipliziert wird. Wird also eine maximal notwendige Belastbarkeit vorgegeben, so wird bei der konstruktiven Auslegung der Schaltgabel für die additive Fertigung des Grundkörpers eine um diesen Sicherheitsfaktor erhöhte mechanische Stabilität, insbesondere für den Versteifungsabschnitt, vorgegeben. Vorteilhaft ist es, wenn die Sicherheit für die mechanische Stabilität dabei größer als ein Sicherheitsfaktor von 1,6, insbesondere größer als ein Sicherheitsfaktor von 2,0 ist.To meet certain safety requirements, it may be advantageous if the mechanical stability is assigned a safety factor. This is the maximum load capacity to be understood, which is multiplied by this safety factor. Thus, if a maximum necessary load capacity is specified, the mechanical design stability of the shift fork for the additive production of the base body is increased by this safety factor, in particular for the stiffening section. It is advantageous if the security for mechanical stability is greater than a safety factor of 1.6, in particular greater than a safety factor of 2.0.

Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Schaltgabel der Grundkörper wenigstens einen Ölkanal aufweist mit einer ersten Kanalöffnung im Bereich der Durchgangsöffnung und einer zweiten Kanalöffnung im Bereich wenigstens einer der beiden Greifabschnitte der beiden Gabelarme. An den beiden Greifabschnitten sowie an der Durchgangsöffnung finden Relativbewegungen zwischen dem Grundkörper und den benachbarten Bauteilen statt. In der Durchgangsöffnung findet eine Relativbewegung zwischen der Innenwandung dieser Durchgangsöffnung einerseits und der Schaltwalze andererseits statt. Bei der Übertragung der Bewegungsvorgabe über die Greifabschnitte findet wiederum eine Relativbewegung, insbesondere in gleitender Weise, zwischen diesen Greifabschnitten und entsprechenden Gegengreifabschnitten des Getriebeelementes statt. Um bei diesen Relativbewegungen den Verschleiß zu reduzieren und gleichzeitig Reibungsverluste zu minimieren, ist üblicherweise ein Getriebe mit einer Ölschmierung ausgestattet. Üblicherweise liegt ein Getriebe vollständig im Öl, so dass es nur noch darauf ankommt, dass sich das Öl für seine schmierende Funktionalität auch an den zu schmierenden Flächen befindet. Um dies zu gewährleisten, ist nun bei dieser Ausführungsform der Ölkanal vorgesehen, welcher eine fluidkommunizierende Verbindung über die beiden Kanalöffnungen und über den Ölkanal selbst zwischen der Durchgangsöffnung einerseits und den beiden Greifabschnitten zur Verfügung stellt.It may be advantageous if, in a shift fork according to the invention, the base body has at least one oil channel with a first channel opening in the region of the through opening and a second channel opening in the region of at least one of the two gripping sections of the two fork arms. At the two gripping portions and at the passage opening relative movements take place between the base body and the adjacent components. In the passage opening there is a relative movement between the inner wall of this passage opening on the one hand and the shift drum on the other hand. In the transmission of the movement specification on the gripping portions in turn takes place a relative movement, in particular in a sliding manner, between these gripping portions and corresponding counter gripping portions of the transmission element. In order to reduce wear during these relative movements and at the same time to minimize friction losses, a gear is usually equipped with oil lubrication. Usually, a transmission is completely in the oil, so that it is only important that the oil for its lubricating functionality is also on the surfaces to be lubricated. To ensure this, the oil passage is now provided in this embodiment, which provides a fluid-communicating connection via the two channel openings and the oil passage itself between the passage opening on the one hand and the two gripping sections.

Bei der Ausführungsform gemäß dem voranstehenden Absatz kann es von Vorteil sein, wenn der Ölkanal bei jedem Greifabschnitt eine zweite Kanalöffnung aufweist und zwischen den zweiten Kanalöffnungen und der ersten Kanalöffnung ein Verzweigungsabschnitt vorgesehen ist. Der Ölkanal teilt sich also in zwei Kanalabschnitte auf, wobei der erste Kanalabschnitt in die zweite Kanalöffnung des ersten Greifabschnittes mündet, während der zweite Kanalabschnitt in die zweite Kanalöffnung des zweiten Greifabschnitts mündet. Ein kurzer dritter Kanalabschnitt ausgehend von diesem Verzweigungsabschnitt führt zur ersten Kanalöffnung in der Durchgangsöffnung. Dieser relativ komplexe Aufbau des Ölkanals wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass es sich um den erfindungsgemäßen Kerngedanken einer additiv gefertigten und integral ausgebildeten Bauweise des Grundkörpers handelt. Der notwendige Bauraum für das Gesamtsystem der Schaltgabel kann auf diese Weise weiter reduziert werden.In the embodiment according to the preceding paragraph, it may be advantageous if the oil channel has a second channel opening in each gripping section and a branch section is provided between the second channel openings and the first channel opening. Thus, the oil channel is divided into two channel sections, wherein the first channel section opens into the second channel opening of the first gripping section, while the second channel section opens into the second channel opening of the second gripping section. A short third channel section starting from this branching section leads to the first channel opening in the passage opening. This relatively complex structure of the oil channel is made possible in particular by the fact that it is the core idea according to the invention of an additively manufactured and integrally formed construction of the base body. The necessary space for the entire system of the shift fork can be further reduced in this way.

Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Schaltgabel der wenigstens eine Versteifungsabschnitt rippenförmig und/oder wangenförmig an dem Grundkörper ausgebildet ist. Unter einer rippenförmigen und/oder wangenförmigen Ausbildung kann auch eine entsprechende freie Rippe bzw. eine freie Wange verstanden werden, welche also als Versteifungsarm ausgebildet sein kann. Die Ausrichtung eines Versteifungsabschnittes in rippenförmiger bzw. am Rand in wangenförmiger Weise führt zu einer Verbesserung der mechanischen Stabilisierungswirkung bei reduziertem Gewicht. Somit kann unter Beibehaltung bekannter Gewichtsvorgaben oder sogar unter Reduktion der bekannten Gewichtsvorgaben die mechanische Stabilität bei einer erfindungsgemäßen Schaltgabel weiter gesteigert werden.It may also be advantageous if, in the case of a shift fork according to the invention, the at least one stiffening section is designed in the shape of a rib and / or cheek-shaped on the main body. Under a rib-shaped and / or cheek-shaped training can also be a corresponding free rib or a free cheek be understood, which may thus be formed as a stiffening. The alignment of a stiffening portion in rib-shaped or on the edge in cheek-shaped manner leads to an improvement of the mechanical stabilization effect with reduced weight. Thus, while maintaining known weight specifications or even with reduction of the known weight specifications, the mechanical stability in a shift fork according to the invention can be further increased.

Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Schaltgabel der Versteifungsabschnitt eine Erstreckung quer oder im Wesentlichen quer zu einer Greifebene aufweist, welche durch die beiden Gabelarme aufgespannt wird. Diese Greifebene, welche durch die beiden Gabelarme aufgespannt wird, entspricht im Wesentlichen auch der Bewegungsebene bzw. der Rotationsebene des Getriebeelementes. Senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu dieser Greifebene steht demnach auch die Rotationsachse des zu bewegenden Getriebeelements. Eine Ausrichtung des Versteifungsabschnittes in einer Weise quer zu dieser Greifebene, insbesondere dann, wenn der Versteifungsabschnitt gemäß dem voranstehenden Absatz rippenförmig und/oder wangenförmig ausgebildet ist, führt dazu, dass eine optimierte Ausrichtung für eine noch weiter verbesserte mechanische Stabilisierung gewährleistet ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei einer solchen Ausbildungsform um einen Versteifungsabschnitt in Form einer senkrechten oder im Wesentlichen senkrechten Rippe. Durch diese idealisierte Ausrichtung kann der Rest des Grundkörpers, insbesondere der Rest der Gabelarme, flacher bzw. als plattenförmige Ausgestaltungsweise zur Verfügung gestellt werden.Another advantage may be when, in a shift fork according to the invention, the stiffening section has an extension transversely or substantially transversely to a gripping plane, which is spanned by the two fork arms. This gripping plane, which is spanned by the two fork arms, essentially also corresponds to the plane of movement or the plane of rotation of the gear element. Accordingly, perpendicular or substantially perpendicular to this gripping plane is also the axis of rotation of the gear member to be moved. An alignment of the stiffening portion in a manner transverse to this gripping plane, in particular when the stiffening portion according to the preceding paragraph rib-shaped and / or cheek-shaped, resulting in that an optimized alignment for a further improved mechanical stabilization is ensured. In other words, such an embodiment is a stiffening section in the form of a vertical or substantially vertical rib. Through this idealized orientation, the rest of the base body, in particular the rest of the fork arms, can be made flatter or as a plate-like embodiment.

Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Schaltgabel der Versteifungsabschnitt wenigstens teilweise einen Hohlraum aufweist. Ein solcher Hohlraum reduziert bei gleichbleibender oder sogar verbesserter mechanischer Stabilität das Gesamtgewicht der Schaltgabel weiter. Dabei ist es grundsätzlich unerheblich, ob für die Reduktion des Gewichts dieser Hohlraum nach außen geöffnet oder geschlossen ist. Darauf hinzuweisen ist, dass dieser Hohlraum im Wesentlichen funktionslos ausgestaltet ist, also insbesondere eine separate Ausbildung zum Ölkanal darstellt.Another advantage is when, in a shift fork according to the invention, the stiffening section at least partially has a cavity. Such a cavity further reduces the overall weight of the shift fork while maintaining or even improving mechanical stability. It is basically irrelevant whether for the reduction of weight of this cavity is opened or closed to the outside. It should be noted that this cavity is configured substantially functionally, so in particular represents a separate training to the oil passage.

Bei einer Schaltgabel gemäß dem voranstehenden Absatz ist es denkbar, dass der Hohlraum gegen ein Eindringen von Flüssigkeit abgeschlossen ist. Ein solcher abgedichteter bzw. flüssigkeitsdichter Hohlraum kann auch als geschlossener Hohlraum bezeichnet werden. Durch die additive Fertigung des Grundkörpers ist es möglich diesen Hohlraum sozusagen als Lufteinschluss herzustellen, so dass anschließend nach dem Befüllen des Getriebes mit Getriebeöl dieser Hohlraum als Lufteinschluss bestehen bleibt. Damit wird ohne eine Vergrößerung des Gewichts der Schaltgabel das Verdrängungsvolumen dieser Schaltgabel bzw. des Grundkörpers vergrößert. Mit Bezug auf das gesamte gefüllte Gewicht des Getriebes, also wenn sich in dem Getriebe Getriebeöl befindet, kann nun durch die erhöhte Verdrängung durch den Hohlraum das Gesamtgewicht durch eine Reduktion des Ölgewichts für das Getriebe reduziert werden. Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Schaltgabel die beiden Gabelarme, insbesondere der gesamte Grundkörper, symmetrisch oder im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet sind. Eine symmetrische oder im Wesentlichen symmetrische Ausbildung bezieht sich dabei insbesondere auch auf ein oder in diesem Fall mehrere Versteifungsabschnitte. So können jeweils ein oder mehrere Versteifungsabschnitte auf jedem Gabelarm in symmetrischer Weise zu dem anderen Gabelarm ausgestaltet sein. Dies führt zu einer gleichbleibenden und vor allem auch symmetrischen mechanischen Stabilisierung der Gabelarme, so dass ein unerwünschtes Verdrehen bzw. Tordieren des Grundkörpers bzw. der Gabelarme unter mechanischer Belastung vermieden oder zumindest reduziert wird.In a shift fork according to the preceding paragraph, it is conceivable that the cavity is closed against ingress of liquid. Such a sealed or liquid-tight cavity may also be referred to as a closed cavity. Due to the additive production of the main body, it is possible to produce this cavity so to speak as air entrapment, so that then remains after filling the gearbox with gear oil this cavity as air entrapment. Thus, without increasing the weight of the shift fork, the displacement volume of this shift fork or the main body is increased. With respect to the entire filled weight of the transmission, that is, if there is transmission oil in the transmission, now the increased weight through the cavity, the total weight can be reduced by a reduction of the oil weight for the transmission. Another advantage is when, in a shift fork according to the invention, the two fork arms, in particular the entire base body, are formed symmetrically or substantially symmetrically. A symmetrical or substantially symmetrical design relates in particular to one or more stiffening sections in this case. Thus, in each case one or more stiffening sections can be configured on each fork arm in a symmetrical manner to the other fork arm. This leads to a constant and above all symmetrical mechanical stabilization of the fork arms, so that an undesired twisting or twisting of the main body or the fork arms under mechanical load is avoided or at least reduced.

Darüber hinaus kann es Vorteile mit sich bringen, wenn bei einer erfindungsgemäßen Schaltgabel der Grundkörper aus einem Metallmaterial ausgebildet ist, insbesondere aus einer Metalllegierung, vorzugsweise aufweisend Molybdän. Eine Verwendung von Metallmaterial, insbesondere von Metalllegierungen, schafft es, die gewünschten mechanischen Steifigkeiten auch bei geringem Bauraum für die Schaltgabel zu gewährleisten. Darüber hinaus sind insbesondere Metalllegierungen, vorzugsweise aufweisend Molybdän, geeignet auch eine Dauerfestigkeit über eine Vielzahl von Bewegungszyklen für die Schaltgabel gewährleisten zu können. Nicht zuletzt kann mithilfe eines Metallmaterials auch einfach und kostengünstig die notwendige chemische Stabilität gegen das Ölbad in dem Getriebe zur Verfügung gestellt werden.In addition, there may be advantages if, in a shift fork according to the invention, the base body is formed from a metal material, in particular from a metal alloy, preferably comprising molybdenum. A use of metal material, in particular of metal alloys, manages to ensure the desired mechanical stiffness even with little space for the shift fork. In addition, in particular metal alloys, preferably comprising molybdenum, suitable to be able to ensure a fatigue strength over a plurality of movement cycles for the shift fork. Last but not least, the necessary chemical stability against the oil bath in the transmission can also be provided simply and inexpensively by means of a metal material.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Herstellung einer Schaltgabel gemäß der vorliegenden Erfindung, aufweisend die folgenden Schritte:

  • - additive Fertigung eines Grundkörpers,
  • - Ausbilden der Durchgangsöffnung und der beiden Gabelarme mit den beiden Greifabschnitten bei der additiven Fertigung,
  • - Ausbilden wenigstens eines Versteifungsabschnittes bei der additiven Fertigung.
Likewise provided by the present invention is a method for the production of a shift fork according to the present invention, comprising the following steps:
  • - additive production of a basic body,
  • Forming the passage opening and the two fork arms with the two gripping sections in additive manufacturing,
  • - Forming at least one stiffening portion in the additive manufacturing.

Durch die Herstellung einer erfindungsgemäßen Schaltgabel bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Schaltgabel erläutert worden sind.By manufacturing a shift fork according to the invention brings a method according to the invention with the same advantages as they have been explained in detail with reference to a shift fork according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:

  • 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltgabel,
  • 2 die Ausführungsform der 1 in einer Querschnittsdarstellung
  • 3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltgabel,
  • 4 die Ausführungsform der 3 in einer Querschnittsdarstellung,
  • 5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltgabel,
  • 6 die Ausführungsform der 5 in einer Querschnittsdarstellung,
  • 7 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltgabel und
  • 8 die Ausführungsform der 7 in einer Querschnittsdarstellung.
Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, embodiments of the invention are described in detail. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination. They show schematically:
  • 1 a first embodiment of a shift fork according to the invention,
  • 2 the embodiment of the 1 in a cross-sectional view
  • 3 a further embodiment of a shift fork according to the invention,
  • 4 the embodiment of the 3 in a cross-sectional view,
  • 5 a further embodiment of a shift fork according to the invention,
  • 6 the embodiment of the 5 in a cross-sectional view,
  • 7 a further embodiment of a shift fork according to the invention and
  • 8th the embodiment of the 7 in a cross-sectional view.

Die 1 bis 8 zeigen in Summe vier verschiedene Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Schaltgabeln 10. Die 1, 3, 5 und 7 zeigen dabei die jeweilige Schaltgabel 10 mit ihrem Grundkörper 20 als perspektivische Darstellung. Um einen besseren Einblick in das Innenleben bzw. die Ausbildung der einzelnen Abschnitte des Grundkörpers 20 zu erhalten, zeigen die 2, 4, 6 und 8 eine entsprechende Querschnittsdarstellung des Grundkörpers 20 der jeweiligen Ausführungsform. Die einzelnen Abschnitte haben dabei im Wesentlichen die gleiche Funktionalität, sodass nur einmal auf den jeweiligen Abschnitt näher eingegangen wird.The 1 to 8th show a total of four different embodiments of inventive shift forks 10 , The 1 . 3 . 5 and 7 show the respective shift fork 10 with her body 20 as a perspective view. To gain a better insight into the inner workings or the formation of the individual sections of the basic body 20 to get the show 2 . 4 . 6 and 8th a corresponding cross-sectional view of the body 20 the respective embodiment. The individual sections have essentially the same functionality, so that only one more detail is given to the respective section.

In den 1 und 2 ist nun eine erste Ausführungsform der Schaltgabel 10 zu erkennen, welche einen integral bzw. monolithisch ausgestalteten und in additiver Weise hergestellten Grundkörper 20 aufweist. Durch diese Ausgestaltungsform konnten Freiformabschnitte, insbesondere in Form von Versteifungsabschnitten 60, an jedem der beiden Gabelarme 40 und 50 zur Verfügung gestellt werden. Wie insbesondere in der 1 zu erkennen ist, gehen die Versteifungsabschnitte 60 dabei an jedem der beiden Gabelarme 40 und 50 von einer wangenartigen Ausbildung in eine rippenartige bzw. versteifungsarmförmige Ausgestaltung über, und leiten damit die Kräfte in den Umgebungsabschnitt der Durchgangsöffnung 30 ein. Als zusätzliche Stabilisierung sind hier noch im zentralen Bereich unterhalb der Durchgangsöffnung 30 mechanische Versteifungsabschnitte 60 in Form von Versteifungsarmen vorgesehen.In the 1 and 2 is now a first embodiment of the shift fork 10 to recognize which an integrally or monolithically designed and manufactured in an additive way basic body 20 having. By this embodiment could freeform sections, especially in the form of stiffening sections 60 , on each of the two fork arms 40 and 50 to provide. As in particular in the 1 it can be seen, go the stiffening sections 60 on each of the two fork arms 40 and 50 from a cheek-like training in a rib-like or stiffening arm-shaped configuration, and thus direct the forces in the surrounding portion of the through hole 30 one. As additional stabilization here are still in the central area below the passage opening 30 mechanical stiffening sections 60 provided in the form of stiffening arms.

Für die Zurverfügungstellung der Bewegungsübergabe ist die Durchgangsöffnung 30 angepasst an die Aufnahme durch eine Schaltwalze eines Getriebes. Um diese Bewegungsvorgaben an ein Getriebeelement weitergeben zu können, weist jeder der beiden Gabelarme 50 bzw. 40 einen Greifabschnitt 52 bzw. 42 auf.For the provision of the movement transfer is the passage opening 30 adapted to the inclusion by a shift drum of a transmission. To be able to pass on these motion specifications to a transmission element, each of the two fork arms 50 respectively. 40 a gripping portion 52 respectively. 42 on.

2 zeigt eine Querschnittsdarstellung des Grundkörpers 20, wobei hier nochmals gut die integrale Bauweise zu erkennen ist. Zusätzlich findet sich in dieser Darstellung ein Ölkanal 70, welcher sich von einem zentralen Verzweigungsabschnitt 76 in drei Richtungen erstreckt. Der linke Abschnitt des Ölkanals 70 mündet dabei in eine zweite Kanalöffnung 74 am ersten Greifabschnitt 42 des ersten Gabelarmes 40. Der rechte Teilabschnitt des Ölkanals 70 mündet ebenfalls in eine zweite Kanalöffnung 74 am zweiten Greifabschnitt 52 des zweiten Gabelarms 50. Um eine fluidkommunizierende Kommunikation mit der Innenwandung der Durchgangsöffnung 30 zu erzielen, erstreckt sich ein dritter Teilabschnitt des Ölkanals 70 vom Verzweigungsabschnitt 76 nach oben und mündet dort im Bereich der umlaufenden Innenwandung der Durchgangsöffnung 30 in eine erste Kanalöffnung 72. 2 shows a cross-sectional view of the body 20 , where again the integral construction is clearly visible. In addition, there is an oil channel in this illustration 70 extending from a central branching section 76 extends in three directions. The left section of the oil channel 70 opens into a second channel opening 74 on the first gripping section 42 of the first fork arm 40 , The right section of the oil channel 70 also opens into a second channel opening 74 on the second gripping portion 52 of the second fork arm 50 , To a fluid-communicating communication with the inner wall of the through hole 30 to achieve, extends a third section of the oil passage 70 from the branch section 76 upwards and flows there in the area of the circumferential inner wall of the passage opening 30 in a first channel opening 72 ,

Die Ausführungsform der Schaltgabel 10, wie sie in den 3 und 4 dargestellt ist, basiert grundsätzlich auf der detaillierten Erläuterung der Ausführungsformen der 1 und 2. Jedoch ist hier der seitliche Versteifungsabschnitt 60, welcher wangenförmig ausgestaltet ist, mit jeweils zwei Hohlräumen 62 pro Gabelarm 40 bzw. 50 ausgestattet. Der kleinere der beiden Hohlräume 62 ist dabei zur Umgebung hin geöffnet, während der größere der beiden Hohlräume als geschlossener bzw. flüssigkeitsdichter Hohlraum 62 ausgestaltet ist. Ein flüssigkeitsdichter bzw. gegen das Eindringen von Flüssigkeit abgeschlossener Hohlraum 62 vergrößert das Ölverdrängungsvolumen des Grundkörpers 20, ohne dessen Gewicht übermäßig negativ zu beeinflussen. Durch das verdrängte Öl durch den abgeschlossenen Hohlraum 62 reduziert sich um das verdrängte Ölgewicht das Gesamtgewicht des mit Öl gefüllten Getriebes.The embodiment of the shift fork 10 as they are in the 3 and 4 is basically based on the detailed explanation of the embodiments of 1 and 2 , However, here is the lateral stiffening section 60 , which is designed cheek-shaped, each with two cavities 62 per fork arm 40 respectively. 50 fitted. The smaller of the two cavities 62 is open to the environment, while the larger of the two cavities as a closed or liquid-tight cavity 62 is designed. A liquid-tight or against the ingress of liquid closed cavity 62 increases the oil displacement volume of the body 20 without excessively negatively affecting its weight. Through the displaced oil through the closed cavity 62 reduced by the displaced oil weight the total weight of the oil filled gearbox.

Die 5 und 6 bzw. 7 und 8 zeigen weitere Ausgestaltungsformen der Schaltgabel 10, wobei hier eine weitere Reduktion des Gesamtgewichts des Grundkörpers erzielt werden konnte. Insbesondere liegt dies an einer Vergrößerung des abgeschlossenen Hohlraums 62 bei den Ausführungsformen der 5 und 6 bzw. an dem Verzicht auf die zentralen Versteifungsarme der Versteifungsabschnitte 60 bei den 7 und 8.The 5 and 6 respectively. 7 and 8th show further embodiments of the shift fork 10 , wherein here a further reduction of the total weight of the body could be achieved. In particular, this is due to an enlargement of the closed cavity 62 in the embodiments of the 5 and 6 or at the waiver of the central stiffening arms of the stiffening sections 60 both 7 and 8th ,

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The above explanation of the embodiments describes the present invention solely by way of example. Of course, individual features of the embodiments, if technically feasible, can be combined freely with one another, without departing from the scope of the present invention.

Claims (10)

Schaltgabel (10) für ein Getriebe eines Fahrzeugs, aufweisend einen Grundkörper (20) mit einer Durchgangsöffnung (30) zur Aufnahme einer Schaltwalze des Getriebes sowie einen ersten Gabelarm (40) mit einem ersten Greifabschnitt (42) und einen zweiten Gabelarm (50) mit einem zweiten Greifabschnitt (52) zum Eingreifen in ein Getriebeelement des Getriebes, wobei der Grundkörper (20) wenigstens einen Versteifungsabschnitt (60) zur mechanischen Stabilisierung aufweist und wobei weiter der Grundkörper (20) integral ausgebildet und additiv gefertigt ist.Shift fork (10) for a transmission of a vehicle, comprising a main body (20) with a through hole (30) for receiving a shift drum of the transmission and a first fork arm (40) with a first gripping portion (42) and a second fork arm (50) with a second gripping portion (52) for engaging in a transmission element of the transmission, wherein the base body (20) has at least one stiffening portion (60) for mechanical stabilization and further wherein the base body (20) is integrally formed and made additive. Schaltgabel (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (20) wenigstens einen Ölkanal (70) aufweist mit einer ersten Kanalöffnung (72) im Bereich der Durchgangsöffnung (30) und einer zweiten Kanalöffnung (74) im Bereich wenigstens einer der beiden Greifabschnitte (42, 52) der beiden Gabelarme (40, 50).Shift fork (10) to Claim 1 , characterized in that the base body (20) has at least one oil channel (70) with a first channel opening (72) in the region of the through opening (30) and a second channel opening (74) in the region of at least one of the two gripping sections (42, 52). the two fork arms (40, 50). Schaltgabel (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölkanal (70) bei jedem Greifabschnitt (42, 52) eine zweite Kanalöffnung (74) aufweist und zwischen den zweiten Kanalöffnungen (74) und der ersten Kanalöffnung (72) einen Verzweigungsabschnitt (76) aufweist.Shift fork (10) to Claim 2 characterized in that the oil passage (70) has a second passage opening (74) at each gripping section (42, 52) and has a branching section (76) between the second passage openings (74) and the first passage opening (72). Schaltgabel (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Versteifungsabschnitt (60) rippenförmig und/oder wangenförmig an dem Grundkörper (20) ausgebildet ist.Gearshift fork (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one stiffening portion (60) is formed rib-shaped and / or cheek-shaped on the base body (20). Schaltgabel (10)nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsabschnitt (60) eine Erstreckung quer oder im Wesentlichen quer zu einer Greifebene aufweist, welche durch die beiden Gabelarme (40, 50) aufgespannt wird.Gearshift fork (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the stiffening portion (60) has an extension transversely or substantially transversely to a gripping plane, which is spanned by the two fork arms (40, 50). Schaltgabel (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsabschnitt (60) wenigstens teilweise einen Hohlraum (62) aufweist.Gearshift fork (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the stiffening section (60) at least partially has a cavity (62). Schaltgabel (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (62) gegen ein Eindringen von Flüssigkeit abgeschlossen ist.Shift fork (10) to Claim 6 , characterized in that the cavity (62) is closed against ingress of liquid. Schaltgabel (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gabelarme (40, 50), insbesondere der gesamte Grundkörper (20), symmetrisch oder im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet sind.Gearshift fork (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the two fork arms (40, 50), in particular the entire base body (20), are formed symmetrically or substantially symmetrically. Schaltgabel (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (20) aus einem Metallmaterial ausgebildet ist, insbesondere aus einer Metalllegierung, vorzugsweise aufweisend Molybdän.Gearshift fork (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (20) is formed from a metal material, in particular from a metal alloy, preferably comprising molybdenum. Verfahren für die Herstellung einer Schaltgabel (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend die folgenden Schritte: - Additive Fertigung eines Grundkörpers (20), - Ausbilden der Durchgangsöffnung (30) und der beiden Gabelarme (40, 50) mit den beiden Greifabschnitten (42, 52) bei der additiven Fertigung, - Ausbildendes des wenigstens einen Versteifungsabschnitts (60) bei der additiven Fertigung.Method for the production of a shift fork (10) with the features of one of Claims 1 to 9 comprising the following steps: - Additive manufacturing of a base body (20), - Forming the through hole (30) and the two fork arms (40, 50) with the two gripping portions (42, 52) in the additive manufacturing, - Forming the at least one Stiffening section (60) in additive manufacturing.
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