DE19601623C2 - Method of manufacturing a shift rod for a transmission of a vehicle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konstruktion einer Schaltstange für ein Getriebe eines Fahrzeuges.The invention relates to a method for constructing a Shift rod for a transmission of a vehicle.

Die Übertragung der Bewegung eines Schalthebels auf ein Getriebe eines Fahrzeuges und insbesondere dort auf eine Schaltmuffe findet in der Regel mittels einer Schaltstange (siehe DE-AS 11 22 385) statt, welche mit einer Schaltgabel auf einer Schaltmuffe aufsitzt und diese entlang einer Ge­ triebeachse bewegt. Diese Schaltstangen und insbesondere die Schaltgabeln werden in der Regel gegossen, wobei ihnen entsprechend ihren Belastungen Rippen od. dgl. angeformt werden.Transferring the movement of a shift lever to a Gearbox of a vehicle and in particular there on a Shift sleeve is usually found using a shift rod (see DE-AS 11 22 385) instead, which with a shift fork sits on a shift sleeve and this along a Ge drive axis moves. These shift rods and in particular the shift forks are usually cast, taking them Molded ribs or the like according to their loads become.

Aus "Berechnungsmethoden" in: CEM-Handbuch, 2. Auflage, Braunschweig: VIEWEG-Verlag 1991, Seite 199 bis 212 ist die Finite-Elemente-Methode beschrieben. Diese Methode wird bei komplizierten Konstruktionen unter weitestgehender Berücksichtigung realer Verhältnisse zum Verformungs- und Spannungsnachweis eingesetzt. Dabei wird vorausgesetzt, dass ein Bauteil bestimmter Geometrie und Werkstoffs unter definierter Belastung vorliegt. Der erste Schritt der FEM- Anwendung ist der Aufbau eines mechanischen Analogons. Dazu muss das zu analysierende Bauteil zunächst zumindest statisch bestimmt gelagert werden. Als Folge einer bestimmten oder überbestimmten Lagerung werden Deformationen hervorgerufen, wobei es gilt, das Bauteil finit zu realisieren.The finite element method is described in "Calculation methods" in: CEM manual, 2nd edition, Braunschweig: VIEWEG-Verlag 1991 , pages 199 to 212. This method is used for complicated constructions with the greatest possible consideration of real conditions for the verification of deformation and stress. It is assumed that a component of certain geometry and material is under a defined load. The first step of the FEM application is to build a mechanical analog. To do this, the component to be analyzed must first be stored at least in a statically determined manner. Deformations are caused as a result of a specific or overdetermined storage, whereby the component must be finished.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der obengenannten Art so zu verbessern, daß die Herstellung von Schaltstangen mit einem geringeren Gewicht und zumindest gleicher Festigkeit gewährleistet ist. The present invention is based on the object To improve methods of the type mentioned above so that the Manufacture of shift rods with a lower weight and at least the same strength is guaranteed.  

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß zumindest teilweise in die Schaltstange und insbesondere in eine Schaltgabel Aus­ nehmungen eingeformt werden und danach mittels der an sich bekannten finiten Elemente-Berechnung eine Ermittlung sei­ ner/ihrer Belastung, insbesondere von Spannung und Durch­ biegung, und ggf. eine Korrektur der Ausnehmungen erfolgt.The solution to this problem is that at least partially in the shift rod and in particular in a shift fork Acceptances are molded in and then by means of the itself known finite element calculation is a determination ner / their stress, especially of tension and through bend, and if necessary a correction of the recesses takes place.

Das bedeutet, daß bei der Gestaltung der Schaltstange und insbesondere der Schaltgabel eine Interaktion zwischen Computer und Mensch erfolgt. Der Mensch belegt beispiels­ weise die Schaltgabel mit Ausnehmungen, danach ermittelt der Computer über die finite Elemente-Berechnung anhand der Ausnehmungen und insbesondere der Stegbreiten diejenigen Bereiche, welche erhöhten Belastungen ausgesetzt sind. Sind die Belastungen in bestimmten Bereichen zu hoch, so muß in diesen Bereichen die Ausnehmung korrigiert werden. Durch diese Methode ist es möglich, eine Schaltstange herzustel­ len, welche mit einem Minimum an Material bei vorgegebenen Festigkeitsansprüchen auskommt.This means that when designing the shift rod and especially the shift fork an interaction between Computer and human takes place. For example, humans prove as the shift fork with recesses, then determined the computer uses the finite element calculation based on the Recesses and in particular the web widths Areas that are exposed to increased loads. are the loads in certain areas are too high, so in the recesses in these areas are corrected. By this method makes it possible to manufacture a shift rod len, which with a minimum of material at given Strength requirements.

Es ist jedoch auch die Möglichkeit denkbar, daß zuerst über die finite Elemente-Berechnung eine Ermittlung erfolgt, wo überhaupt Ausnehmungen in die Schaltstange eingeformt wer­ den können. Danach erfolgt ein Einformen dieser Ausneh­ mungen und wiederum eine finite Elemente-Berechnung sowie ggf. eine Korrektur der Ausnehmungen anhand dieser Berech­ nung. Möglicherweise ist dieses Verfahren aufwendiger, da es einen Arbeitschritt mehr umfaßt. Jedoch könnte es sein, daß das oben erwähnte Ziel des maximalen Einsparens an Material und damit der Gewichtreduzierung schneller er­ reicht wird.However, it is also conceivable that first over the finite element calculation takes place where at all recesses formed in the shift rod that can. Then this recess is molded measurements and again a finite element calculation as well if necessary, correct the recesses using this calculation voltage. This procedure may be more complex because it involves one more step. However, it could be that the above-mentioned goal of maximum savings Material and thus the weight reduction faster is enough.

Da nach beiden Verfahren keine zusätzlichen Verstärkungs­ rippen od. dgl. mehr notwendig sind, ist es möglich, für die Schaltstange und insbesondere für die Schaltgabel ein Stahlblech zu verwenden, in welches die Ausnehmung durch Stanzen od. dgl. eingeformt werden. Hierdurch ist der Her­ stellungsaufwand wesentlich vereinfacht, da das Blech nur in seine entsprechende Form abgekantet werden muß. Das Blech besitzt nicht nur eine höhere Festigkeit, sondern ist auch schweißbar, sodaß eine Verbindung der einzelnen Ele­ mente einer Schaltstange durch Schweißen geschehen kann. Damit wird das gesamte Schaltelement leichter herstellbar, billiger und ist bezüglich seiner Festigkeit zumindest gleich zu bewerten, wie eine Schaltstange aus Guß. Zudem ist es wesentlich leichter als eine Schaltstange aus Guß.Since no additional reinforcement after either method ribs or the like are more necessary, it is possible for the shift rod and especially for the shift fork To use sheet steel, in which the recess through Punching or the like are molded. This is the Her  Position effort significantly simplified, since the sheet only must be folded into its appropriate form. The Sheet metal not only has a higher strength, it is also weldable, so that a connection of the individual ele elements of a shift rod can be done by welding. This makes the entire switching element easier to manufacture, cheaper and is at least in terms of its strength same as a cast iron shift rod. moreover it is much lighter than a cast iron shift rod.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther advantages, features and details of the invention emerge from the description below more preferred Exemplary embodiments and with reference to the drawing; this shows in

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsge­ mäßen Schaltstange; Fig. 1 is a perspective view of an inventive shift rod;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schaltstange gemäß Fig. 1; FIG. 2 shows a plan view of the shift rod according to FIG. 1;

Fig. 3 eine Abwicklung einer erfindungsgemäßen Schalt­ gabel. Fig. 3 is a processing of a switching fork according to the invention.

Eine Schaltstange R gemäß den Fig. 1 und 2 findet in einem Getriebe eines Fahrzeuges Anwendung. Hierzu übergreift eine Schaltgabel 1 eine nicht mehr dargestellt Schaltmuffe, wobei bei der Bewegung der Schaltstange bzw. der Schaltgabel 1 die Schaltmuffe ebenfalls verschoben wird.A shift rod R according to FIGS. 1 and 2 is used in a transmission of a vehicle. For this purpose, a shift fork 1 overlaps a shift sleeve, which is no longer shown, the shift sleeve also being displaced when the shift rod or shift fork 1 moves.

Beide Enden der Schaltgabel 1 besitzen einen Kunststoff­ überzug 2.1 bzw. 2.2, mittels dem eine Lauf- und Gleit­ passung zwischen Schaltmuffe und Schaltgabel 1 hergestellt wird.Both ends of the shift fork 1 have a plastic coating 2.1 or 2.2 , by means of which a running and sliding fit between shift sleeve and shift fork 1 is produced.

In ein Fenster 3 (siehe Fig. 3) wird eine Zunge 4 einge­ setzt und bevorzugt verschweißt. Die Zunge 4 ragt aus ei­ ner Stange 5, wobei beidends an diese Stange 5 Kunststoff­ hülsen 6.1 und 6.2 angeformt sind. Die Stange 5 dient der Führung der Schaltgabel 1.In a window 3 (see Fig. 3), a tongue 4 is inserted and preferably welded. The tongue 4 protrudes from a rod 5 , 5 plastic sleeves 6.1 and 6.2 being formed on both ends of this rod. The rod 5 serves to guide the shift fork 1 .

Quer zur Zunge 4 ist mit der Stange 5 eine Gabellasche 7 verbunden, in welche in Gebrauchslage ein entsprechendes Schaltelement eines Schalthebels od. dgl. eingreift. Transverse to the tongue 4 , a fork plate 7 is connected to the rod 5 , in which a corresponding shift element of a shift lever or the like engages in the position of use.

Erfindungsgemäß sind in die Schaltgabel 1 mehrere Ausneh­ mungen 8 eingeformt. Form und Verteilung der Ausnehmungen 8 wird mittels der finiten Elemente-Berechnung bestimmt.According to the invention in the shift fork 1 several Ausneh measures 8 are molded. The shape and distribution of the recesses 8 is determined by means of the finite element calculation.

Claims (2)

1. Verfahren zur Konstruktion einer Schaltstange für ein Getriebe eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest teilweise in die Schaltstange und insbeson­ dere in eine Schaltgabel Ausnehmungen eingeformt werden und danach mittels der an sich bekannten finiten Elementenbe­ rechnung eine Ermittlung seiner/ihrer Belastung, insbeson­ dere von Spannung und Durchbiegung, und gegebenenfalls eine Korrektur der Ausnehmungen erfolgt.1. A method for the construction of a shift rod for a transmission of a vehicle, characterized in that recesses are at least partially formed in the shift rod and in particular in a shift fork and thereafter by means of the finite element calculation known per se a determination of his / her load, in particular of tension and deflection, and if necessary a correction of the recesses is carried out. 2. Verfahren zur Konstruktion einer Schaltstange für ein Getriebe eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ mindest teilweise für die Schaltstange und insbesondere eine Schaltgabel mittels der an sich bekannten finiten Elementenberechnung ihre Belastung, insbesondere Spannung und Durchbiegung, ermittelt wird und in Bereiche geringerer Belastung Ausnehmungen in die Schaltstange eingeformt wer­ den, und daß dann erneut eine finite Elementenberechnung für die Schaltstange mit den Ausnehmungen durchgeführt wird und eine Korrektur der Ausnehmungen erfolgt, sofern an bestimmten Stellen zu hohe Belastungen angezeigt werden.2. Method of constructing a shift rod for a Gearbox of a vehicle, characterized in that at least partially for the shift rod and in particular a shift fork using the finite known per se Element calculation their load, especially stress and deflection is determined and in areas less Load recesses molded into the shift rod that, and then again a finite element calculation for the shift rod with the recesses and the recesses are corrected, if applicable certain places too high loads are displayed.