AT509998A4 - Schaltvorrichtung für ein zahnräderwechselgetriebe und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für die Schaltung zumindest einer Gangstufe eines Zahnräderwechselgetriebes und ein Verfahren zu deren Herstellung, wie in den Oberbegriffen der Ansprüche 1,11, 14 und 20 beschrieben.

In Schaltgetrieben von Kraftfahrzeugen wird die Schaltbewegung vom manuell zu betätigenden Schalthebel in einem Getriebeschaltdom auf eine Schalt- und Wählwelle übertragen, welche um ihre Längsachse drehbar und in axialer Richtung verschiebbar in einem Schaltdomgehäuse gelagert ist. Auf der Schalt- und Wählwelle ist ein Schaltfinger vorgesehen. Der Schaltfinger kann in eine Schaltführung eines Schaltelementes formschlüssig eingreifen und eine Schaltbewegung von der Schalt- und Wählwelle auf eine Schaltvorrichtung, insbesondere eine Schaltgabel oder Schaltschwinge übertragen.

Aus der DE 10 2007 010 362 A1 ist eine oben bezeichnete Schaltschwinge bekannt, welche Schaltwangen zur axialen Verschiebung einer Schiebemuffe, ein diese verbindendes Basiselement sowie ein Schattelement zur Übertragung einer Schaltbewegung auf die Schaltvomchtung umfasst. Die Schaltwangen bilden in der Querebene der Schaltvorrichtung zwischen sich ein Schaltmaul aus und sind an ihren Enden mit in eine Umfangsnut der Schiebemuffe eingreifenden Mitnehmerelementen versehen. Das Basiselement und die Schaltwangen sind über eine stoffflüssige Fügeverbindung miteinander fest verbunden. Das Basiselement ist mit senkrecht zur Längsrichtung abgekanteten Seitenwangen ausgebildet, zwischen welchen die Schaltwangen aufgenommen sind. Eine Positionierung der Schaltwangen zueinander und zum Basiselement wird durch die Formgestaltung des Basiselementes verhindert.

Die DE 10 2005 035 529 A1 beschreibt eine Schaltgabel zur axialen Verschiebung einer Schiebemuffe, welche einen gabelförmigen Grundkörper mit in der Querebene der Schaltvorrichtung angeordneten Schaltwangen und einer von diesen getrennt hergestell- N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 ISE/EM NR S741] 8)005 13:37:04 27-08-2010 6 /50 25 «»*··· · I » · m ·* ·»·· · · * * * • · « · I · · -2-ten, stabartigen dritten Schaltwange umfasst. Letztere ist mit ihren Enden in Ausnehmungen am Grundkörper positioniert und mit diesem fest verbunden.

Schaltgabeln zur axialen Verschiebung einer Schiebemuffe mit mehrteiligem Grundkörper sind auch aus der DT 25 47 476 B1, DE 1 848 789 U bekannt. Diese weisen die oben beschriebenen Nachteile auf.

Bei den bekannten Schaltvorrichtungen ist sohin nach dem Fügen eine Nachbearbeitung unvermeidbar, wenn die üblich geforderten Fertigungstoleranzen eingehalten werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Schaltvorrichtung zu schaffen, die eine einfache Herstellung unter Berücksichtigung engster Fertigungstoleranzen erlaubt.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale und Maßnahmen der Ansprüche 1 und 14 gelöst. Von Vorteil Ist, dass über die Fügeebene eine Positionierung zwischen dem Basiselement und dem Schaltelement möglich ist und Fertigungsungenauigkeiten der miteinander zu fügenden Bauteile, insbesondere des Schaltelementes und der Schaitwange, kompensiert werden können. Eine Nachbearbeitung der Schaltvorrichtung nach dem Fügevorgang, beispielsweise ein Justieren der Schaltwange relativ zum Basiselement ist nicht erforderlich. Sohin können nun Schaltvorrichtungen mit sehr hoher Fertigungsgenauigkeit hergestellt werden, selbst wenn diese aus mit einfachen Hersteifverfahren weniger genau hergestellten Bauteilen besteht. Somit können die Bauteile sehr kostengünstig hergestellt und die technischen Anforderungen an die Werkzeuge zur Herstellung der Bauteile niedrig gehalten werden.

Von Verteil sind auch die Ausführungen nach den Ansprüchen 2 bis 4. Das Basiselement weist einen dem Grundkörper benachbarten plattenförmigen Armabschnitt auf, welcher die vorzugsweise durch Kaltumformung hergesteilte Führungsaufnahme ausbildet, an weicher das Führungselement gelagert wird. Die Auflageabschnitte weisen jeweils eine sich zwischen Nocken bogenförmig erstreckende Senke auf. Dadurch kann einerseits eine einfache Positionierung bzw. Zentrierung des Führungselementes gegenüber dem Basiselement erreicht und andererseits die Länge der Fügenaht zwischen dem Basiselement und Führungselement vergrößert werden. Das Führungselement ragt mit seinen gegenüberliegenden Enden an den Auflageabschnitten vor, sodass die Fügenähte als Kehlnähte einfach hergestellt werden können. N2010/22900 27/08 2010 FR 13: 3ö [ SE/KM NR 9741 ] @00 6 13:37:20 27-08-2010 7 /50 25 13:37:20 27-08-2010 7 /50 25

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Elne vorteilhafte Ausgestaltung eines Grundkörpers ist in Anspruch 5 beschrieben.

Gemäß der Ausgestaltung und den Maßnahmen in den Ansprüchen 6, 14 und 15 kann durch die Einsteilbarkeit des Fügemaßes die Fügegenauigkeit zwischen der Schaltwange und dem Basiselement gegenüber einer aus dem Stand der Technik bekannten Fügeverbindung zwischen der Schaltwange und dem Basiselement erheblich verbessert werden. Form- und/oder Maßabweichungen an der oder den Schaltwange{n) und/oder Abweichungen von der Positionslage der oder den Schaltwange(n), beispielsweise durch Verzug nach dem Schweißen, sind nach dem Fügen der Schaltwange(n) und dem Basiselement innerhalb vorgegebener Toleranzen (± 0,1mm) kompensiert.

Von Vorteil ist auch die Ausbildung nach Anspruch 7, da bei der Großserienproduktion die Schaltvorrichtung in einer automatisierten Fertigungsanlage hergestellt wird und mittels der Positioniermittel nunmehr eine Positionierung der Schaltwange in der Fügestation oder auf einer Beschickungsvorrichtung (mobiler Bauteileträger) einer Transportvorrichtung auf einfache Weise erfolgen kann. Die Positioniervorrichtungen können durch diese konstruktive Maßnahme der Schaltwange einfach gestaltet werden. Die Positionierung der Schaltwange kann einfach gesteuert und innerhalb kurzer Positionierzyklen durchgeführt werden. Dadurch kann die Produktionsleistung der Fertigungsanlage wesentlich erhöht und die Produktionskosten der Schaltvorrichtung reduziert werden.

Von Vorteil ist auch die Ausbildung nach Anspruch 8, da durch das Umformen, Insbesondere einer Materialstauchung, zumindest eines Teilabschnittes auf einer Seitenfläche des Montageabschnittes Gestaltabweichungen, insbesondere Formabweichungen, wie Unebenheiten, Welligkeit und dgl., und/oder eine Oberflächenrauhelt, wie Rillen, Riefen und dgl., an der Fügefläche deutlich kompensiert werden können. Da das Umformen über größere Flächenabschnitte erfolgen kann und mit Werkzeugen einfacher Formgeometrie, kann der Verschleiß am Werkzeug zur Herstellung der Schaitwange(n) deutlich reduziert und die Standzeit des Werkzeugs optimiert werden. Zudem kann die Qualität der Fügeverbindung verbessert werden. Nach einer vorteilhaften Ausführung ist Schaltwange und das Basiselement aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahlblech, und durch einen im spanlosen Stanz- und Umformprozess, insbesondere Kaltumformung, aus einem dünnen Blech hergestellten Stanz- und Umformteil gebildet, Die Schaltwange kann auch mehrere durch Umformen, insbesondere eine Materialstauchung, in voneinander getrennten Teilabschnitten auf einer Seitenfläche des Montageabschnittes hergestellte Material-

N2010/Z29DQ 27/08 2010 FR 13:36 [ SK/KM NR 9741 ] (2)007 25 * · 13:37:38 27-08-2010 8/50 ·»·»·· * *· • » · · * I · · * ·« «·· · · · · -4 -

Verformungen (Prägungen) ausbilden. Dadurch können im Fügebereich mehrere voneinander getrennte Fügeabschnitte mit verbesserter Fügeoberfläche hergestellt werden.

Natürlich ist es auch möglich, dass der Montageabschnitt und das Basiselement an ihren von den Fügeflächen abgewandten Seitenflächen jeweils zumindest eine durch Umformen, insbesondere eine Materialstauchung, hergestellte Materialverformung ausbilden, wobei die Materialverformungen der Bauteile einander gegenüberliegen. Dadurch kann die gegenseitige Anlage der Bauteile in den gegenüberliegenden Flächenabschnitten der Materialverformungen verbessert werden.

Die Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 9 und 10 ermöglichen eine einfache und verbesserte Positionierung zwischen dem Schaltelement und Basiselement in Richtung der Schaltachse (x-Richtung) und in radialer Richtung zur Schaltachse (z-Richtung). Durch die gegenseitige Anlage der Flächenabschnitte an zueinander versetzten Stellen wird auch eine optimierte Kraftübertragung zwischen dem Schaltetement und Basiselement erreicht.

Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch die Merkmale des Anspruches 11 gelöst. Von Vorteil ist, dass gegenüber solchen aus dem Stand der Technik bekannten Schaltvorrichtungen, bei denen der Grundkörper einteilig hergestellt ist, die Schaltwangen unabhängig voneinander relativ zum Basiselement positioniert werden können. Durch diese Positioniermöglichkeit können Fertigungsungenauigkeiten der miteinander zu fügenden Bauteile kompensiert werden. Eine Nachbearbeitung der Schaltvorrichtung nach dem Fügevorgang, beispielsweise ein Justieren der Schaltwangen relativ zum Basiselement ist nicht erforderlich. Sohin können nun Schaltvorrichtungen mit sehr hoher Fertigungsgenauigkeit hergestellt werden. Auch wird die konstruktive Gestaltungsfreiheit erheblich erhöht, wenn der Grundkörper aus mehreren einzelnen Schaltwangen gefügt wird. Die Schaltwangen können außerdem aufgrund der einfacheren Formgestalt mit hoher Form- und Maßgenauigkeit hergestellt werden. Somit können die Schaltwangen sehr kostengünstig hergestellt und die technischen Anforderungen an die Werkzeuge zur Herstellung der Schaltwangen niedrig gehalten werden.

Weist der Grundkörper eine dritte Schaltwange auf, wie im Anspruch 12 beschrieben, so kann eine hohe Fertigungsgenauigkeit der Schaltvorrichtung erzielt werden, wenn die dritte Schattwange als einzelner Bauteil hergestellt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind auch im Anspruch 13 beschrieben. N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 [SE/EM NR 9741] ®008 13:37:56 27-08-2010 9 150 25 -5-

Eine vorteilhafte Maßnahme ist im Anspruch 15 beschrieben, weil damit eine verbesserter Positionier- und Fügeprozesses geschaffen wird.

Wird eine Spannkraft und/oder ein Verfahrweg der Positioniervorrichtung ausgewertet, wie im Anspruch 18 beschrieben, kann auf deren Basis eine elektronische Steuerung den nachfolgenden (automatisierten) Fügeprozess beeinflussen.

Nach einer vorteilhaften Maßnahme nach Anspruch 19, wird von der Steuerung die Bewegungsbahn für eine (automatisierte) Fügevorrichtung laufend auf Basis der eingestellten Soilposition für das Basiselement berechnet und die Fügevorrichtung, insbesondere ein Strahlschweißkopf, geregelt entlang der berechneten Bewegungsbahn geführt.

Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch die Maßnahmen des Anspruches 20 gelöst. Von Vorteil ist, dass gegenüber solchen aus dem Stand der Technik bekannten Positionier- und Fügeverfahren, bei denen die Schaltwange unabhängig von deren Form-und/oder Maßabweichung mit einem Basiselement gefügt und nach dem Fügen gerichtet wird, eine Form- und/oder Maßabweichung der Schaltwange bereits beim Positionier- und Fügeprozess berücksichtigt werden. Kombiniert mit der Positioniermöglichkeit der Schaltwange können Fertigungsungenauigkeiten der miteinanderzu fügenden Bauteile kompensiert werden. Sohin können nun Schaltvorrichtungen mit sehr hoher Fertigungsgenau-igkeit hergestellt werden.

Gemäß den Maßnahmen nach den Ansprüchen 21 und 22 kann durch Auswertung des Verfahrweges der Positioniervorrichtung, wie im Anspruch 18 beschrieben, die elektronische Steuerung den nachfolgenden Fügeprozess beeinflussen. Es wird von der Steuerung die Bewegungsbahn für eine (automatisierte) Fügevorrichtung laufend auf Basis der korrigierten Soilposition für das Basiselement berechnet und die Fügevorrichtung, insbesondere ein Strahlschweiß köpf, geregelt entlang der berechneten Bewegungsbahn geführt.

Ein Kippen der Schaltwange auf der Positionier- oder Korrekturbewegung wird durch die Maßnahme nach Anspruch 23 vermieden. Die Schaltwange wird dabei mit dem Montageabschnitt mit einer auf diesen einwirkenden Anpresskraft eines Niederhalters von 30 N bis 80 N gegen die Fügefläche am Basiselement angedrückt.

Schließlich ist auch die Maßnahme nach Anspruch 24 von Vorteil, da die dritte Schaltwange stets in Abhängigkeit der Soilposition für die erste Schaltwange und/oder zweite N2010/229Q0 27/08 2010 FR .13:36 ΓSE/EM NR 9741] El 0 0 9 13:38:12 27-08-2010 10/50 25 - 6 -

Schaltwange positioniert wird. Dadurch kann die Positioniergenauigkeit der dritten Schaltwange relativ zum Basiselement gegenüber den bekannten Schaltvorrichtungen deutlich verbessert werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung:

Fig. 1 ein Schaltsystem mit mehreren Schaltvorrichtungen zum Schalten meh rerer Gangstufen, in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2 eine der Schaltvorrichtungen zum Schalten einer ersten und zweiten

Gangstufe, in perspektivischer Ansicht;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Fertigungsanlage zur Herstellung von Schalt vorrichtungen;

Fig. 4a - 4i unterschiedliche Verfahrensschritte zur Herstellung einer Schaltvonrich-tung.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen,

In Fig. 1 ist ein Schaltsystem 1 mit Schaltvorrichtungen 2, 3, 4 eines manuell schaltbaren Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes gezeigt. Ein Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe weist mehrere Gangstufen auf. Das im vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigte Schaltsystem 1 ist für ein 5-Gang-Getriebe gezeigt, wobei durch Verschieben der Schaltvorrichtungen 2, 3, 4 in Längsrichtung einer stationären Führungsschiene 5 zwischen den Getriebestufen gewechselt werden kann. Die Schaltvorrichtungen 2, 3, 4 können vorzugsweise jeweils zwei Gangstufen schalten. Ist das Wechselgetriebe ein 5-Gang-Getriebe kann über die erste Schaltvorrichtung 2 zwischen der ersten und zweiten Gangstufe und über die zweite N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 [SE/EM NR 9741] @010 25 13:38:27

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Schaltvorrichtung 3 zwischen der dritten und vierten Gangstufe und über die dritte Schaltvorrichtung 4 zwischen einer fünften Gangstufe und einem Rückwärtsgang (R) gewechselt werden. Die Anzahl der Schaltvorrichtungen 2, 3, 4 variiert somit abhängig von der Anzahl der zu schaltenden Gangstufen.

In nachfolgender Beschreibung wird ausschließlich auf die Schaltvomchtung 2 Bezug genommen, da sich die Schaltvorrichtungen 2, 3,4 lediglich durch die Ausbildung eines Basiselementes, wie aus Fig. 1 ersichtlich, unterscheiden.

Die Schaltvorrichtung 2 für die Schaltung einer ersten und zweiten Gangstufe eines Zahnräderwechselgetriebes ist in den Fig. 2 und Fig. 4l näher dargestellt. Diese umfasst ein Schaltelement 6 zur Übertragung einer Schaltbewegung von einem Schaltfinger auf die Schaltvorrichtung 2, einen Grundkörper 7 und ein Basiselement 8 sowie ein Führungselement 9. Das Führungselement 9 definiert eine Schaltachse 10 aus.

Der Grundkörper 7 umfasst nach dieser Ausführung in der senkrecht zur Schaltachse 10 verlaufenden Querebene eine erste Schaltwange 11a, eine zweite Schaltwange 11b und eine dritte Schaltwange 11c, Der erste Schaltwange 11a und zweite Schaltwange 11b schließen zwischen sich ein Schaltmaul ein, innerhalb welchem eine nicht dargestellte Schiebemuffe teilweise aufgenommen wird. An den vorragenden Enden der Schaltwange 11a, 11b, 11c sind Führungselemente 12a, 12b, 12c, so genannte Gleitschuhe befestigt, die zum Eingriff mit einer Schiebemuffe dienen.

Die Schaltwangen 11a, 11b weisen jeweils einen Montageabschnitt 13a, 13b, einen Aufnahmeabschnitt 14a, 14b für das Führungseiement 12a, 12b und einen diese miteinander verbindenden Verbindungsabschnitt 15a, 15b auf. Die geneigt zueinander verlaufenden Verbindungsabschnitte 15a, 15b der Schaltwangen 11a, 11b erweitern sich ausgehend vom Montageabschnitt 13a, 13b in Richtung des Aufnahmeabschnittes 14a, 14b auf ein maximales Breitenmaß zwischen den Aufnahmeabschnitten 14a, 14b. Der Montageab-echnitt 13a, 13b der Schaltwangen 11a, 11b bildet eine zum Basiselement 8 zugewandte Fügeftäche 17a, 17b aus. Die Aufnahmeabschnitte 14a, 14b der Schaltwangen 11a, 11b verlaufen parallel zueinander und parallel zu einer Längsebene. Die Schaltwangen 11a, 11b bilden in Richtung ihrer Längserstreckung zwischen dem Montageabschnitt 13a, 13b und Aufnahmeabschnitt 14a, 14b ein etwa rechteckförmig gestaltetes Querschnittsprofil mit sich über die Längserstreckung verändernden Querschnittsabmessungen aus. N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 [SE/EM NR 9741] @01] 25 13:38:44 27-08-2010 12/50 -8-

Die Schaltwange 11c ist zwischen den Schaltwangen 11a, 11b angeordnet und weist einen Montageabschnitt 13c und einen Aufnahmeabschnitt 14c für das Führungselement 12c auf. Der Montageabschnitt 13c bildet eine zum Basiselement 8 zugewandte Fügefläche 17c aus,

Nach gezeigter Ausführung, sind die Schaltwangen 11a, 11b, 11c an ihren Montageabschnitten 13a, 13b, 13c jeweils mit einem Positioniermittel 18a, 18b, 18c (Fig. 4i) versehen, mittels welchem beispielsweise eine Positionierung der Schaltwange 11a, 11b, 11c relativ zum Basiselement 16 oder eine Positionierung der Schaltwange 11a, 11b, 11c während des Transportes in einer Fertigungsanlage erfolgen kann. Das Positioniermittel 18a, 18b, 18c ist beispielsweise durch eine Positionieröffnung mit runder oder ovaler Begrenzungskante gebildet.

Wie aus der Fig. ersichtlich, sind in einer vorteilhaften Ausführung die Schaltwangen 11a, 11b an ihren Montageabschnitten 13a, 13b auf einer der Fügefläche 17a, 17b gegenüberliegenden Seitenfläche mit zumindest einer durch Umformung, insbesondere Kaltumformung hergestellten Prägung 19 {plastische Materialverformung) versehen. Die Prägung 19 liegt einem Fügebereich gegenüber und kann sich über die Länge und über einen Teil der Breite des FOgebereiches erstrecken. Andererseits Ist es auch möglich, dass die Prägung 19 der Flächenabmessung des Fügebereiches entspricht, wobei der Fügebereich durch die überlappenden Flächenabschnitte definiert wird. Vorzugsweise liegt jedem Fügebereich eine Prägung 19 gegenüber. Durch die Prägung 19 kann nun sichergestellt werden, dass in der Umformvorrichtung durch die mit dem Prägevorgang verbundene Materialverdrängung die Fügefläche 17a, 17b mit höchster Fertigungsgenauigkeit hergestellt werden kann. Werden die Schaltwangen 11a, 11b und das Basiselement 6 insbesondere durch Strahlschweißen ohne Zusatzwerkstoff miteinander verbunden, so darf ein Fügespalt im Fügebereich eine maximale Breite von 0,1 mm nicht übersteigen, anderenfalls die Fügeverbindung nicht mit der geforderten Qualität hergestellt werden kann. Durch die Prägung 19 können eventuelle Unebenheiten an der Fügefläche 17a, 17b ausgeglichen werden. Damit wird sichergestellt, dass der Fügespalt Im Fügebereich eine Breite von maximal 0,1 mm aufweist. Natürlich kann auch die Schaltwange 11c mit zumindest einer durch Umformung, insbesondere Kaltumformung, hergestellten Prägung 19 (plastische Materialverformung) versehen werden, wie dies jedoch nicht dargestellt ist.

Die Schaltwangen 11a, 11b sind voneinander und vom Basiselement 16 getrennt einteilig hergestellt und jeweils durch einen aus dünnem Blech spanlos geformten Stanz- und Um- N2010/22900 27/08 201.0 FR 13:36 [SE/EM NR 97411 @012 25 13:39:02 27-08-2010 13/50 • « f · · * · ♦ · 4 · « · *·· · · ««· • * f · * · * » -9- formteil gebildet. Die Schaltwange 11c ist durch einen aus dünnem Blech spanlos geformten Stanztei! gebildet. Die Wandstärke der aus dünnem Stahlblech hergestellten Schaltwange 11a, 11b, 11c beträgt zwischen 2 mm und 6 mm, beispielsweise 4 mm.

Das Basiselement 8 weist einen dem Grundkörper 7 benachbarten plattenartigen, ersten Armabschnitt und einen dem Schaltelement 6 benachbarten plattenartigen, zweiten Arm-abschnitt auf. Nach gezeigter Ausführung laufen die Armabschnitte bogenförmig ineinander. Im ersten Amnabschnitt ist eine Führungsaufnahme zur Lagerung des Führungselementes 9, Insbesondere Führungsrohrs, vorgesehen. Die Führungsaufnahme bildet in Richtung der Schaltachse 10 mit Abstand voneinander angeordnete Auflageabschnitte 20 aus, die jeweils symmetrisch um die Schaltachse 10 mit Abstand parallel verlaufende Nocken 21 und eine sich zwischen diesen bogenförmig erstreckende Senke 22 umfassen. Nach gezeigter Ausführung ist zwischen den Auflageabschnitten 20 eine fensterartige Ausnehmung ausgebildet. Die Auflageabschnitte 20 umfassen jeweils eine abschnittsweise komplementär zur Umfangsfläche des Führungselementes 9 ausgebildete Fügefläche 23. Das Führungselement 9 liegt mit der Umfangsfläche an den Aufiageabschnitten 20 auf, wobei die Auflageabschnitte 20 das Führungselement 9 ausschließlich über einen Umfangsabschnitt umschließen. Die Führungsaufnahme, insbesondere die Auffageab-schnitte 20 sind einteilig mit dem Basiselement 8 Im spanlosen Stanz- und Umformprozess, insbesondere Kaltumformung, hergestellt.

Wie in den Fig. ersichtlich, bildet das Führungselement 9 an seiner Umfangsfläche eine Fügefläche 24 aus. Das Basiselement 8 und das Führungselement 9 sind mit ihren einander zugewandten Fügeflächen 23, 24 gegeneinander angelegt und in durch die aneinander gelegten, überlappenden Flächenabschnitte gebildeten Fügebereichen jeweils über durch Strahlschweißen, insbesondere Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen, hergestellte Fügenähte 25 fest miteinander verbunden.

Im zweiten Armabschnitt ist eine Anbindung für das Schaftelement 6 vorgesehen. Die Anbindung umfasst eine mit der Schaltachse 10 einen Winkel einschließende Fügefläche 27. Zusätzlich kann die Anbindung auch ein, aus einem Materialabschnitt des Basiselementes 8 gebildetes und aus dem Material des Basiselementes 8 ausgeformtes Stütze-tement 28 aufweisen, wie in den Fig. dargestellt

Das Basiselement 8 ist vom Grundkörper 7 getrennt einteilig hergestellt und durch einen aus dünnem Blech spanlos geformten Stanz- und Umformteil gebildet. Die Wandstärke N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 [SE/EM NR 97411 ©013 25 13:39:19 27-08-2010 14/50 - 10- des aus dünnem Stahlblech hergestellten Baslselementes 8 beträgt zwischen 2 mm und 6 mm, beispielsweise 4 mm.

Wie in den Fig. ersichtlich, bildet das Basiselement 8 im ersten Armabschnitt an ihrer dem Grundkörper 7 zugewandten Seite zumindest eine Fügefläche 29 aus. Nach gezeigter Ausführung bildet das Basiselement 8 an seiner unteren Seitenflächen abschnittsweise Fügeflächen 29 aus, die durch Umformung, insbesondere Kaltumformung hergestellte Prägungen (plastische Materialverformungen) gebildet sind.

Das Basiselement 8 und die Schaltwangen 11a, 11b, 11c sind mit ihren einander zugewandten Fügeflächen 17a, 17b, 17c, 29 gegeneinander angelegt und in durch die aneinander gelegten, überlappenden Flächenabschnitte gebildeten Fügebereichen jeweils über durch Strahlschweißen, insbesondere Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen, hergestellte Fügenähte 30 fest miteinander verbunden.

Das Schaitelement 6 zur Übertragung einer Schaltbewegung von einem Schaltfinger auf die Schaltvorrichtung 2 umfasst eine Anbindung für das Basiselement 8 und eine maulförmig geöffnete Schaltausnehmung 31, in die ein nicht dargestellter Schaltfinger eingreift. Die Schaltausnehmung 31 ist abschnittsweise durch einander gegenüberliegende und zueinander weisende Sperr- und Schaltflächen 32, 33 begrenzt. Die Sperrflächen 32 sind bogenförmig ausgebildet. Die Schaltflächen 33 sind planparallel zueinander ausgerichtet. Der lichte Abstand zwischen den Schaltflächen 33 ist geringfügig größer als eine Breite des Schaltfingers, sodass dieser zwischen den Schaltflächen 33 aufgenommen werden kann, wenn die Schalt- und Wählwelle mit dem Schaltflnger relativ zum Schaltelement 6 positioniert wurde. Der Schaltfinger Ist auf einer nicht dargestellten Schalt- und Wählwelle befestigt, welche um ihre Längsachse drehbar und in axialer Richtung verschiebbar in einem Schaltdomgehäuse gelagert ist. Durch eine Schaltbewegung wird die axial in die Schaltstellung positionierte Schalt- und Wählwelle um ihre Längsachse verdreht, sodass der Schaltfinger je nach zu schaltendem Gang entweder gegen die linke oder rechte Schaltfläche 33 aufläuft und das Schaltelement 6 bzw. die Schaltvorrichtung 2 relativ zur Führungsschiene 5 in Richtung der Schaltachse 10 bewegt.

Die Anbindung für das Basiselement 8 umfasst eine mit einer Symmetrieebene 34 zwischen den Schaltflächen 33 einen Winkel einschließende Fügefläche 35. Zusätzlich kann alternativ zur Ausführung des Basiselementes 8 die Anbindung des Schaltelementes 6 ein aus einem Materiaiabschnitt des Schaltelementes 6 ausgebildetes und aus dem Material N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 [SE/FM NR 9741] @014 25 13:39:37 27-08-2010 15/50

-11 - des Schalteiementes 6 ausgeformtes Stützeiement 28 aufweisen, wie nicht weiter dargestellt.

Wie in den Fig. eingetragen, kann das Schaltelement 6 ferner mit einem Lagerelement 26 versehen werden, welches eine ebene Führungsfläche 84 ausbildet. Weist das Schaltsystem 1 zumindest zwei Schaltvorrichtungen 2, 3 für die Schaltung von Gangstufen eines Zahnräderwechselgetriebes auf, so können sich die Schaltelemente 6, 6‘ der Schaltvorrichtungen 2, 3 an ihren einander zugewandten Führungsflächen 84, 84' gegeneinander abstützen, Dabei wird von einem der Schaitelemente 6, 6' die Führungsfläche 84, 84‘ vom Lagerelement 26 ausgebildet. Auch ist es möglich, dass jedes Schaltelement 6, 6' ein Lagerelement 26 aufweist, welche jeweils eine Führungsfläche 84, 84' ausbilden. Die Führungsfläche 84 am Lagerelement 26 ist von einer, zur Seitenfläche 40 des Schaltelementes 6 in vertikaler Richtung versetzt und parallel verlaufenden Führungsebene ausgebildet. Ist kein Lagerelement 26 vorgesehen, so wird die Führungsfläche 84, B4‘ durch die Seitenfläche 40 des Schaltelementes 6 gebildet,

Nach Fig. 1 weist das Schaltsystem 1 drei Schaltvorrichtungen 2, 3, 4 für die Schaltung von Gangstufen eines Zahnräderwechselgetriebes auf, bei dem das Schaltelement 6' der Schaltvorrichtung 3 an seinen voneinander abgewandten Seitenflächen 40 die Führungsflächen 84' ausbildet, während die oberhalb und unterhalb zum Schaltelement 6‘ in parallelen Fühmngsebenen verlaufenden Schaltelemente 6, 6"der Schaltvorrichtungen 2. 4 jeweils auf ihren einander zugewandten Seitenflächen 40 vorragende Lagerelemente 26, 26“ mit den Führungsfläche 84, 84“ ausbilden.

Bei einer Schaltbewegung einer der Schaltvorrichtungen 2, 3; 4 werden die Schälvorrichtungen 2, 3; 4 im Bereich der Schaltelemente 6, 6‘; 6“ gegenseitig gleitend geführt. Dadurch wird ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Führungskonzept für die Schaltvorrichtungen 2, 3; 4 geschaffen, welches einfach aufgebaut ist und kostengünstig hergestellt werden kann. Das Lageretement 26, 26" ist einteilig mit dem Schaft-element 6, 6" im spanlosen Stanz- und Umformprozess, insbesondere Kaltumformung, hergestellt.

Das Schaltelement 6 ist vom Grundkörper 7 und dem Basiselement getrennt einteilig her-gestellt und durch einen aus dünnem Blech spanlos geformten Stanz- und Umformteil gebildet. Die Wandstärke des aus dünnem Stahlblech hergestellten Schaltelementes 6 beträgt zwischen 4 mm und 8 mm, beispielsweise 6 mm. N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 JSE/EM NR 97411 0015 25 13:39:54 27-08-2010 16/50 *····· · ·»· « ι · · «ι« · ·*« • * * * * * · · Μ * · « * «««····+ · · - 12-

Vorzugsweise weisen das Schaltelement 6 und Basiselement 8 unterschiedliche Wandstärken auf. Insbesondere ist die Wandstärke des Schaltelementes 6 größer als die Wandstärke des Basiselementes 8. Dadurch wird eine bessere Positionierung des Schaltelementes 6 und Basiselementes 8 in einer Fügeebene 36 zwischen den Fügeflächen 27, 35 ermöglicht. Ist ein Stützelement 28 vorgesehen, kann eine verbesserte Abstützung zwischen dem Schalt- und Basiselement 6, 8 erreicht werden. Das Stützelement 28 erstreckt sich in der Fügeebene 36 annähernd über die Wandstärke des dickeren Schalt- oder Basiselementes 6, 8 derart, dass ein vom Stützelement 28 ausgebildeter erster Fügefiächenabschnitt und die seitlichen neben dem Stützelement 28 ausgebildeten zweiten Fügeflächenabschnitte an der gegenüberliegenden Fügefläche 27; 35 anliegen.

Nach gezeigter Ausführung schließen der erste Fügeflächenabschnitt mit der oberen Seitenfläche 40 des Schalteiementes 6 und die zweiten Fügeflächenabschnitte mit der unteren Seitenfläche 40 des Schaltelementes 6 bündig ab. Die ersten und zweiten Fügeflächenabschnitte bilden dabei die Fügeflächen 27 aus. Mit anderen Worten, sind das Schaltelement 6 und das Basiselement 8 mit ihren einander zugewandten Fügeflächen 27. 35 gegeneinander angelegt und in durch die aneinander gelegten, überlappenden Fiächenabschnitte gebildeten Fügebereichen jeweils über durch Strahlschweißen, insbesondere Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen, hergestellte Fügenähte 37 fest miteinander verbunden. Die Fügebereiche sind in zueinander versetzten Fügeebenen zwischen dem ersten Fügeflächenabschnitt und der Fügefläche 35 einerseits und den zweiten Fügeflächenabschnitten und der Fügefläche 35 andererseits ausgebildet.

Die Fügeebene 36 zwischen den stumpf aneinander gelegten Schalt- und Basiselementen 6, 8 schließt mit der Schaltachse 10 einen Winkel 38 zwischen 10' und 85° ein, wie in Fig, 4b eingetragen.

Die Fügenähte 25, 30, 37 bilden eine stoffflüssige Fügeverbindung. Die beschriebenen Fügenähte können alternativ zu den Schweißnähten auch durch Klebe- oder Lötnähte gebildet sein.

Das Führungselement 9 ist durch einen Profilkörper, insbesondere ein Führungsrohr gebildet, an dessen Enden jeweils eine Lagerung 39, insbesondere Gleitbuchse, angeordnet ist.

Anhand den Fig. 3 und 4 wird das Verfahren zur Herstellung beispielsweise der Schaltvorrichtung 2 in aufeinander folgenden Positionier- und Fügeprozessen erläutert. Die HersteJ- N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 [SE/EM NR 9741] 0016 25 13:40; 11 27-08-2010 17/50 • m · * · • * · « · · · - 13- lung erfolgt vorzugsweise durch eine automatisierte Fertigungsanlage, wie sie in Fig. 3 als Blockschaltbild für die einzelnen Positionier- und Fügeprozesse dargestellt ist. In den Fig. 4a bis 4i sind aus Gründen der besseren Übersicht jeweils ausschließlich die in ihrer Spannposition befindlichen „aktiven“ Positioniervorrichtungen der Fügestationen 44, 75 eingetragen.

In einer bevorzugten Ausführung werden in einem vorgelagerten Arbeitsprozess die Bauteile der Schaltvorrichtungen 2, 3, 4, daher das Schaltelement 6, die Schaltwangen 11a, 11b, 11c, das Basiselement 8 sowie das Führungselement 9 vorgefertigt. Das Schaitele-ment 6, die Schaltwangen 11a, 11b, 11c, das Basiselement 8 sind durch Stanz- und Umformteile gebildet, welche in der Stanz- und Umformanlage 41 hergestellt werden.

Eine besonders wirtschaftliche Herstellung der Bauteile 6, 8,11a, 11b, 11c kann realisiert werden, wenn für jeden Bauteil 6, B, 11a, 11b, 11c ein ebener Blechstreifen, vorzugsweise endlos von einem Coil, einer Stanz- und Umformvorrichtung, insbesondere einem Folgeverbundwerkzeug, zu- und durch diese hindurchgeführt wird und schrittweise Stanz-und Umformstationen durchläuft. Dabei wird aus dem Blechstreifen in einem Stanzprozess eine Vielzahl von Rohlingen bzw. Zuschnitten ausgestanzt und diese in einem Umformprozess (Biegen, Pressen, Prägen, Kalibrieren) in einem oder mehreren aufeinander folgenden Umformschritt(en) geformt. Die Gestaltung der Bauteile 6, 8,11a, 11b, 11c sieht vor, dass diese nach Durchführung aller Umformoperationen keinerlei mechanische Nacharbeit erfordert. So werden beim Basiselement 8 durch den Stanz- und Umformprozess in einem oder mehreren aufeinander folgenden Stanz- und Umformschritt(en) die Auflageabschnitte 20, die Fügeflächen 27, 29 und gegebenenfalls das Stützelement 28 geformt. Bei der Schaltwange 11a, 11b, 11c wird durch den Stanz- und Umformprozess in einem oder mehreren aufeinander folgenden Stanz- und Umformschritt(en) der Montageabschnitt 13a, 13b, 13c, Aufnahmeabschnitt 14a, 14b, 14c, Verbindungsabschnitt 15a, 15b, die Fügefläche 17a, 17b, 17c und gegebenenfalls die Prägung 19 und Positioniermit-tel 18a, 18b, 18c geformt. Bei dem Schaltelement 6 wird durch den Stanz- und Umformprozess in einem oder mehreren aufeinander folgenden Stanz- und Umformschritt(en) die Sperr- und Schaltflächen 32, 33, die Fügefläche 37 und gegebenenfalls das Stützelement 28 und Lagerelement 26 geformt.

Die Herstellung der Bauteile 6, 8,11a, 11b, 11c erfolgt in einer Stanz- und Umformanlage 43, welche den ersten Arbeitsprozess durchführt, wie in Fig. 3 schematisch als Block dargestellt. N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 (SE/EM NR 97411 ®01? 25 13:40:2 B 27-08-2010 18/50 I * · « « · • t k · «· · I » « I * - 14-

Die vorgefertigten Bauteile 6, Θ, 11a, 11b, 11c werden der automatisierten Fertigungsanlage 42 zugeführt. Die Fertigungsanlage 42 umfasst zumindest eine automatisierte Trans-portvorrichlung 43 und über die Transportvorrichtung 43 miteinander verbundene automatisierte Fügestationen 44, 75. Die Fügestationen 44, 75 sind entlang der Transportvorrichtung 43 in Produktionsrichtung - gemäß eingetragenem Pfeil - hintereinander angeordnet.

In einem ersten Positionier- und Fügeprozess in der ersten Fügestation 44 werden das Schaltelement 6, das Basiselement 8 und das Führungselement 9 miteinander zu einer Baugruppe gefügt, wie aus der Zusammenschau der Fig. 3 und 4a bis 4c ersichtlich.

Hierzu werden der ersten Fügestation 44 vorerst das Schaltelement 6 und das Führungselement 9 zugeführt und jeweils über eine Beschickungsvorrichtung in einer Übemahme-position bereitgestellt, in welcher das Schaltelement 6 und das Führungselement 9 von Positioniervorrichtungen 45 bis 4B übernommen und jeweils in eine Bereitstellungsposition bewegt und in dieser fixiert gehalten werden. Die Positioniervorrichtungen 45 bis 46 sind jeweils auf einer elektronisch geregelten Antriebseinheit 49 bis 52 gelagert, welche zumindest einen elektrischen Antrieb 53, 54, insbesondere stufenlos steuerbaren Servomotor, aufweisen. Der Antrieb 53, 54 ist an eine elektronische Steuerung 55 angeschlossen, welche ihrerseits eine elektronische Auswerteeinheit 56, insbesondere einen Regier, aufweist. Diese kann eine Spannkraft und/oder einen Verfahrweg der Positioniervorrichtung 45 bis 48 auswerten. Hierzu wird das ausgeübte Drehmoment bzw. der Motorstrom des stufen los steuerbaren Elektromotors erfasst und der Istwert der Spannkraft und/oder Istwert des Verfahrweges der Positioniervorrichtung 45 bis 48 ermittelt.

Die Positioniervorrichtungen 45 für das Führungselement 9 weisen jeweils mehrere relativ zueinander verstellbare, insbesondere voneinander getrennt in radialer Richtung zu einer Zentrumsachse und in x-Richtung zwischen einer Ausgangsposition und Spannposition verstellbare Positionierelemente 57 auf. Die Positionierelemente 57 sind mittels der elektronisch geregelten Antriebseinheit 49 in die offenen Enden des Führungselementes 9 positionierbar. Die Positionierelemente 57 bilden jeweils ein mit dem Führungselement 9 in Eingriff bringbares Positioniermittel aus. Die Positioniervorrichtung 45 bildet nach gezeigter Ausführung einen Dreibackengreifer aus. Die Positioniervorrichtungen 49 und An-triebseinheiten 51 bilden eine erste Positioniereinheit 58 aus.

Soll nun das Führungselement 9 zum Fügen mit dem BasiseJement 8 bereitgestellt werden, wird das Basiselement 8, welches sich in der Übemahmeposition zwischen gegen- N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 LSE/EM NR 9741 ] ®018 13-.40:46 27-08-2010 19 /50 25 ······ * » · ι * I * I «fl · · ' ’ 1111 · * · * - 15-überJiegenden Positioniervorrichtungen 45 befindet, in der ersten Fügestation 44 mittels der Positioniervorrichtungen 45 von der Übernahmeposition übernommen und in x-, y-, z-Richtung In die Bereitstellungsposition bewegt und in dieser fixiert gehalten, wie in Fig. 4a dargestetlt. Hierzu werden die Positioniervorrichtungen 45 verfahren und die Positionierelemente 57 in die offenen Enden des Führungselementes 9 eingeführt und mit den Positioniermittel 57 gegen die Stirnseiten des Führungselementes 9 und den Innenumfang der Führungen 39 angelegt. Das Führungselement 9 wird somit von innen zentrisch und in Richtung der Schaltachse 10 (x-Richtung) gespannt. Dabei wird der Verfahrweg einer oder beider Positioniervorrichtungen 45 und gegebenenfalls die Spannkraft der Positionierelemente 57 auf das Führungselement 9 ausgewertet. Die Istwerte für den Verfahrweg und die Spannkraft werden mit Sollwerten in der Auswerteeinheit 56 verglichen und durch Regelung der Antriebseinheiten 49 das Führungselement 9 exakt in Bereitstellungsposition bewegt werden. In der Bereitstellungsposition ist das Führungselement 9 in x-, y-, z-Richtung in einer Sollposition gehalten. Die Haltekraft, mit welcher das Führungselement 9 in der Bereitstellungsposition fixiert wird, kann je nach Anwendungsfall abhängig von der Spannkraft, definiert werden.

Die Positioniervorrichtungen 46 bis 48 für das Schaltefement 6 und die Antriebseinheiten 54 bilden eine zweite Positioniereinheit 59 aus. Die Positioniervorrichtung 46 weist relativ zueinander in x-, y-Richtung zwischen einer Ausgangsposition und Spannposition verstellbare Positionierelemente 60 auf. Die Positionierelemente 60 sind mittels der elektronisch geregelten Antriebseinheit 50 zwischen den Schaltflächen 33 positionierbar, wobei die Positionierelemente 60 in deren Ausgangsposition von den Schaltflächen 33 entfernt sind und in deren Spannposition gegen die Schaltflächen 33 mit einer Spannkraft angelegt sind. Die Positionierelemente 60 bilden jeweils ein mit dem Schalteiement 6 in Eingriff bringbares Positioniermittei 61 aus. Die Positioniervorrichtung 46 bildet nach gezeigter Ausführung einen Parallelgreifer aus. Die Positioniervorrichtung 47 weist relativ zueinander in x-, y-Richtung zwischen einer Ausgangsposition und Spannposition verstellbare Positionierelemente 62 auf. Die Positionierelemente 62 sind mittels der elektronisch geregelten Antriebseinheit 51 zwischen den Sperrflächen 32 positionierbar, wobei die Positionierelemente 62 in deren Ausgangsposition von den Sperrflächen 32 entfernt sind und in deren Spannposition gegen die Sperrflächen 32 mit einer Spannkraft angelegt sind. Die Positionierelemente 62 bilden jeweils ein mit dem Schaltelement 6 in Eingriff bringbares Positioniermitte! 63 aus. Die Positioniervorrichtung 46 bildet nach gezeigter Ausführung einen Parallelgreifer aus. Die Positioniervorrichtungen 48 weisen jeweils relativ zueinan- N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 [SF/KM NR 97411 0019

13:41:05 27-08-2010 20 /SO 25 » ι · «ι * · ι » t 4 · «tt · · tu • · · * · · I * - 16-der in x-, z-Richtung zwischen einer Ausgangsposition und Spannposition verstellbare Positionierelemente 64 auf. Die Positionierelemente 64 sind mittels der elektronisch geregelten Antriebseinheit 52 positionierbar und auf das Schaltelement 6 zustellbar, wobei die Positionierelemente 64 in deren Ausgangsposition von einer oberen und unteren Seitenfläche 40 des Schaltelementes 6 entfernt sind und in deren Spannposition gegen die Seitenflächen 40 mit einer Spannkraft angelegt sind. Die Positioniervorrichtung 48 bildet nach gezeigter Ausführung einen Parallelgreifer aus.

Soll nun das Schaltelement 6 zum Fügen mit dem Basiselement 8 bereitgestellt werden, wird das Schaltelement 6 in der ersten Fügestation 44 mittels der Positioniervorrichtungen 46, 47,48 von der Übernahmeposition übernommen und in x-, y-, z-Richtung in die Bereitstellungsposition bewegt und in dieser fixiert gehalten, wie in Fig. 4a dargestellt. Hierzu werden die Positioniervorrichtungen 46,47, 48 verfahren und die Positionierelemente 60, 62 zwischen den Sperr- und Schaltflächen 32, 33 verstellt sowie das Schaltelement 6 zwischen den Positionierelementen 64 aufgenommen. Dabei wird der Verfahrweg der Positioniervorrichtungen 46, 47,48 und gegebenenfalls die Spannkraft der Positionierelemente 60, 62, 64 auf das Schaltelement 6 ausgewertet. Die Istwerte für den Verfahrweg und die Spannkraft werden mit Sollwerten in der Auswerteeinheit 56 verglichen. Durch Regelung der Antriebseinheiten 50, 51, 52 kann das Schaltelement 6 exakt in die Bereitstellungsposition bewegt werden. In der Bereitstellungsposition ist das Schaltelement 6 in x-, y-, z-Richtung in einer Sollposition gehalten. Die Haltekraft, mit welcher das Schattelement 6 in der Bereitsteliungsposition fixiert wird, kann Je nach Anwendungsfall abhängig von der Spannkraft, definiert werden.

Sind nun das Schaltelement 6 und das Führungselement 9 jeweils in der Bereitstellungsposition fixiert gehalten, sind diese um ein Relativmaß (Fügemaß) in x-, y-, z-Richtung zueinander positioniert und in deren Relativpositionen gegeneinander ausgerichtet. Die Schaltachse 10 und Symmetrieebene 34 schließen einen Winkel von 90° ein.

Wie in Fig. 4b eingetragen, wird nachdem das Schaltelement 6 und Führungselement 9 jeweils in x-, y-, z-Richtung in die Sollposition positioniert wurden, das Basiseiement 8 relativ zu dem fixiert gehaltenen Schaltelement 6 und Führungselement 9 positioniert.

Die Positioniervorrichtung 65 ist auf einer elektronisch geregelten Antriebseinheit 66 gelagert, welche zumindest einen elektrischen Antrieb 67, insbesondere stufenlos steuerbaren Servomotor, aufweist. Der Antrieb 67 ist an die oben beschriebene elektronische Steue- N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 [SE/EM NR 9741] 0020 13:41:23 27-08-2010 21 /50 25 ······ · ··· • · * ·* · · · * > · < I · « ·· · · - 17-rung 55 angeschlossen. Die Posflloniervorrichtung 65 und Antriebseinheit 66 bilden eine dritte Positioniereinheit 68 aus.

Die Positioniervorrichtung 65 weist relativ zueinander zwischen einer Ausgangsposition und Spannposition verstellbare Positionierelemente 69 auf. Die Positionierelemente 69 sind auf die obere und untere Seitenfläche des Basiselementes 8 zustellbar.

Soll nun das Basiselement 8 mit dem Schalt- und Führungselement 6, 8 gefügt werden, wird vorerst das Basiselement 8 in der ersten Fügestation 44 über eine Beschickungsvorrichtung ln einer Übernahmeposition bereitgestellt und an dieser von der Positioniervor-richtung 65 übernommen. Sodann wird das Basiselement 8 in x-Richtung in die Sollposition bewegt und in dieser gehalten, wie En Fig. 4b dargestellt. Eine einfache Positionierung des Basiselementes 8 ergibt sich dadurch, wenn diese mit der Fügefläche 23 der Führungsaufnahme (Fig. 2), insbesondere den Auflageabschnitten 20 auf die Umfangsfläche des Führungselementes 9 aufgelegt und auf dem Führungselement 9 aufliegend parallel in Richtung der Schaltachse 10 (x-Richtung) solange verschoben wird, bis das Basiselement 8 mit seiner geneigten Fügefläche 27 gegen die geneigte Fügefläche 35 des Schaltelementes 6 aufläuft. Das Basiselement 8 wird in seiner Sollposition mit einer definierten Spannkraft gegen das Schaltelement 6 angedrückt.

Auf der Zustellbewegung des Basiselementes 8 wird der Verfahrweg der Positioniervorrichtung 65 und die Spannkraft auf das Schaltelement 6 ausgewertet. Die Istwerte für den Verfahrweg und die Spannkraft werden mit Sollwerten in der Auswerteeinheit 56 verliehen. Wird das Basiselement 8 gegen das Schaltelement 6 angedrückt, steigt die Spannkraft. Erreicht der Istwert der Spannkraft einen in der Steuerung 55 gespeicherten Sollwert für die Spannkraft, befindet sich das Basiselement 8 in einer Sollposition in x-Richtung und wird die Verstellbewegung der Positioniervorrichtung 65 angehaften. Nachdem das Basiselement 8 auf dem Führungselement 9 aufliegend in Richtung der Schaltachse 10 verschoben wird, ist auch die Sollposition in y-Richtung (Querausrichtung senkrecht zur Schaltachse 10) eingestellt. Die Sollposition in z-Richtung (Rotationsausrichtung um die Schaltachse 10) wird über die Positioniervorrichtung 65 eingestellt. Da zwischen der Schaltachse 10 und der Fügeebene 36 ein spitzer Winkei 38 eingeschlossen ist, kann abhängig von den Herstelltoleranzen der Verfahrweg der Positioniervorrichtung 65 variieren. Durch Auswertung des Spannkraftverlaufes wird sichergestellt, dass das Basiselement 8 unabhängig von den Herstelltoleranzen stets mit einer konstanten Spannkraft gegen das Schaltelement 6 angepresst wird. Liegt beispielsweise am Schaltelement 6 an N2Q10/22900 27/08 2010 FR 1.3:36 [ SE/EM NR 974J I ®021 13:41-.41 27-08-2010 22 /50 25 - 18-der Fügefläche 35 ein Untermaß vor, wird das Basiselement 8 in x-Richtung weiter auf das Schaltelement 6 zubewegt, als wenn ein Übermaß vorliegt. Somit kann die Fertigungsgenauigkeit der aus dem Schaltelement 6, Basiselement 8 und Führungselement 9 gebildeten Baugruppe wesentlich verbessert werden, selbst wenn diese Bauteile „ungenau" hergestellt worden sind.

Nach dem Positionierprozess der Bauteile werden das Basiselement 8 mit dem Schaltelement 6 und dem Führungselement 9 über stoffschlüssige Fügeverbindungen 25, 37 verbunden, wie in Fig. 4c ersichtlich. Da abhängig von der Positionierbewegung des Basiselementes 8 relativ zum Schaltelement 6 und Führungsetement 9 sich auch die Fügeposition der Fügenähte 25, 37 bzw. Fügebereiche ändern wird, muss von der Auswerteeinheit 56 der Istwert des Verfahrweges der Positioniervorrichtung 65 ausgewertet werden, sobald der Istwert für die Spannkraft den Sollwert für die Spannkraft erreicht hat, daher eine Sollposition für das Basiselement 8 erreicht wurde.

Die Steuerung 55 berechnet abhängig von der, nach jedem Positioniervorgang für ein Basiselement 8 definierten Sollposition in Richtung der Schaltachse 10 eine Fügebahn für die Fügenähte 25 37 bzw. Fügebereiche.

Die Fügestation 44 umfasst zumindest eine in x-, y- und/oder z-Richtung bewegbare Fügevorrichtung 70 (Fig. 3), beispielsweise zumindest einen Strahlschweißkopf 71, welche gegenüber die zusammen gesetzte Baugruppe in die Nähe der Fügebereiche bewegbar ist. Die Fügevorrichtung 70 ist auf einer elektronisch geregelten Antriebseinheit (nicht gezeigt) gelagert, welche zumindest einen elektrischen Antrieb, insbesondere stufenlos steuerbaren Servomotor, aufweist. Der Antrieb ist an die oben beschriebene elektronische Steuerung 55 angeschlossen. Die Steuerung 55 gibt basierend auf der eingestellten Sollposition für das Basiselement 8 eine Bewegungsbahn (Bahnkurve) für die Fügevorrichtung 70 vor, um die Fügeverbindungen an den berechneten Fügebahnen anzubringen.

Die vorgefügte Baugruppe wird über die Transportvorrichtung 43 zu einer zweiten Fügestation 75 gefördert.

In einem zweiten Positionier- und Fügeprozess in der zweiten Fügestation 75 werden die Schaltwangen 11a, 11b, 11c mit der Baugruppe 6, 8, 9 gefügt, wie aus der Zusammenschau der Fig. 3 und 4d bis 4i ersichtlich. N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 [ SE/EM NR 9741 ] @022 25 13:41:57 27-08-2010 23 /50 • * · · • I · · • » · - 19-

Hierzu wird der zweiten Fügestation 75 vorerst die vorgefügte Baugruppe zugeführt und über eine Beschickungsvorrichtung in einer Übernahmeposition bereitgestellt, in welcher die Baugruppe von Positioniervorrichtungen 76, 77 übernommen und von diesen in eine Bereitsteilungsposition bewegt und in dieser fixiert gehalten werden. Die Positioniervorrichtungen 76, 77 sind auf einer Antriebseinheiten 78, 79 gelagert, welche beispielsweise jeweils zumindest einen ffuidischen Antrieb aufweisen. Der Antrieb ist an die elektronische Steuerung 55 angeschlossen.

Die Positioniervorrichtungen 76 für das Führungselement 9 weisen jeweils mehrere relativ zueinander verstellbare, insbesondere voneinander getrennt ln radialer Richtung zu einer Zentrumsachse und In x-Richtung zwischen einer Ausgangsposition und Spannposition verstellbare Positionierelemente 80 auf. Die Positionierelemente 80 sind mittels der Antriebseinheit 76 in die offenen Enden des Führungselementes 9 positionierbar. Die Positionierelemente 80 bilden jeweils ein mit dem Führungselement 9 in Eingriff bringbares Positioniermittel aus. Das Führungselement 9 wird somit von innen zentrisch und in Richtung der Schaltachse 10 (x-Richtung) gespannt. Die Positioniervorrichtung 76 bildet nach gezeigter Ausführung einen Dreibackengreifer aus. Die Positioniervorrichtungen 76, 77 und Antriebseinheiten 78, 79 bilden eine erste Positioniereinheit 82 der zweiten Fügestation 75 aus.

Die Positioniervorrichtung 77 weist relativ zueinander In y-, z-Richtung zwischen einer Ausgangsposition und Spannposition verstellbare Positionierelemente 83 auf. Die Positionierelemente 83 sind mittels der Antriebseinheit 79 positionierbar und auf das Schaltelement 6 zustellbar, wobei die Positionierelemente 83 in deren Ausgangsposition von den Führungsflächen 84 des Schaltelementes 6 entfernt sind und in deren Spannposition gegen die Führungsflächen 84 mit einer Spannkraft angelegt sind. Die Positioniervorrichtung 48 bildet nach gezeigter Ausführung einen Parallelgreifer aus.

In der Bereitstellungspositron ist die Baugruppe von den Positioniervorrichtungen 76, 77 in x-, y-, z-Richtung fixiert gehalten, wie in Fig. 4d dargestellt.

Soll nun die erste Schaltwange 11a mit dem Basiselement 8 gefügt werden, wird vorerst die erste Schaltwange 11a der zweiten Fügestation 44 zugeführt und über eine Beschickungsvorrichtung in einer Übernahmeposition bereitgestellt, in welcher die Schaltwange 11a übernommen und in eine von der Steuerung 55 vordefinierte Sollposition (wie in Fig. 4d eingetragen) relativ zum Basiselement 8 bewegt und in dieser gehalten wird, ln der N2010/22900 27/08 2010 FR 18:36 [SE/EM NR 9741] ®023 13:42:15 27-08-2010 24 /50 25 -20-

Sollposition ist die erste Schaltwange 11a relativ zum Basiselement 8 in x-, y-, z-Richtung positioniert.

Die erste Schaltwange 11a wird über eine Positioniervorrichtung 92 in die vordefinierte Sollposition verbracht. Die Positioniervorrichtung 92 ist auf einer Antriebseinheit 93 gelagert, welche beispielsweise zumindest einen fluidischen Antrieb aufweist. Der Antrieb ist an die elektronische Steuerung 55 angeschlossen. Die Positioniervorrichtung 92 für die erste Schaltwange 11a weist relativ zueinander in x-, y-Richtung zwischen einer Ausgangsposition und Spannposition verstellbare Positionierelemente 94 auf. Die Positioniervorrichtung 92 bildet nach gezeigter Ausführung einen Parallelgreifer aus.

Auf der Positionierbewegung der ersten Schaltwange 11a in x-, y-Richtung liegt diese über den Montageabschnitt 13a an der Fügefläche 29 auf und wird der Montageabschnitt 13a über einen in y-, z-Richtung verstellbaren Niederhalter 81 mit einer Spannkraft beaufschlagt. Die Spannkraft wirkt senkrecht auf die Fügefläche 29. Die Positioniervorrichtung 92 weist den Niederhalter 81 auf.

Fertigungstoleranzen an der ersten Schaltwange 11a können dazu führen, dass das geforderte Fügemaß 85, 88 nicht eingehalten wird, selbst wenn sich die erste Schaltwange 11a in der vordefinierten Sollposition befindet, wie aus den Fig. 4d und 4e ersichtlich wird.

Um die Positionsabweichungen der ersten Schaltwange 11a von der vordefinierten Sollposition zu erfassen, wird über zumindest eine Messvorrichtung eine Istposition der ersten Schaltwange 11a bzw, des Führungselementes 12a in x-, y-Richtung erfasst.

Nach gezeigter Ausführung sind eine erste Messvorrichtung 96 zum Erfassen einer Istposition zumindest einer der Eingriffsflächen 91 und eine zweite Messvorrichtung 97 zum Erfassen einer Istposition einer inneren Seitenfläche 95 vorgesehen, wozu diese über eine Antriebseinheit in x-, y- und/oder z-Richtung verstellbar sind. Die Messvorrichtungen 96, 97 (wie durch Pfeile schematisch angedeutet) sind an die Steuerung 55 angeschlossen und beispielsweise durch einen Messtaster oder ein opto-elektronisches Messsystem, insbesondere Laser-oder Infrarotmesssystem oder Triangulationssensor und dg!,, oder durch ein llltraschallmesssystem gebildet.

Von der Auswerteeinheit 56 werden die Istpositionen mit Sollpositionen verglichen und Abweichungen ausgewertet. Die Steuerung 55 berechnet auf Basis der Positionsabweichungen der ersten Schaltwange 11a von der vordefinierten Sollposition eine korrigierte N2D10/22900 27/08 2010 FR 13:36 [SE/EM NR 9741 ] 0024 13:42:32 27-08-2010 25/50 25 -21 -

Sollposition für die erste Schaltwange 11a. Basierend auf der korrigierten Sollposition kann die Steuerung eine Korrekturbewegung 100,101 für die erste Schaltwange 11a in x-und/oder y-Richtung berechnen. Für die Ausführung der Korrekturbewegung(en) 100,101 weist die Positioniervorrichtung 92 zusätzlich Positionierelemente 98, 99 (wie durch Pfeile in Fig. 4e schematisch angedeutet) auf, welche über elektronisch geregelte Antriebseinheiten, welche zumindest einen elektrischen Antrieb, insbesondere stufenlos steuerbaren Servomotor, aufweisen, in x-, y-Richtung verstellbar sind. Der Antrieb ist an die oben beschriebene elektronische Steuerung 55 angeschlossen. Nach einer möglichen Ausführung sind die Positionierelemente 98 durch in x-Richtung relativ zueinander zwischen einer Ausgangsposition und Spannposition verstellbare Schieber und die Positionierelemente 99 durch in y-Richtung relativ zueinander zwischen einer Ausgangsposition und Spannposition verstellbare Schieber gebildet.

Muss nun in Folge einer Positionsabweichung der ersten Schaltwange 11a von der vordefinierten Sollposition die erste Schaltwange 11a in eine korrigierte Sollposition bewegt werden, wird die erste Schaltwange 11a durch Regelung der Antriebseinheiten für die Positionierelemente 98 bzw. 99 exakt in korrigierte Sollposition in x- und/oder y-Richtung verschoben, wie in Fig. 4e eingetragen, wobei währenddessen die Spannkraft des Niederhalters 61 in senkrechter Richtung auf die Fügefläche 29 aufrechterhalten bleibt.

Befindet sich die erste Schaltwange 11a in der korrigierten Sollposition, ist ein erstes Fügemaß 65 in x-Richtung (in Richtung der Schaltachse 10) zwischen einer ersten Bezugslinie 86 am Schaltelement 6 und einer zweiten Bezugslinie 87 an der ersten Schaltwange 11a sowie ein zweites Fügemaß 88 in y-Richtung (in zur Schaltachse 10 senkrechter Richtung) zwischen einer ersten Bezugslinie 89 an dem Führungselement 9 und einer zweiten Bezugslinie 90 an der ersten Schaltwange 11a eingestellt. Die erste Bezugslinie 86 ist durch die Symmetrieebene 34 und die zweite Bezugslinie 87 durch die Symmetrie-ebene zwischen den voneinander abgewandten Eingriffsflächen 91 des Führungselementes 12a definiert. Die erste Bezugslinie 89 ist durch die Schaltachse 10 und die zweite Bezugslinie 90 durch die innere Seitenfläche 95 des Führungselementes 12a definiert.

Die Positioniervorrichtung 92 mit den Positionierelementen 94, 98, 99 und Niederhalter 81 und die Antriebseinheiten 93 bilden eine zweite Positioniereinheit 102 der zweiten Fügestation 75 aus. N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 [SE/EM NR 9741) @1025 13:42:49 27-08-2010 26 /50 25

»#»*»* * » · * • · * ·· * · ··I «·· « « · · -22-

Nach dem Positionierprozess der ersten Schaltwange 11a wird diese mit dem Basiselement 8 über stoffschlüssige Fügeverbindungen 30 verbunden, wie in Fig. 4f ersichtlich. Da abhängig von der Korrekturbewegung(en) der ersten Schaltwange 11a relativ zum Basiselement 8 sich auch die Fügeposition der Fügenähte 30 bzw. Fügebereiche ändern wird, muss von der Auswerte ein heit 56 der Korrekturweg der Positioniervorrichtung 92, insbesondere Positionierelemente 98, 99 ausgewertet werden.

Die Fügestation 75 umfasst zumindest eine in x-, y- und/oder z-Richtung bewegbare Fügevorrichtung 103 (Fig. 3), beispielsweise zumindest einen Strahlschweißkopf 104, welcher gegenüber die zusammen gesetzte Baugruppe in die Nähe der Fügebereiche bewegbar ist. Die Fügevorrichtung 103 ist auf einer elektronisch geregelten Antriebseinheit (nicht gezeigt) gelagert, welche zumindest einen elektrischen Antrieb, insbesondere stufenlos steuerbaren Servomotor, aufweist. Der Antrieb ist an die oben beschriebene elektronische Steuerung 55 angeschlossen. Die Steuerung 55 gibt basierend auf der korrigierten Sollposition für die erste Schaltwange 11a eine Bewegungsbahn (Bahnkurve) für die Fügevorrichtung 103 vor, um die Fügeverbindungen an den berechneten Fügebahnen anzubringen.

In Fig. 4f und 4g ist der Positionier- und Fügevorgang für die zweite Schaltwange 11b beschrieben, welche auf gleiche Weise wie der Positionier- und Fügevorgang für die erste Schaltwange 11a erfolgt. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf obige Beschreibung verwiesen. Wie in den Fig. eingetragen sind an der zweiten Schaltwange 11b keine Formoder Maßungenauigkeiten vorhanden. Die Messvorrichtungen 96‘, 97' überprüfen die definierte Sollposition der zweiten Schaltwange 11b auf dieselbe Weise wie oben beschrieben. Nachdem die Istpositlon der Sollposition entspricht ist eine Korrekturbewegung für die zweite Schaltwange 11b nicht erforderlich und kann in der definierten Sollposition gefügt werden. Sohin ist das Fügemaß 85', 88' ohne Korrekturbewegung für die zweite Schaltwange 11 b eingestellt.

Die Positioniervorrichtung 92' mit den Positionierelementen 94', 98‘, 99' und Niederhalter 81' und die Antriebseinheiten 93' bilden eine dritte Positioniereinheit 102' der zweiten Fügestation 75.

Nach dem Positionierprozess der zweiten Schaltwange 11b wird diese mit dem Basiseie-ment 8 über stoffschlüssige Fügeverbindungen 30 verbunden, wie in Fig. 4h ersichtlich.

N2010/229DD 27/0a 2010 FR 13:36 [SE/EM NR 9741) 0026 13:43:05 27-08-2010 27/50 25 -23-

Wie in Fig. 4h weiters eingetragen, wird in der zweiten Fügestation 75 auch noch die dritte Schaltwange 11c relativ zum Basiseiement 8 positioniert und mit diesem verbunden.

Die Sollposition für die dritte Schaltwange 11c wird von der Steuerung 55 durch die definierte oder korrigierte Sollposition einer oder beider Schaltwangen 11 a, 11 b oder einer aus der definierten und korrigierten Sollpositron gemittelten Sollposition definiert.

Soll nun die dritte Schaltwange 11c mit dem Basiselement 8 gefügt werden, wird vorerst die dritte Schaltwange 11 c der zweiten Fügestation 75 zugeführt und über eine Beschickungsvorrichtung in einer Übernahmeposition bereltgestellt, in weicher die Schaltwange 11c übernommen und in eine von der Steuerung 55 vordefinierte Sollposition relativ zum Basiselement 8 bewegt und in dieser gehalten wird. In der Soilposition ist die dritte Schaltwange 11c relativ zum Basiselement 8 in x-, y-, z-Richtung positioniert und ein erstes Fügemaß 85 in x-Richtung zwischen einer ersten Bezugslinie 86 am Schaltefement 6 und einer zweiten Bezugsiinie 87 an der dritten Schaltwange 11a sowie ein zweites Fügemaß 105 in y-Richtung zwischen einer ersten Bezugslinie 106 an dem Führungselement 9 und einer zweiten Bezugslinie 107 an der dritten Schaltwange 11c eingestellt. Die erste Bezugslinie 106 ist durch die Schaltachse 10 und die zweite Bezugslinie 107 durch die Symmetrieebene zwischen den voneinander abgewandten Seitenflächen 108 des Führungselementes 12c definiert.

Die Positionierung der dritten Schaltwange 11c erfolgt mittels einer Positioniervorrichtung 109, welche relativ zueinander in x-, y-Richtung zwischen einer Ausgangsposition und Spannposition verstellbare winkelförmige Positionierelemente 110 umfasst. Die Positionierelemente 110 sind mittels einer Antriebseinheit (nicht gezeigt) positionierbar und sind in deren Spannposition gegen das Führungselement 12c angelegt. Die Positioniervorrich-tung 109 bildet nach gezeigter Ausführung einen Parallelgreifer aus.

Die Positioniervorrichtung 109 und Antriebseinheit bilden eine vierte Positioniereinheit 111 aus.

Nach dem Positionierprozess der dritten Schaltwange 11c wird diese mit dem Basiselement 8 über stoffschlüssige Fügeverbindungen 30 verbunden, wie in Fig. 4i ersichtlich.

Bevorzugt werden sämtliche, oben beschriebenen und durch Strahlschweißen realisierten Fügeverbindungen ohne Zusatzwerkstoff hergestellt. N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 [ SE/KM NR 9741] 0027 25 13:43:21 27-08-2010 28/50 . - · • · Φ * · φ » | t • · · · »·· · « ··« ·*·* f · · · -24-

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Schaltvorrichtung und des Verfahrens zu deren Herstellung, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen AusführungsVarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Schaltvorrichtung diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 ISE/EM NR 0741] ®028 13;44:47 27-08-2010 35 /50 25 13;44:47 27-08-2010 35 /50 25 1 Schaltsystem 2 Schaltvorrichtung 3 Schaltvorrichtung 4 Schaltvorrichtung 5 Führungsschiene 6 Schaltelement 7 Grundkörper 8 Basiselement 9 Führungselement 10 Schaltachse 11a, 11b, 11c Schaltwange 12a, 12b, 12c Führungselement 13a, 13b, 13c Montageabschnitt 14a, 14b, 14c Aufnah meabschn itt 15a, 15b Verbindungsabschnitt 16 17a, 17b, 17c Fügefläche 18a, 18b, 18c Positioniermittel 19 Prägung 20 Aufiageabschnitt 21 Nocke 22 Senke 23 Fügefläche 24 Fügefläche 25 Fügenaht 26 Lagerelement 27 Fügefläche 28 Stützelement 29 Fügefläche 30 Fügenaht 31 Schaltausnehmung 32 Sperrfläche 33 Schaltfläche 34 Symmetrieebene 35 Fügefläche 36 Fügeebene 37 Fügenaht 38 Winkel 39 Lagerung 40 Seitenfläche • · t ·· · * · · · * * I » I · » I * • t I t Mt · · ·** • » « » t * * *

Bezugszeichenaufstellung 41 Stanz- und Umformanlage 42 Fertigungsanlage 43 Transportvorrichtung 44 Fügestation 45 Positioniervorrichtung 46 Positioniervorrichtung 47 Positioniervorrichtung 48 Positioniervorrichtung 49 Antriebseinheit 50 Antriebseinheit 51 Antriebseinheit 52 Antriebseinheit 53 Antrieb 54 Antrieb 55 Steuerung 56 Auswerteeinheit 57 Positionierelement 58 Positioniereinheit 59 Positioniereinheit 60 Positionierelement 61 Positioniermittel 62 Positionierelement 63 Positioniermittei 64 Positionierelement 65 Positioniervorrichtung 66 Antriebseinheit 67 Antrieb 68 Positioniereinheit 69 Positionierelement 70 Fügevorrichtung 71 Strahlschweißkopf 72 73 74 75 Fügestation 76 Positioniervorrichtung 77 Positioniervorrichtung 78 Antriebseinheit 79 Antriebseinheit 80 Positionierelement N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 [SE/EM NR 9741] 2)035 13:44:58 27-08-2010 36 /50

• v * * · · · · · * « » · · * * • ··* » · * * * * 4 * · *

Niederhalter

Positioniereinheit

Positionierelement Führungsftäche Fügemaß

Bezugslinie

Bezugsfinie Fügemaß

Bezugslinie

Bezugslinie

Eingriffsfläche

Positioniervorrichtung

Antriebseinheit

Positionierelement

Seitenfläche

Messvorrichtung

Messvorrichtung

Positionierelement

Positionierelement

Korrekturbewegung

Korrekturbewegung Positioniereinheit Fügevorrichtung Strahls chwei ß ko pf Fügemaß

Bezugslinie

Bezugslinie

Seitenfläche

Positioniervorrichtung

Positionierelement

Positioniereinheit N2010/22900 27/08 201 0 FR 13:36 [SE/EM NR 9741 1 @036

Claims (24)

13:43:31 27-08-2010 29 /50 25 ····»· · · · · * ·» · t« « » · - p · a * » · a i * a -1 - Patentansprüche 1. Schaltvorrichtung (1, 2, 3, 4) für die Schaltung zumindest einer Gangstufe eines Zahnräderwechselgetriebes, umfassend ein Schaltelement (6) zur Übertragung einer Schaltbewegung, einen Grundkörper (7) und ein Basiselement (8) sowie eine Schaltachse (10), wobei der Grundkörper (7) zumindest eine Schaltwange (11a, 11b, 11c) zur axialen Verschiebung einer Schiebemuffe aulweist und das Basiselement (8) den Grundkörper (7) und das Schaltelement (6) miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schaltelement (6) und dem Basiselement (8) eine mit der Schaltachse (10} einen Winkel (38) einschließende Fügeebene (36) ausgebildet ist.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Führungselement (9) aufweist, welches die Schaltachse (10) ausbildet, und wobei das Basiselement (8) eine Führungsaufnahme zur Lagerung des Führungselementes (9), insbesondere Führungsrohrs, aufweist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsaufnahme in Richtung der Schaltachse (10) mit Abstand voneinander angeordnete Auflageabschnitte (20) ausbildet, die jeweils symmetrisch um die Schaltachse (10) mit Abstand parallel verlaufende Nocken (21) und eine sich zwischen diesen bogenförmig erstreckende Senke (22) umfassen.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageabschnitte (20) jeweils eine abschnittsweise komplementär zur Umfangsfläche des Führungselementes (9) ausgebildete Fügefläche (23) umfassen und das Führungselement (9) mit der Umfangsfläche an den Auflageabschnitten (20) anliegt, wobei die Auflageabschnitte (20) das Führungselement (9) ausschließlich über einen Umfangsabschnitt umschließen.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (7) gabelförmig ausgebildet ist und voneinander getrennt hergestellte N201C/22900 27/08 2010 FR 13:36 [SK/EM NR 9741] @029 13:43:44 27-08-2010 30/50 25 -2- Schaltwangen (11a, 11b) aufweist, zwischen welchen ein Schaitmaul zur Aufnahme der Schiebemuffe ausgebildet ist.

6. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwange (11a, 11b, 11c) einen Montageabschnitt (13a, 13b, 13c) aufweist, über welchen die Schaltwange (11a, 11b, 11c) relativ zur Schaltachse (10) auf ein erstes Fügemaß (85, 85‘, 105) ln Richtung der Schaltachse (10) und auf ein zweites Fügemaß (88, 88‘) in radialer Richtung zur Schaltachse (10) positionierbar und in einer eingestellten Montageposition über eine stoffflüssige Fügeverbindung (30) relativ zum Basiselement (8) festlegbar ist.

7. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwange (11a, 11b, 11c) mit einem Positioniermittel (18a, 18b, 18c) versehen ist.

8. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwange (11a, 11b, 11c) und das Basrselement (8) mit einander zugewandten Fügeflächen (17a, 17b, 17c, 29) gegeneinander angelegt und in einem durch die aneinander gelegten, überlappenden Flächenabschnitte gebildeten Fügebereich über zumindest eine stoffschlüssige Fügeverbindung (30) miteinander verbunden sind, wobei die Schaltwange (11a, 11b, 11c) undfoder das Basiselement (8) auf einer der Fügefläche (17a, 17b, 17c) abgewandten Seitenfläche mit zumindest einer plastischen Materialverformung (19), insbesondere Prägung, versehen ist.

9. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Basis- und Schaltelemente (6, 8) im Fügebereich zwischen dem Schaltelement (6) und dem Basiselement (8) ein Stützelement (28) aufweist.

10. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Basis- und Schaltelemente (6, 8) eine gegenüber dem anderen der Basis- und Schaltelemente (6, 8) größere Wandstärke ausbildet. N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 LSE/EM NR 9741 ] @030 13:43:58 27-08-2010 31 /SO » · · · » Φ * Φ » Φ * ·· · » Φ · · Φ Φ Φ -3-

11. Schaltvorrichtung (1, 2, 3,4) für ein Zahnräderwechselgetriebe, umfassend einen mehrteiligen Grundkörper (7) und ein Basiselement (8), wobei der Grundkörper (7) getrennt voneinander hergestellte Schaltwangen {11a, 11b, 11c) zur axialen Verschiebung einer Schiebemuffe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (8) auf einer dem Grundkörper (7) zugewandten Seite wenigstens eine Fügefläche (29) und die Schaltwangen (11a, 11b, 11c) jeweils einen Montageabschnitt (13a, 13b, 13c) ausbilden, wobei die Schaitwangen (11a, 11b, 11c) über deren Montageabschnitt (13a, 13b, 13c) relativ zur Fügefläche (29) positionierbar und über stoffschlüssige Fügeverbindungen (30) mit dem Basiselement (8) verbunden sind, wobei zwischen einer ersten Schaltwange (11a) und einer zweiten Schaltwange (11b) eine dritte Schaltwange (11c) angeordnet ist, die getrennt vom Basiselement (8) hergestellt und über eine stoffschlüssige Fügeverbindung (30) mit dem Basiselement (8) verbunden ist.

12. Schaltvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schaitwange (11 c) getrennt van der ersten Schaltwange (11a) und zweiten Schaltwange (11b) hergesteilt ist.

13. Schaltvorrjchtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.

14. Verfahren zur Herstellung einer Schaltvomchtung (1, 2, 3, 4) eines Zahnräderwechselgetriebes, umfassend ein Schaltelement (6) zur Übertragung einer Schaltbewegung, einen Grundkörper (7) und ein Basiselement (8) sowie eine Schaltachse (10). dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (6) und das Basiseiement (8) über eine mit einer Schaltachse (10) einen Winkel (38) einschließende Fügeebene (36) zueinander positioniert und danach gefügt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Fügen der Schalt- und Basiselemente (6, 8) die Schaltwange (11a, 11b, 11c) relativ zu den Schalt- und Baslselementen (6, 8) auf ein erstes Fügemaß (85, 85') In Richtung der Schaltachse (10) zwischen einer ersten Bezugslinie (66) am Schaltelement (6) und einer zweiten Bezugslinie (87) an der Schaltwange (11a, 11b, 11c) positioniert wird. N2010/22900 27/08 2010 FR 13:36 [SE/EM NR 9741] ©031 13:44:13 27-08-2010 3 2/50 25 • · · · » • I i · » « * ♦ · m · · -4-

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Fügen derSchait- und Basiselemente (6, B) die Schaltwange (11a, 11b, 11c) relativ 2u den Schalt* und Basiselementen (Θ, 8) und auf ein zweites Fügemaß (88, 88', 105) in zur Schaltachse (10) senkrechter Richtung zwischen einer ersten Bezugslinie (89) definiert durch die Schaltachse (10) und einer zweiten Bezugslinie (90) an der Schaltwange (11a, 11b, 11c) positioniert wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass vorerst das Schaltelement (6) und ein Führungselement (9) der Schaltvorrichtung (1, 2, 3, 4) jeweils in eine Sollposition verbracht und danach das Basiselement (8) über eine Positioniervorrichtung (65) relativ zu den Schalt- und Führungselementen (6, 9) in eine Sollposition bewegt, in welcher einander zugewandte Fügeflächen (27. 35) der Sehalt-und Basiselemente (6, 8) aneinander anliegen, und darauf folgend das Basiselement (8) mit dem Schaltelement (8) und Führungselement (9) in Fügebereichen über jeweils eine stoffschlüssige Fügeverbindung (37, 25) miteinander verbunden werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Relativbewegung zwischen dem Schalt- und Basiselement (6, 8) eine Spannkraft und/oder ein Verfahrweg der Positioniervorrichtung (65) als Istwert ausgewertet und die Positioniervorrichtung (65) auf ihrer Positionierbewegung angehalten wird, sobald ein Sollwert für die Spannkraft erreicht ist und die eingestellte Relativposition des Basiseiementes (8) als Sollposition definiert wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsbahn für eine Fügevorrichtung (70) unter Berücksichtigung der ermittelten Sollposition für das Basiselement (8) berechnst wird.

20. Verfahren zur Herstellung einer Schaltvorrichtung (1, 2, 3, 4) eines Zahnräderwechselgetriebes, umfassend ein Basiselement (8) und zumindest eine Schaltwange (11a, 11b, 11c) zur axialen Verschiebung einer Schiebemuffe, bei dem das Basiselement (8) und die Schaltwange (11a, 11b, 11c) relativ zueinander positioniert und danach in deren Relativposition miteinander gefügt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwange (11a, 11b, 11c) relativ zum Basiselement (8) in eine vordefinierte Sollposition positioniert und über zumindest eine Messvorrichtung (96, 97) die Sollposition überprüft und N2010/22900 27/08 2010 PR 13:36 ISE/EM NR 9741] ®032 13:44:29 27-08-2010 33 ISO 25 -5 -durch eine von einer elektronischen Steuerung (55) berechneten Korrekturbewegung (100, 101) in eine korrigierte Sollposition verbracht wird, sofern die gemessene Sollposition für die Schaltwange (11a, 11b, 11c) von der vordefinierten Sollposition abweicht.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Relativbewegung zwischen der Schaltwange (11a, 11b) und dem Basiselement (B) ein Verfahrweg der Positioniervorrichtung (92, 92') als Istwert ausgewertet und die Positioniervorrichtung (92, 92‘) auf ihrer Positionierbewegung angehalten wird, sobald die Schaltwange (11a, 11 b) in die korrigierte Sollposition bewegt und ein Sollwert für den Verfahrweg der korrigierten Sollposition erreicht wurde.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsbahn für eine Fügevorrichtung (103) unter Berücksichtigung der von der Steuerung (55) ermittelten, korrigierten Sollposition für die Schaltwange (11a, 11b) berechnet und dass die Schaltwange (11a, 11b) in der korrigierten Sollposition über eine stoffschlüssige Fügeverbindung (30) mit dem Basiselement (8) verbunden wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwange (11a, 11b) auf ihrer Positionier- oder Korrekturbewegung relativ zum Basiselement (B) übereinen Montageabschnitt (13a, 13b) auf dem Basiselement (B) aufliegt.

24. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionier- bewegurg einer Positioniervorrichtung (109) für eine dritte Schaltwange (11c) von der Steuerung (55) basierend auf der vordefinierten oder korrigierten Sollposition für eine erste Schaltwange (11a) und/oder eine zweite Schaltwange (11b) erfolgt und dass die dritte Schaltwange (11c) in eine aus der Sollposition für die erste Schaltwange (11a) und/oder zweite Schaltwange (11b) von der Steuerung (55) berechnete Sollposition positioniert Ν2010/22Θ00 27/08 2010 FR 13:36 [SE/EM NR 9741 1 12)033 25 ........ t9 13:44:43 27-08-2010 • ·· ι * · * * * · * ft ·»···· ft · 4 f • ·· · 44 I · » · * ft·»* 4 4 ft · 34 /50 -6- und in der Sollpositian über eine stoffschlüssige Fügeverbindung (30) mit dem Basiselement (8) verbunden wird. STIWA Holding GmbH durch

Anwälte Bjtifger & Partner Rechtsanwalt GmbH N2010/22900 27/08 2010 FR 13:30 I SH/EM NR 9741 ] @034