BR112013013904B1

BR112013013904B1 - dispositivo de comutação de um mecanismo de troca de marchas de um automóvel, bucha de um dispositivo de comutação e método para a fabricação de uma bucha

Info

Publication number: BR112013013904B1
Application number: BR112013013904-8A
Authority: BR
Inventors: Klaus Krämer; Jochen Löffelmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2020-12-29
Also published as: CN103384786B; DE102011004415A1; WO2012110312A1; BR112013013904A2; CN103384786A; DE102011004415B4

Abstract

DISPOSITIVO DE COMUTAÇÃO DE UM MECANISMO DE TROCA DE MARCHAS DE UM AUTOMÓVEL, BUCHA DE UM DISPOSITIVO DE COMUTAÇÃO E MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UMA BUCHA Dispositivo de comutação (1) de um mecanismo de troca de marchas de um automóvel com uma alavanca de comutação (2) e uma bucha (3) disposta na alavanca de comutação (2) , sendo que a bucha (3) apresenta uma meia-taça (4) com dois braços (5, 6) e uma ou mais peças de conexão (7, 8) que unem um braço no outro (5, 6), sendo que a/s peça/s de conexão (7, 8) são mais curtas no sentido axial que a meia-taça (4) .

Description

DESCRIÇÃO ÂMBITO TÉCNICO DA INVENÇÃO

A invenção se refere a um dispositivo de comutação de um mecanismo de troca de marchas de um automóvel com uma alavanca de comutação e uma bucha disposta na alavanca de comutação, sendo que a bucha apresenta uma meia-taça com dois braços e uma ou mais peças de conexão que unem um braço no outro. A invenção se refere ainda a um método para fabricação de uma bucha desse tipo.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Alavancas de comutação como parte de dispositivos de comutação são elementos de comutação móveis que transmitem o movimento de comutação iniciado por um motorista ou atuador aos outros elementos de comutação à jusante. Frequentemente está assentada, na alavanca de comutação, uma bucha, sobre a qual estão dispostos outros componentes funcionais como, por exemplo, perfis de retenção, dedos de comutação ou batentes fim de curso. Esses outros componentes funcionais não precisam estar dispostos diretamente na superfície relativamente pequena da alavanca de comutação, o que facilita a disposição. Além disso, assim eles não enfraquecem a alavanca de comutação.

A bucha apresenta frequentemente inúmeros componentes funcionais. Com isso ela é um componente de forma complexa que, como produto de produção em massa, é dispendioso em sua produção.

A fim de evitar operações de corte na produção dos componentes funcionais o máximo possível, a patente DE 199 42 562 Al propõe a fabricação de uma bucha de retenção de uma árvore de comando no método de construção diferencial. Para isso, a bucha de retenção apresenta uma bucha interna que realiza a junção na árvore de comando, uma parte de copo e uma placa sobrepassando a distância radial entre a parte de copo e a bucha interna. Em uma variante, a parte de copo é formada por meio de duas meia-taças para poderem ser moldadas também na superfície estruturas complicadas e para a parte de copo poder ser fabricada de forma mais simples. Uma bucha de retenção similar é apresentada na patente DE198 32 786 Al.

O que é desvantajoso nessas buchas de retenção é que as meia-taças devem ser moldadas de forma extremamente exata para serem unidas, por exemplo, por meio de soldagem a laser ao longo de um plano de junção. O cumprimento dessas especificações torna esse processo de produção dispendioso. A massa da bucha de retenção e os custos dos materiais para sua fabricação são relativamente grandes.

TAREFA DA INVENÇÃO

Por esse motivo, a tarefa da invenção é a de produzir um dispositivo de comutação de um mecanismo de troca de marchas que não apresente as desvantagens mencionadas acima. Além disso, é a tarefa da invenção disponibilizar um método para fabricação de um dispositivo de comutação desse tipo.

SOLUÇÃO DA TAREFA

Essa tarefa é solucionada por meio de um dispositivo de comutação de acordo com a reivindicação 1. De acordo com a invenção, as peças de conexão são axialmente mais curtas que as meia-taças. Com isso, a bucha não está radialmente fechada por completo, mas sim parcialmente aberta no sentido de seu lado inferior. Por meio disso ela fica mais leve e necessita de menos matéria-prima, mantendo quase a mesma estabilidade.

A tarefa também é solucionada por meio de um método para fabricação de uma bucha de uma alavanca de comutação, na qual, primeiramente, uma chapa metálica cortada ou estampada é moldada no formato de uma meia-taça com dois braços e os braços são unidos, no minimo seção a seção, um ao outro por meio de uma peça de conexão separada, fabricada a partir de chapa metálica. A peça de conexão é axialmente mais curta que a meia-taça, o que poupa material e peso. As imprecisões na moldagem das meia-taças ainda abertas podem ser corrigidas por meio de reusinagem por estampagem ou punção, de forma nitidamente mais fácil que em uma bucha completamente fechada. Esse formato aberto possibilita uma reusinagem por estampagem e punção somente no estado curvado final das meia- taças. Com isso, podem ser compensadas as dispersões da forma desejada, que sempre surgem na fabricação em massa, por causa das tolerâncias de fabricação. Com isso não é apenas reduzida a taxa de refugo, mas também são simplificados o estabelecimento da linha de produção e a sua operação. O processo de fabricação se torna, por meio disso, mais flexivel.

Em uma primeira variante da invenção, a meia-taça apresenta um formato de U no corte transversal. Ela apresenta, em sua extremidade dois braços paralelos entre si que estão conectados, em suas extremidades, com a peça de conexão. Alternativamente a isso, as meia-taças podem apresentar um corte transversal em formato de meio circulo ou outras formas convexas em relação à alavanca de comutação.

De acordo com a invenção, a bucha apresenta uma ou mais peças de conexão. Para o endurecimento, de acordo com o comprimento das meia-taças, podem ser providas inúmeras peças de conexão. Inúmeras peças de conexão são, especialmente, vantajosas se puderem ser integradas nelas, simultaneamente, funções adicionais. Assim é provido em uma variante para que uma peça de conexão apresente um perfil de retenção. O perfil de retenção tem um formato de cordilheira de retenção que conduz e bloqueia um elemento de retenção que está pré- tensionado por fora contra elas. Um perfil de retenção desse tipo transmite uma progressão da força de comutação ou de seleção pré-determinada e, por esse motivo, deve ser posicionado e fabricado de forma exata. Ela pode ser introduzida por tecnologia de moldagem de forma muito simples em uma chapa metálica separada, pois é possível dispensar uma moldagem na meia-taça.

Um perfil de retenção pode ser soldado na bucha e disposto na alavanca de comutação. Ela é denominada também bucha de retenção. De acordo com a invenção, é dispensado o emprego de uma peça em formato de tubo fechado. Mais precisamente, em uma estruturação da invenção, a chapa metálica com o perfil de retenção assume a função adicional de estabilizar as meia-taças. Por meio da fixação dela na meia-taça, ela endurece adicionalmente a meia-taça.

A bucha apresenta, geralmente, inúmeros elementos funcionais. Um elemento funcional pode ser formado, por exemplo, pelo perfil de retenção mencionado anteriormente. Outros elementos funcionais são, por exemplo, batentes fim de curso ou um ou mais dedos de comutação. Caso a bucha apresente um dedo de comutação como um outro elemento funcional, a peça de conexão com o perfil de retenção disposto em uma placa de retenção está disposta deslocada, de preferência, em 180° em relação ao dedo de comutação. Por meio disso, a bucha pode absorver forças bastante altas. Caso a bucha de retenção sustente inúmeros perfis de retenção, os perfis de retenção individuais devem apresentar a maior distância angular entre si possível.

Uma ou mais peças de conexão podem reforçar as meia-taças ao unirem os dois braços e ao abrangerem a alavanca de comutação em uma seção axial da meia-taça. De forma alternativa, as peças de conexão formam com a meia-taça uma bucha aberta no lado traseiro, ao serem dispostas no lado frontal e formarem, de um lado ou em ambos os lados, uma tampa. Nesse caso, elas formam, geralmente, recessos de passagem para a alavanca de comutação ou o suporte para ela.

As peças de conexão podem ser feitas de um outro material diferente daquele das meia-taças. Desse modo, com a escolha de materiais, é possivel exercer influência sobre as funções adicionais da peça de conexão de forma especifica. Com isso, eventuais perdas na resistência do material podem ser compensadas por meio de um material mais espesso. Pode ser prevista também a fabricação da meia-taça e suas peças de conexão de diferentes espessuras, mas fabricadas da mesma matéria-prima. De preferência são empregadas chapas de metal e plástico. Em combinação com a dispensa de soldagem dos componentes individuais são possíveis quase todas as combinações desejadas de material.

As peças de conexão podem ser instaladas nas meia- taças, a princípio, por bloqueio positivo, por atrito ou por meio de misturas desses tipos de conexão. Em uma estruturação da invenção é dispensado o uso de uma união por materiais, via de regra uma soldagem. Caso não seja possível dispensar uma soldagem, por causa da carga aplicada, são fabricadas o maior número de conexões possível sem método de conexão térmico. Com isso ocorrem menos deformações na bucha acabada. Como método de conexão isento de soldagem é provida, principalmente, uma estampagem dos componentes adicionados. Além disso, os componentes da bucha podem ser reforçados antes de sua montagem.

De preferência, a meia-taça e a peça de conexão são unidas por meio de bloqueio positivo. Para isso, a peça de conexão pode abranger radialmente a alavanca de comutação. Em uma outra execução, as saliências engrenam em um dos componentes em recessos completares do outro componente.

Nessa ocasião pode ocorrer adicionalmente uma conexão com clip o que apresenta uma segurança para que os componentes não escorreguem para fora. Após a instalação da peça de conexão, as saliências podem ser moldadas, alternativamente, de forma permanente.

A bucha construída a partir da/s peça/s de conexão e das meia-taças pode ser fixada de diversas maneiras sobre a alavanca de comutação. Desse modo pode ser realizada a junção por meio de uma bucha interna que está conectada de forma permanente com a bucha. Para uma união especialmente segura podem ser providas também inúmeras buchas internas. De preferência, a bucha interna é encaixada na bucha já reforçada por completo, como um componente maleável. Ela pode ser fixada por meio de uma conexão estampada na alavanca de comutação.

Em casos especiais de utilização pode ser vantajoso dispor a bucha na alavanca de comutação de forma não fixa, mas sim, por exemplo, apenas à prova de rotações. Nesse caso, a união da bucha na alavanca de comutação é, especialmente, vantajosa por meio de buchas internas, pois elas são capazes de acolherem um mancai ou formarem por si mesmas uma parte do mancai. Podem ser providas tanto mancais de rolamentos como mancais deslizantes.

De forma alternativa a junção da bucha na alavanca de comutação pode ser estabelecida por meio de uma peça de conexão na parte frontal em formato de tampa. Uma outra variante pode ser, por exemplo, um disco encolhido disposto na alavanca de comutação, totalmente ou parcialmente em contato com a bucha. O disco pode ser soldado com a bucha nos pontos de contato. Em uma outra estruturação, o disco apresenta narizes de retenção que engrenam em recessos de retenção correspondentes na bucha e mantêm a bucha na alavanca de comutação. Adicionalmente, os narizes de retenção podem ser construídos ou moldados após a montagem de tal modo a fixarem a bucha por bloqueio positivo ou por atrito.

Como alavanca de comutação deve ser compreendido, nessa invenção, todo elemento de comutação de formato alongado. 0 seu corte transversal não precisa ser compulsoriamente circular, como no caso dos trilhos seletores. Ela pode ser tanto deslocada, exclusivamente, no seu sentido axial como também rotacionada, exclusivamente, em torno de seu eixo principal. Uma alavanca de comutação projetada como eixo de comutação central pode ser tanto rotacionada como também deslocada axialmente.

Na bucha podem ser fixados um dedo de comutação ou uma boca de comutação. Durante a comutação, o dedo de comutação engrena na boca de comutação. Bocas de comutação são, na sua forma mais genérica, bordas de engrenagem delimitadas em dois sentidos contrários, nas quais engrenam dedos de comutação. As bocas de comutação apresentam batentes, em duas seções opostas entre si, nos quais o dedo de comutação deve entrar em contato alternadamente com o propósito de transmitir um movimento. O dedo de comutação é um elemento saliente adequado para engrenar na boca de comutação, ou seja, no intervalo entre os batentes.

A bucha pode ser fabricada, de forma simples, de um material plano como, por exemplo, de uma tira de chapa metálica cortada no comprimento. 0 material plano é provido, primeiramente, antes do encurvamento, com as formas e cortes correspondentes para os batentes de retenção e os dedos de comutação. Então as tiras de chapa metálica são curvadas em semicírculo, formando uma meia-taça, e nas suas extremidades são fixadas as peças de conexão por bloqueio positivo, por atrito ou por união de materiais, proporcionando estabilidade. A bucha gerada desse modo é fixada na alavanca de comutação. Dado o caso, é disposto um dedo de comutação na bucha e fixado nela por meio de rebite e/ou solda.

Na bucha podem ser dispostos outros elementos funcionais como um perfil para o acionamento de um interruptor de reversão. Os elementos funcionais podem ser fabricados do próprio material da meia-taça. De forma alternativa e bastante vantajosa, no caso de uma combinação de uma grande quantidade de elementos funcionais, os elementos funcionais podem ser fabricados separadamente e então conectados à bucha.

CURTA DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A seguir é esclarecido com maiores detalhes um exemplo de execução da invenção, com base nos desenhos. Mostram:

Figura 1 um primeiro dispositivo de comutação de acordo com a invenção em uma vista obliqua em perspectiva;

Figura 2 o dispositivo de comutação de acordo com a figura 1 em vista traseira, rotacionada e basculada;

Figura 3 o dispositivo de comutação de acordo com a figura 1 em uma vista rotacionada; e

Figura 4 um segundo dispositivo de comutação em uma vista obliqua em perspectiva.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS

As figuras 1 a 3 mostram um dispositivo de comutação 1 com uma bucha 3 e uma alavanca de comutação 2 que apresenta um corte transversal redondo e maciço. A bucha 3 é composta de uma meia-taça 4 e duas peças de conexão 7, 8. A meia-taça 4 é fabricada de uma peça de chapa de aço cortada no comprimento de um material de tira. O contorno externo desejado com saliências 16 ou, se necessário, outros elementos salientes pode ser estampado na chapa metálica logo após o seu corte no comprimento. Alternativamente, pode ser estampada junto uma peça metálica correspondente a partir do material de tira. Ainda no estado plano, são estampadas, na chapa metálica, saliências, como aquelas para a guia de comutação 11 para engrenagem de um pino não ilustrado, e perfis em forma de batentes 12. Por fim a peça de chapa metálica é moldada a frio no formato de uma meia-taça 4. O contorno externo da meia-taça 4 é em formato de U com dois braços 5 e 6 direcionados paralelamente um ao outro. Aproximadamente no centro entre os braços 4, 5 estão dispostos dedos de comutação 13 que acionam bocas de comutação não ilustradas.

Na parte traseira, os dois braços 5, 6 da meia-taça 4 são conectados um ao outro por meio de uma primeira peça de conexão 7 projetada como perfil de retenção 10. O perfil de retenção 10 é fabricado de uma chapa metálica moldada que se diferencia da tira de chapa metálica da meia-taça 4 em sua composição material e espessura. Na chapa está estampada uma cordilheira de retenção. Lateralmente, a cordilheira de retenção apresenta superfícies de contato do braço 14 que estão direcionadas paralelamente aos braços 5, 6. As superfícies de contato do braço 14 são providas com, respectivamente, dois recessos 15, nos quais engrenam as saliências 16 da meia-taça 4 projetadas como extensões do braço. A fim de garantir uma junção duradoura, as saliências 16 são estampadas nos recessos 15. A meia-taça 4 e a primeira peça de conexão 7 abrangem envolvem juntas a alavanca de comutação 2 formando um anel.

A primeira peça de conexão 7 é disposta axialmente, na extremidade na meia-taça 4 e apresenta um comprimento axial menor que um quarto do comprimento total da meia-taça 4. Para proporcionar mais uma estabilização, ela envolve também a meia-taça 4 na extremidade 21 no lado frontal da meia-taça 4 com uma borda saliente 22.

A segunda peça de conexão 8 está disposta no lado frontal como tampa 9 com uma guia central 17 para a alavanca de comutação 2. Ela se encontra disposta no lado frontal oposto à primeira extremidade 21 axial da meia-taça 4com a primeira peça de conexão 7, para se obter um bom efeito de enri jecimento. Como a primeira peça de conexão 7, ela está provida de recessos 15, com os quais é inserida ou estampada em saliências 16 que se projetam para fora no lado frontal da meia-taça 4. Essas conexões por bloqueio positivo fazem com que uma soldagem das peças de conexão 7, 8 com a meia-taça 4 seja desnecessária.

Aproximadamente no centro no sentido axial, a meia- taça 4 apresenta recessos de bloqueio 18 para narizes de bloqueio 19 projetados como extensões de um disco 20 fixado na alavanca de comutação 2. O disco 20 é disposto de modo fixado axial e radialmente na alavanca de comutação 2, de maneira a poder fixar a bucha 3 na axial e no sentido do perimetro. Além disso, os recessos de bloqueio 18 são construídos de forma complementar aos narizes de bloqueio 19, de maneira a poderem fixar a bucha 3 de forma positiva.

O contorno externo da meia-taça 4 apresenta um formato de U com dois braços 5 e 6, direcionados paralelamente um ao outro. Aproximadamente no centro entre os braços 5, 6 estão dispostos dedos de comutação 13 que acionam bocas de comutação não ilustradas.

Na parte traseira, os dois braços 5, 6 da meia-taça 4 estão unidos um ao outro por meio de uma primeira peça de conexão 7 projetada como perfil de retenção 10. 0 perfil de retenção 10 é fabricado de uma chapa metálica moldada que se diferencia da tira de chapa metálica da meia-taça 4 em sua composição material e espessura. Na chapa está estampada uma cordilheira de retenção. Lateralmente, a cordilheira de retenção apresenta superfícies de contato do braço 14 que estão direcionadas paralelamente aos braços 5, 6. As superfícies de contato do braço 14 são providas com, respectivamente, dois recessos 15, nos quais engrenam as saliências 16 da meia-taça 4 projetadas como extensões do braço. A fim de garantir uma junção duradoura, as saliências 16 são estampadas nos recessos 15. A meia-taça 4 e a primeira peça de conexão 7 abrangem envolvem juntas a alavanca de comutação 2 formando um anel.

A segunda peça de conexão 8 está disposta no lado frontal como tampa 9 com uma guia central 17 para a alavanca de comutação 2. Ela se encontra disposta no lado frontal oposto à primeira extremidade 21 axial da meia-taça 4 com a primeira peça de conexão 7, para se obter um bom efeito de enrijecimento. Como a primeira peça de conexão 7, ela está provida de recessos 15, com os quais é inserida ou estampada em saliências 16 que se projetam para fora no lado frontal da meia-taça 4. Essas conexões por bloqueio positivo fazem com que uma soldagem das peças de conexão 7, 8 com a meia-taça 4 seja desnecessária.

A bucha 3 de acordo com a figura 4 também é composta de uma meia-taça 4 e duas peças de conexão 7, 8. A primeira peça de conexão 7 apresenta um perfil de retenção, enquanto a segunda peça de retenção 8 é formada por meio de um flange 23 de uma das duas buchas internas 24, que conduzem a árvore d comando não ilustrada. 0 flange 23 é construída em formato de placa e envolve os braços 5, 6 da meia-taça 4 com orelhas 25. Para economizar em material e espaço, a meia-taça 4 é construída de forma afilada. Visto no corte transversal, seus braços 5, 6 são como as extremidades abertas, curvadas para fora. Com isso, o corte transversal se assemelha à letra grega maiuscula Omega sem os pés. Comparado a um corte transversal redondo, a forma economiza espaço e permite uma conexão mais fácil em suas extremidades abertas.

As formas de execução das duas buchas 3 apresentam aberturas de penetração 26, nas quais podem penetrar as bocas de comutação do garfo da embreagem basculadas por meio dos dedos de comutação 13, para se obter, com isso, uma estruturação total que poupa espaço do dispositivo de comutação 1 e dos garfos da embreagem. Além disso, são inseridos outros recessos na bucha 3 em forma de estampagem livre 27, o que reduz a massa da bucha 3. LISTA DOS NÚMEROS DE REFERÊNCIA 1 dispositivo de comutação 2 alavanca de comutação 3 bucha 4 meia-taça 5 primeiro braço 6 segundo braço 7 peça de conexão 8 peça de conexão 9 tampa 10 perfil de retenção 12 batente fim de curso 13 dedo de comutação 14 superfície de contato do braço 15 recesso 16 saliências 17 guia central 18 recesso de bloqueio 19 nariz de bloqueio 20 disco 21 primeira extremidade axial 22 borda saliente 23 flange 24 bucha interna 25 orelhas 26 abertura de penetração 27 estampagem livre

Claims

1. DISPOSITIVO DE COMUTAÇÃO (1) DE UM MECANISMO DE TROCA DE MARCHAS DE UM AUTOMÓVEL com uma alavanca de comutação (2) e uma bucha (3) disposta na alavanca de comutação (2), sendo que a bucha (3) apresenta uma meia-taça (4) e uma ou mais peças de conexão (7, 8) com dois braços (5, 6), as peças de conexão correspondentemente fazendo os dois braços em uma conexão por bloqueio positivo (5, 6) conectado um com o outro, caracterizado por uma ou mais peças de conexão (7, 8) serem mais curtas no sentido axial que a meia- taça (4).

2. DISPOSITIVO DE COMUTAÇÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a meia-taça (4) estar provida com uma tampa (9) sobre o lado frontal.

3. DISPOSITIVO DE COMUTAÇÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, no mínimo, uma peça de conexão (7) apresentar um perfil de retenção (10).

4. DISPOSITIVO DE COMUTAÇÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a meia-taça (4) ser conectada às peças de conexão (7, 8) de um modo de conexão por bloqueio positivo e/ou por atrito.

5. DISPOSITIVO DE COMUTAÇÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a bucha (3) apresentar uma bucha interna para ser conduzida ou fixada na alavanca de comutação (2) sobre a alavanca de comutação (2).

6. DISPOSITIVO DE COMUTAÇÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a meia-taça (4) e uma ou mais peças de conexão (7, 8) serem fabricadas de materiais diferentes.

7. DISPOSITIVO DE COMUTAÇÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a meia-taça (4) e as peças de conexão (7, 8) serem peças de chapa metálica de diferentes espessuras.

8. BUCHA (3) DE UM DISPOSITIVO DE COMUTAÇÃO (1) de um mecanismo de troca de marchas de um automóvel, a bucha (3) apresenta uma meia-taça (4) e uma ou mais peças de conexão (7, 8), a meia-taça com dois braços (5, 6), as peças de conexão correspondentemente fixam os braços (5, 6) um no outro em uma conexão por bloqueio positivo, caracterizado pelo fato de que uma ou mais peças de conexão (7, 8) apresenta um comprimento axial menor que o comprimento da meia-taça (4).

9. MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UMA BUCHA (3) de uma alavanca de comutação (2) caracterizado pelo fato de que uma chapa cortada ou estampada é moldada em formato de uma meia- taça (4) com dois braços (5, 6) e a meia-taça ainda abertas as imprecisões na moldagem da meia-taça (4) podem ser reduzidas de forma ideal por meio de reusinagem por estampagem e punção; e os braços (5, 6) são passados axialmente mais curtos que a meia-taça(4), as peça de conexão (7, 8) separadas de chapa metálica são fixadas um ao outro por meio de uma peça de conexão separada.

10. MÉTODO de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a bucha (3) ser em seguida completamente endurecida e subsequencialmente adicionada em uma bucha interna mole para a disposição na alavanca de comutação (2).