DE10126436A1

DE10126436A1 - Schaltgabel eines Fahrzeugtriebes mit einem Gleitschuh aus Messing

Info

Publication number: DE10126436A1
Application number: DE2001126436
Authority: DE
Inventors: Waldemar Maier; Stefan Werner; Didier Kuhm; Rainer Schuebel; Horst Doeppling; Stephan Seuferling
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2002-12-05
Also published as: FR2825440A1; FR2825440B1

Abstract

Ein Verfahren zum Befestigen von zumindest einem Gleitschuh (2) aus Messing an einem gabelförmig ausgebildeten Grundkörper (4) einer Schaltgabel (1) eines Schaltgetriebes sieht die Befestigung des Gleitschuhs mittels Widerstandsschweißen an der Schaltgabel (1) vor.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltgabel eines Fahrzeuggetriebes und ein Ver fahren zum Befestigen von zumindest einem Gleitschuh aus Messing an dem gabelförmig ausgebildeten Grundkörper der Schaltgabel.

Hintergrund der Erfindung

Eine Schaltgabel der gattungsbildenden Art ist in DE 199 44 323 A1 beschrie ben. An einem gabelförmig ausgebildeten Blechformteil sind an den freien En den der Gabel Gleitschuhe vorgesehen. Derartige Schaltgabeln sind weitest gehend ohne spanabhebende Bearbeitung durch Umformen von Blech, z. B. mittels Stanzen, Ziehen oder Pressen bzw. durch Kombinationen dieser Ver fahren, hergestellt. Deshalb sind die Schaltgabeln aus Blech kostengünstig, besonders in der Massenproduktion, herzustellen und werden immer häufiger eingesetzt. An dem Stahlblech lassen sich einfach weitere Konstruktionsele mente aus Stahl durch Schweißen oder mittels anderer Verbindungsarten an bringen. So ist z. B. die Schaltgabel nach DE 199 44 323 A1 mit einer Schalt stange aus Stahlblech verbunden. Aufwändig ist allerdings die Befestigung der Gleitschuhe an dem Stahlblech der Schaltgabel, denn die Gleitschuhe an der artigen Schaltgabeln sind zumeist aus gleitförderndem Material und nicht aus Stahl gefertigt. Es werden für Gleitschuhe nach dem Stand der Technik Materi al wie z. B. Kunststoff oder Messing vorgesehen. Messing ist ein Werkstoff, der häufig angewendet ist, da dieser außer hervorragenden "selbstschmierenden" Laufeigenschaften eine relativ hohe Verschleißfestigkeit aufweist. Bisher wur den derartige Gleitschuhe durch Klipsen oder andere formschlüssige Verbin dungen an den freien Enden der Schaltgabel befestigt. Die Gestaltung und teilweise die Montage der mittels dieser formschlüssigen Verbindungen zu ver bindenden Teile ist relativ aufwändig und damit kostenintensiv.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für eine einfache wirtschaftli che Befestigung von Gleitschuhen aus Messing an Schaltgabeln aus Stahl blech vorzusehen.

Diese Aufgabe ist nach dem Gegenstand des kennzeichnenden Teils des An spruchs 1 dadurch gelöst, dass der Gleitschuh eine durch Widerstandsschwei ßen erzeugte stoffschlüssige Verbindung, zumeist einen oder mehrere Schweißpunkte, zu dem Grundkörper aufweist. Weiterhin ist ein Verfahren zur Befestigung des Gleitschuhs an dem Grundkörper aus Stahl vorgesehen, wo bei das Verfahren zur Befestigung des Gleitschuhs ein Schweißverfahren ist und der Gleitschuh an dem Grundkörper mittels Widerstandsschweißen befes tigt ist. Die Werkstücke, der Gleitschuh aus Messing und die Enden der Schaltgabeln, werden somit mittels Strom, Wärme und Druck ohne Lichtbogen miteinander verbunden. Die Metallverbindung erfolgt durch Erwärmen der Be rührungsfläche der Werkstücke mit Hilfe des elektrischen Stroms und durch anschließendes Zusammendrücken der weichen Kontaktstellen. Dabei sind die Schweißungen bevorzugt als Punktschweißung oder Buckelschweißung aus geführt. Denkbar sind aber auch die Anwendungen Pressstrumpf-Schweißen und Rollennaht-Schweißen.

Beim Punktschweißen fließt durch zwei die Gabel und den Gleitschuh zusam menpressende Elektroden Strom. Die Gabel und der Gleitschuh werden an der Kontaktstelle durch den Widerstand gegen den Strom an den verengten Quer schnitt der Elektrode sowie dazu durch den Widerstand des Materials von der Gabel und von dem Gleitschuh erhitzt. Das Material an der Kontaktstelle wird damit erweicht und verpresst.

Beim Buckelschweißen ist an wenigstens einem Blech der zu verschweißenden Kontaktpartner Gabel und Gleitschuh wenigstens ein zur Kontaktstelle hervor stehender Buckel ausgeformt. Es ist auch möglich an beiden Flächen der Kontaktpartner sich einander berührende Buckel auszuformen. Die Kontakt stelle ist durch den Buckel kleinflächig begrenzt. Damit wird die Wärmeaus breitung beim Schweißen in Grenzen gehalten. Ebenso wie beim Punktschwei ßen fließt zwischen zwei die Gabel und den Gleitschuh an der Kontaktstelle mit dem Buckel zusammenpressenden Elektroden Strom. Die Gabel und der Gleit schuh sind an der Kontaktstelle durch den Widerstand gegen den Strom an dem verengten Querschnitt der Elektroden sowie dazu durch den Widerstand des Materials an dem Buckel von der Gabel und dem Gleitschuh erhitzt. Der oder die Buckel sind nach dem Schweißvorgang fast vollständig zurückgeformt.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gleitschuh aus Messingblech gefertigt ist und mittels Mittelfrequenz-Schweißen an der Schalt gabel befestigt ist. Mittelfrequenz-Widerstanzschweißen ist eine wirtschaftliche Alternative zum herkömmlichen Widerstandsschweißen. Die Anwendung die ses Verfahrens liefert bessere, reproduzierbare Schweißergebnisse bei mini malen Produktionskosten. Eine Schaltgabel, deren Gleitschuhe mit diesem Verfahren befestigt sind, ist besonders wirtschaftlich herzustellen. Das Verfah ren lässt sich auch bei Anwendungen sicher beherrschen, bei denen Gleit schuhe aus sehr dünnem Blech auf der Schaltgabel befestigt werden sollen. Die Anwendung der Mittelfrequenz-Technologie auf das Verschweißen von Gleitschuhen aus Messing mit einer Schaltgabel umfasst alle auch beim übli chen Widerstandsschweißen angewandten Schweißarten, vorzugsweise je doch das Punktschweißen und das Buckelschweißen.

Die Befestigung der Gleitschuhe an der Gabel wird durch die Anwendung des Widerstandsschweißens wirtschaftlicher. Insbesondere durch das Mittelfre quenzschweißen sind die Energiekosten für die Befestigung der Teile minimiert und die Elektroden der Schweißanlagen weisen höhere Standzeiten auf. Wei terhin ist das Mittelfrequenzschweißen auch auf Schaltgabeln mit beschichte ten Blechen, z. B. phosphatierten Blechen, anwendbar. Die Kontaktstellen sind beim Schweißen nur sehr kurze Zeit erhitzt. Damit ist der Wärmeeintrag in die Bauteile reduziert und die Gefahr des Wärmeverzuges der verschweißten Bauteile ist somit gemindert.

Das Mittelfrequenz-Schweißen ist anwendbar auf das wahlweise Verschweißen von Schaltgabeln mit Blech auf kohlenstoffarmen aber auch austenitischen Stählen mit massiv ausgebildeten oder aus Blech geformten Gleitschuhen aus Messing. Vorzugsweise ist Messing mit den Zusammensetzungen CuZn37, CuZnAl1 und CuZn31Si vorgesehen.

Die Anwendung des Mittelfrequenz-Widerstandsschweißens sieht Mittelfre quenzsysteme mit Invertern vor, die eine Zwischenfrequenz von 1000 Hz, von 100 bis 2000 A Ausgangsstrom sowie einen Schweißstrom von wenigen 100 A bis 200 kA aufweisen. So sind z. B. Systeme in den Bereichen bis maximal 20 kA, bis maximal 55 kA und bis maximal 120 kA zum Verbinden der Bauteile einsetzbar. Die Ausgangsleistung der Systeme bei 50% Einschaltdauer be wegt sich in den Bereichen von 100 bis 500 kVA. Weiterhin sind Schweißsys teme mit Nennleistungen bis zu 250 kVA, in dem Bereich von 80 kVA, 90 kVA, 130 kVA und 180 kVA bei 50% Einschaltdauer einsetzbar. Die Leistungen der Schweißtrafos betragen entsprechend den vorhergehenden Stufen 60 kVA, 70 kVA, 130 kVA, 180 kVA, 220 kVA und 300 kVA. Die Kräfte an den Elektro den beim Zusammenpressen der Bleche liegen z. B. in Bereichen um 500 N, 1000 N, 1800 N, 4500 N bis um 12000 N.

Der Einsatz von Mittelfrequenz-Umrichtertechnik mit präzise geregeltem Gleichstrom als Schweißstrom sieht für die Massenfertigung der erfindungsge mäßen Schaltgabeln eine hohe Schweißqualität für die Verbindung zwischen Schaltgabel und Gleitschuh vor.

Schließlich ist mit einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Gleitschuh aus Messingblech gefertigt ist und dass der Gleitschuh mittels eines weiteren Widerstandsverfahrens, dem Kondensator-Impulsschweißen an der Schaltgabel befestigt ist. Das Kondensator-Impulsschweißen zählt ebenso wie die vorgenannten Mittelfrequenz-Schweißverfahren zu den Widerstands schweißverfahren. Es ist auch ein Pressschweißverfahren. Die Werkstücke werden durch Elektroden fest aufeinandergedrückt und dann entläd sich der Schweißstrom durch die Bauteile, in diesem Falle durch das Blech der Schalt gabel und durch das Blech des Gleitschuhes. Die Schweißspannungen beim Schweißen mit dem Kondensator-Impulsschweißen bewegen sich in einem Bereich von 0,1 bis 10 Volt.

Der Gleitschuh ist oder die Gleitschuhe sind mittels des Verfahrens einfach und schnell, insbesondere in der Großserien- und Massenfertigung, wirtschaft lich an der Schaltgabel befestigt.

Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Schaltgabel 1, deren Gleitschuhe 2 mittels Mittelfrequenz- Widerstandsschweißen an den Enden 4a eines Grundkörpers 4 der Schaltga bel 1 befestigt sind. Die Schaltgabel 1 weist außer dem Grundkörper 4 noch eine Befestigungsnabe 5 auf. Die Befestigungsnabe 5 ist an dem Grundkörper 4 befestigt und für die Befestigung der Schaltgabel 1 an einer nicht dargestell ten Schaltschiene vorgesehen. Der Gleitschuh 2 ist aus Messingblech gefertigt und in Fig. 2 als Einzelteil dargestellt. Der Gleitschuh 2 weist ein U-förmig ausgebildetes Querschnittsprofil auf und ist an den Kontaktstellen 3 sowie seit lich an den Enden 4a mit der Schaltgabel 1 durch Buckel- bzw. Punktschwei ßen verschweißt (Fig. 3).

Claims

1. Schaltgabel (1) eines Fahrzeuggetriebes mit einem gabelförmig ausge bildeten Grundkörper (4) aus Stahl und mit zumindest einem Gleitschuh (2) aus Messing an dem Grundkörper (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitschuh (2) eine durch Widerstandsschweißen erzeugte stoffschlüssige Verbindung zu dem Grundkörper (4) aufweist.

2. Verfahren zum Befestigen von zumindest einem Gleitschuh (2) aus Mes sing an einem gabelförmig ausgebildeten Grundkörper (4) einer Schalt gabel (1) nach Anspruch 1, wobei der Grundkörper (4) aus Stahlblech weitestgehend durch Umformen hergestellt ist, dadurch gekennzeich net, dass das Verfahren ein Schweißverfahren und dass der Gleitschuh (2) an dem Grundkörper (4) mittels Widerstandsschweißen befestigt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleit schuh (2) aus Blech gefertigt ist und das der Gleitschuh (2) durch Mittel frequenz-Schweißen befestigt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißung mit einer Zwischenfrequenz von 1000 Herz ausgeführt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleit schuh (2) aus Blech gefertigt ist und dass der Gleitschuh (2) durch Kon densator-Impulsschweißen befestigt ist.