DE102007016757A1

DE102007016757A1 - Schaltgabel für ein Kraftfahrzeugschaltgetriebe

Info

Publication number: DE102007016757A1
Application number: DE102007016757A
Authority: DE
Inventors: Sascha Winkelmann; Christian Fritzkowski
Original assignee: Selzer Fertigungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Selzer Fertigungstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2007-04-07
Filing date: 2007-04-07
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2027-04-08
Also published as: DE102007016757B4

Abstract

Mit der Erfindung wird eine Schaltgabel (1) für ein Kraftfahrzeuggetriebe vorgeschlagen, an deren Gabelkörper (2) ein Sensorarm (4) befestigt ist. Das freie Ende (17) des Sensorarms (4) ist unter lagegenauer Positionierung eines Magnethalters (10) zu wenigstens einem Bezugspunkt der Schaltgabel (1) in eine Tasche (16) des Magnethalters (10) eingeführt und darin mittels eines Klebstoffsystems befestigt. Dieses Klebstoffsystem besteht aus einer langsam, aber zu hoher Festigkeit aushärtenden Hauptmasse und einer auf die Hauptmasse aufgebrachten vergleichsweise schnell aushärtenden zusätzlichen Klebstoffmasse, welche eine belastbare schnell Vorfixierung der Bauteile ermöglicht, bevor die Hauptmasse vollständig ausgehärtet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltgabel für ein Kraftfahrzeugschaltgetriebe, mit einem am Gabelkörper starr befestigten Sensorarm, an dessen freiem Ende lagegenau ein Magnethalter befestigt ist, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Magnetanordnung am Magnethalter dient als Sensorelement für die Positionsbestimmung der Schaltgabel in dem Schaltgetriebe. Dafür ist der Magnethalter lagegenau zu bestimmten Bezugspunkten an der Schaltgabel, beispielsweise zu den Lagern und/oder zu den zum Eingriff mit der Umfangsnut einer Schaltmuffe bestimmten Gleitschuhen, an dem Sensorarm innerhalb enger Maßtoleranzen auszurichten und zu befestigen.
STAND DER TECHNIK
Bei einem bekannten Verfahren zum Anbringen eines Sensorbauteils an eine Schaltgabel ( EP 1 717 492 A1 ) wird ein am freien Ende des Sensorarms vorgesehener Zapfen in eine an dem Magnethalter angebrachte Tasche eingeführt, die zuvor mit einer noch nicht ausgehärteten und daher weichen aushärtbaren Masse gefüllt wurde. Der zwischen dem Zapfen und der Taschenwand vorgesehene und für Einstellbewegungen des Magnethalters gegenüber dem Schaltgabelkörper erforderliche großräumige Spaltraum ist mit der weichen Gußmaße gefüllt, so daß der Sensorarm und der Magnethalter zunächst in die gewünschte Relativposition gebracht und dann darin mittels einer Fixiervorrichtung zeitaufwendig gehalten werden müssen, bis eine ausreichende Aushärtung der Gußmasse erfolgt ist. Um angesichts der langen Aushärtzei ten eine stückzahlhohe Fertigung mit wirtschaftlich vertretbarem Zeitaufwand zu ermöglichen, müßten entsprechend der Teilevielfalt und der gewünschten kurzen Taktzeit eine Vielzahl von hochpräzisen Positionier- und Fixiervorrichtungen eingesetzt werden.
Die Verwendung von schnellaushärtenden Klebstoffsystemen hat sich nicht als brauchbarer Ausweg aus den vorerwähnten Schwierigkeiten erwiesen, weil derartige Klebstoffsysteme mit kurzen Aushärtezeiten die vorgegebenen Spezifikationen, beispielsweise dynamische Belastungen von 20 g in allen Freiheitsgraden bis + 150°C, nicht erfüllen.
AUFGABENSTELLUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltgabel der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Ausbildung bereitzustellen, die mit kurzen Taktzeiten in der Positionier- und Fixiervorrichtung herstellbar ist und eine alle Anforderungen erfüllende feste und dauerhafte Verbindung zwischen dem Sensorarm und dem Magnethalter ermöglicht.
DIE ERFINDUNG
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte oder zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und nachfolgend ebenfalls beschrieben.
Die erfindungsgemäße Schaltgabel ist ausgehend von der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Schaltgabel dadurch gekennzeichnet, daß zwei voneinander verschiedene aushärtbare Massen nacheinander in die Tasche eingefüllt und auf einander geschichtet sind, wobei die untere zuerst eingefüllte Schicht aus einer vergleichsweise langsam aber zu hoher Festigkeit aushärtenden Masse besteht, während die obere zuletzt eingefüllte Schicht aus einer vergleichsweise schnell aushärtenden Masse gebildet ist.
Die Erfindung ermöglicht den Einsatz eines langsam härtenden Klebstoffs als untere Schicht, weil der schnell aushärtende Klebstoff als obere Schicht eine schnelle Vorfixierung der miteinander verbundenen Teile ermöglicht. Der die untere Schicht bildende Klebstoff kann anschließend aushärten, ohne daß dabei die Schaltgabel noch in der Fixiervorrichtung verbleiben muß. Die Schaltgabel kann vielmehr kurz nach dem Einfüllen der schnellaushärtenden Masse aus der Positionier- und Fixiervorrichtung entnommen werden, ist handhabungsfähig und kann vermessen und verpackt werden, ohne daß die lagegenaue Positionierung des Magnethalters zu den Bezugspunkten der Schaltgabel verlorengeht.
Vorteilhaft besteht, wie im Anspruch 2 angegeben ist, die untere Schicht aus einem Zweikomponenten-Epoxidklebstoff, während die obere Schicht aus einem unter W-Lichteinfluß schnell härtenden Klebstoff gebildet ist. Der für die untere Schicht verwendete Klebstoff hält nach dem Aushärten allen der Spezifikation entsprechenden Belastungen und Temperaturen stand.
Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn der Zweikomponenten-Epoxidklebstoff der unteren Schicht gemäß Anspruch 3 aus einem Gemisch aus Epoxidharz und einem Härter aus einem modifiziertem Amin gebildet ist, die in einem Volumenmischungsverhältnis Harz zu Härter von 2:1 gemischt sind.
Als schnellhärtender Klebstoff der oberen Schicht ist acry tes Urethan besonders geeignet, wie im Anspruch 4 angegeben ist.
Da die untere Schicht im wesentlichen die dauerhafte hochbelastbare Befestigung des Magnethalters an dem Sensorarm des Gabelkörpers übernimmt, sollte ihr Volumen, ausgedrückt durch die Schichtdicke in der Tasche des Magnethalters, größer als das Volumen bzw. die Schichtdicke der oberen der raschen Fixierung dienenden Schicht sein. Zweckmäßig beträgt entsprechend Anspruch 5 die Schichtdicke der oberen Schicht etwa 1/5 bis etwa 2/5 der unteren Schicht.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden zum Teil schematischen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
1 eine Schaltgabel mit Sensorarm und daran anzubringendem Magnethalter in perspektivischer Explosionsdarstellungsweise,
2 einen Längsschnitt durch den Magnethalter nach der Anbringung an dem abgebrochen dargestellten Sensorarm,
3 eine Schnittansicht entsprechend der Schnittverlaufslinie III-III in 2,
4 die schematische Seitenansicht eines Werkstückträgers zum lagegenauen Positionieren und Fixieren von Schaltgabel und Magnethalter, dargestellt in einer Stellung, in welcher Schaltgabel und Magnethalter noch nicht vereinigt sind und
5 eine der 4 ähnliche schematische Seitenansicht des Werkstückträgers, in welcher Schaltgabel und Magnethalter vereinigt sind.
Die in 1 dargestellte Schaltgabel 1 besteht aus einem Gabelkörper 2, einem daran befestigten Schienen- oder Führungsteil 3 und einem am Gabelkörper 2 befestigten Sensorarm 4. Am Schienen- oder Führungsteil 3 befindet sich auf der dem Sensorarm 4 gegenüberliegenden Seite der Mitnehmer 5, der Schaltbewegungen in den Richtungen des Doppelpfeils 9 auf die Schaltgabel 1 überträgt. An den Enden des Schienen oder Führungsteils 3 sind Lager 6 bzw. 7 befestigt. An den beiden Enden des Gabelkörpers 2 befinden sich Gleitschuhe 8, die zum Eingriff mit der Umfangsnut einer Schaltmuffe (nicht dargestellt) bestimmt sind. Im Ausführungsbeispiel sind der Gabelkörper 2, das Schienen- oder Führungsteil 3 und der Sensorarm 4 aus Stahlblech bestehende Feinschneidteile, die beispielsweise durch Nietung fest miteinander verbunden sind.
An dem Sensorarm 4 ist auf noch zu beschreibende Weise ein Magnethalter 10 angebracht, dessen Magnete 11 und 12 (2) im Zusammenwirken mit einem am Getriebegehäuse (nicht dargestellt) ortsfest anzubringenden Sensor 13 der Positionsbestimmung der Schaltgabel 1 in dem Schaltgetriebe (nicht dargestellt) dienen.
Im Magnethalter 10 sind die an einer Platte 14 angeordneten Magnete 11 und 12 zusammen mit der Platte 14 mit einem geeigneten thermoplastischen Kunststoff umspritzt, wobei an die Rückenfläche des Magnethalters 10 zugleich eine etwa würfelmantelförmige Wandung 15 angeformt wird, welche nach außen offen ist und eine Tasche 16 bildet. Diese Tasche 16 im Zusammenwirken mit dem freien Ende 17 des Sensorarms 4 ermöglicht eine lagegenaue Einstellung des Magnethalters 10 und der Schaltgabel 1 zueinander, bevor das Ende 17 des Sensorarms 4 auf noch zu beschreibende Weise in der Tasche 16 befestigt wird.
Nachdem die Schaltgabel 1 und der Magnethalter 10, wie in 4 dargestellt ist, in den Werkstückträger 18 eingelegt und mit gegenseitigem Abstand fixiert sind, wird in die Tasche 16 des Magnethalters 10 die langsam aber zu hoher Festigkeit aushärtende Masse in dosierter Menge eingefüllt. Diese Klebstoffmasse bildet in der Tasche 16 eine untere Schicht 19, wie die 2 und 3 verdeutlichen. Danach wird der Magnethalter 10 mittels des Werkstückträgers 18 geführt angehoben, bis die in 5 gezeigte Position erreicht ist, in welcher das freie Ende 17 des Sensorarms 4 in die Tasche 16 eingeführt und in die eingefüllte langsam aushärtende Klebstoffmasse eingetaucht ist, wie das in den 2 und 3 dargestellt ist. In dieser Relativstellung ist bzw. wird der Magnethalter 10 zu den Bezugspunkten der Schaltgabel 1 lagegenau positioniert.
Anschließend wird auf die von der zuerst eingefüllten Klebstoffmasse gebildete untere Schicht 19 eine schnell aushärtende Klebstoffmasse in dosierter Menge eingefüllt, welche eine obere Schicht 20 in der Tasche 16 bildet. Diese schnell aushärtende obere Schicht 20 wird vorzugsweise unter W-Lichteinfluß rasch ausgehärtet, wodurch eine sichere Vorfixierung zwischen den fest miteinander zu verbindenden Teilen herbeigeführt wird, noch bevor die untere Schicht 19 vollständig ausgehärtet ist.
Als langsam aber zu hoher Festigkeit aushärtender Klebstoff wird vorzugsweise ein Zweikomponenten-Epoxidklebstoff eingesetzt, der aus einem Gemisch aus Epoxidharz und einem Härter bestehend aus einem modifiziertem Amin gebildet ist, wobei die Mischungsbestandteile in einem Volumenmischungsverhältnis Harz zu Härter von 2:1 gemischt sind. Gute Ergebnisse wurden mit dem hochtemperaturbeständigen Zweikomponenten-Epoxidklebstoff erzielt, der von der Firma Henkel unter der Bezeichnung Hysol 9492 hergestellt wird. Mit diesem Klebstoff wird die endgültige Festigkeit der Klebstoffverbindung bei Raumtemperatur innerhalb von drei Tagen erreicht. Wird eine Aushärtung bei 120°C vorgenommen, tritt die vollständige Aushärtung bereits nach etwa fünf bis zehn Minuten ein.
Für die obere Schicht 20 wird vorzugsweise ein schnell härtender Klebstoff aus acryliertem Urethan eingesetzt. Als geeignet für den Zweck der Vorfixierung der Bauteile hat sich ein von der Firma Henkel unter der Bezeichnung LOCTITE 3321 hergestellter Klebstoff erwiesen, der innerhalb weniger Sekunden unter UV-Lichteinfluß aushärtet und die verbundenen Teile sicher vorfixiert, bevor die endgültige Aushärtung der unteren Schicht 19 erfolgt ist.
Wie die 2 und 3 verdeutlichen ist die Schichtdicke der oberen Schicht deutlich geringer als diejenige der unteren Schicht 19, welche für die dauerhafte Verbindung der Teile sorgt. Die Wandung 15 kann an ihrer Innenfläche mit einer umlaufenden Rippe 21 versehen sein, die für einen Hinterschnitt innerhalb der Tasche 16 sorgt, so daß der gehärtete Klebstoff nicht aus der Tasche 16 herausgezogen werden kann. Für die feste Haftung des freien Endes 17 des Sensorarms 4 innerhalb der Klebstoffmasse sorgt eine taillenartige Einschnürung 22 am freien Ende 17 des Sensorarmes 4, welche ebenfalls innerhalb der Klebstoffmasse einen Hinterschnitt bildet.
Mit der Erfindung wird eine Schaltgabel für ein Kraftfahrzeuggetriebe vorgeschlagen, an deren Gabelkörper ein Sensorarm befestigt ist. Das freie Ende des Sensorarms ist unter lagegenauer Positionierung eines Magnethalters zu wenigstens einem Bezugspunkt der Schaltgabel in eine Tasche des Magnethalters eingeführt und darin mittels eines Klebstoffsystems befestigt. Dieses Klebstoffsystem besteht aus einer langsam aber zu hoher Festigkeit aushärtenden Hauptmasse und einer auf die Hauptmasse aufgebrachten vergleichsweise schnell aushärtenden zusätzlichen Klebstoffmasse, welche eine belastbare schnelle Vorfixierung der Bauteile ermöglicht, bevor die Hauptmasse vollständig ausgehärtet ist.

1: Schaltgabel
2: Gabelkörper
3: Schienen- oder Führungsteil
4: Sensorarm
5: Mitnehmer
6: Lager
7: Lager
8: Gleitschuh
9: Doppelpfeil
10: Magnethalter
11: Magnet
12: Magnet
13: Sensor
14: Platte
15: Wandung
16: Tasche
17: freies Ende
18: Werkstückträger
19: untere Schicht
20: obere Schicht
21: Rippe
22: Einschnürung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1717492 A1 [0003]

Claims

Schaltgabel für ein Kraftfahrzeugschaltgetriebe, mit einem am Gabelkörper (2) starr befestigten Sensorarm (4), dessen freies Ende (17) in eine Tasche (16) eines Magnethalters (10) eingeführt und darin unter lagegenauer Positionierung des Magnethalters (10) zu wenigstens einem Bezugspunkt der Schaltgabel (1) durch eine in die Tasche (16) eingefüllte aushärtbare Masse befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei voneinander verschiedene aushärtbare Massen nacheinander in die Tasche (16) eingefüllt und aufeinander geschichtet sind, wobei die untere zuerst eingefüllte Schicht (19) aus einer vergleichsweise langsam aber zu hoher Festigkeit aushärtenden Masse besteht, während die obere zuletzt eingefüllte Schicht (20) aus einer vergleichsweise schnell aushärtenden Masse gebildet ist.
Schaltgabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Schicht (19) aus einem Zweikomponenten-Epoxidklebstoff besteht und die obere Schicht aus einem unter UV-Lichteinfluß schnell härtenden Klebstoff gebildet ist.
Schaltgabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweikomponenten-Epoxidklebstoff der unteren Schicht (19) aus einem Gemisch aus Epoxidharz und einem Härter aus einem modifizierten Amin gebildet ist, die in einem Volumen-Mischungsverhältnis Harz zu Härter von 2:1 gemischt sind.
Schaltgabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schnell härtende Klebstoff der oberen Schicht (20) aus acryliertem Urethan besteht.
Schaltgabel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der oberen Schicht (20) zwischen etwa 1/5 und etwa 2/5 der Schichtdicke der unteren Schicht (19) beträgt.