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.The invention relates to a switching device for the circuit of at least one gear stage of a gear change transmission and a method for their preparation, as described in the preambles of claims 1, 11, 14 and 20.
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.In manual transmissions of motor vehicles, the switching movement is transmitted from the manually operable lever in a Getriebeschaltdom on a shift and selector shaft which is rotatable about its longitudinal axis and slidably mounted in the axial direction in a Schaltdomgehäuse. On the shift and selector shaft, a shift finger is provided. The shift finger can positively engage in a shift guide of a shift element and transmit a shift movement from the shift and selector shaft to a shift device, in particular a shift fork or shift rocker.
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 Schaltelement zur Übertragung einer Schaltbewegung auf die Schaltvorrichtung 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.From the DE 10 2007 010 362 A1 is a shift lever referred to above, which comprises shift rails for axial displacement of a sliding sleeve, a base element connecting them and a switching element for transmitting a switching movement to the switching device. The switching cheeks form in the transverse plane of the switching device between them a switching mouth and are provided at their ends with engaging in a circumferential groove of the sliding sleeve driver elements. The base element and the switching cheeks are firmly connected to each other via a fluid connection. The base element is formed with side cheeks folded perpendicular to the longitudinal direction, between which the shift cheeks are received. A positioning of the shift cheeks to each other and to the base member is prevented by the shape of the base element.
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 hergestellten, stabartigen dritten Schaltwange umfasst. Letztere ist mit ihren Enden in Ausnehmungen am Grundkörper positioniert und mit diesem fest verbunden.The DE 10 2005 035 529 A1 describes a shift fork for the axial displacement of a sliding sleeve, which comprises a fork-shaped base body with arranged in the transverse plane of the switching device switching cheeks and one of these separately manufactured, rod-like third shift cheek. The latter is positioned with its ends in recesses on the base body and firmly connected thereto.
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.Schaltgabeln for axial displacement of a sliding sleeve with multi-part body are also from the DT 25 47 476 B1 . DE 1 848 789 U known. These have the disadvantages described above.
Bei den bekannten Schaltvorrichtungen ist sohin nach dem Fügen eine Nachbearbeitung unvermeidbar, wenn die üblich geforderten Fertigungstoleranzen eingehalten werden sollen.In the known switching devices after finishing a post-processing is unavoidable if the usual required manufacturing tolerances should be met.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Schaltvorrichtung zu schaffen, die eine einfache Herstellung unter Berücksichtigung engster Fertigungstoleranzen erlaubt.The invention has for its object to provide a switching device that allows easy production taking into account the tightest manufacturing tolerances.
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 Schaltwange, 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 Herstellverfahren 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.The object of the invention is achieved by the features and measures of claims 1 and 14. It is advantageous that a positioning between the base member and the switching element is possible on the joining plane and manufacturing inaccuracies of the components to be joined together, in particular of the switching element and the switching cheek, can be compensated. A post-processing of the switching device after the joining process, for example, an adjustment of the switching cheek relative to the base member is not required. So switching devices can now be manufactured with very high manufacturing accuracy, even if it consists of less accurate components produced with simple manufacturing process. Thus, the components can be manufactured very inexpensively and the technical requirements for the tools for the production of components can be kept low.
Von Vorteil 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 hergestellte Führungsaufnahme ausbildet, an welcher 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.The embodiments according to claims 2 to 4 are also advantageous. The base element has a plate-shaped arm section adjacent to the base body, which forms the guide receptacle, preferably produced by cold forming, on which the guide element is mounted. The support sections each have an arc extending between cams extending valley. As a result, on the one hand, a simple positioning or centering of the guide element relative to the base element can be achieved and, on the other hand, the length of the joint seam between the base element and the guide element can be increased. The guide element protrudes with its opposite ends on the support sections, so that the joining seams can be easily produced as fillet welds.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines Grundkörpers ist in Anspruch 5 beschrieben.An advantageous embodiment of a base body is described in claim 5.
Gemäß der Ausgestaltung und den Maßnahmen in den Ansprüchen 6, 14 und 15 kann durch die Einstellbarkeit 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 (±0,1 mm) kompensiert.According to the embodiment and the measures in claims 6, 14 and 15 can be significantly improved by the adjustability of the Fügemaßes the joining accuracy between the shift cheek and the base member against a known from the prior art joint connection between the shift cheek and the base member. Dimensional and / or dimensional deviations on the shift cheek (s) and / or deviations from the positional position of the shift cheek (s), for example due to distortion after welding, are within predefined values after joining of the shift cheek (s) and the base element Tolerances (± 0.1 mm) compensated.
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. Another advantage is the embodiment according to claim 7, since in the mass production, the switching device is manufactured in an automated manufacturing plant and now positioning of the switching cheek in the joining station or on a feeder (mobile component carrier) of a transport device can be done in a simple manner by means of positioning. The positioning can be easily designed by this design measure the shift cheek. The positioning of the shift cheek can be easily controlled and performed within short positioning cycles. As a result, the production capacity of the production facility can be substantially increased and the production costs of the switching device can be reduced.
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 Oberflächenrauheit, 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 Schaltwange(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 Materialverformungen (Prägungen) ausbilden. Dadurch können im Fügebereich mehrere voneinander getrennte Fügeabschnitte mit verbesserter Fügeoberfläche hergestellt werden.Another advantage is the embodiment of claim 8, since by forming, in particular a material compression, at least a portion on a side surface of the mounting portion shape deviations, in particular form deviations, such as bumps, waviness and the like., And / or a surface roughness, such as grooves, grooves and the like., Can be compensated significantly at the joint surface. Since the forming over larger surface sections can be done with tools and simple shape geometry, the wear on the tool for the production of the shift cheek (s) can be significantly reduced and the life of the tool can be optimized. In addition, the quality of the joint connection can be improved. According to an advantageous embodiment, the shift cheek and the base member made of a metallic material, in particular steel sheet, and formed by a non-cutting punching and forming process, in particular cold forming, from a thin sheet metal stamped and formed part. The shift cheek can also form a plurality of material deformations (embossments) produced by forming, in particular material compression, in separate sections on a side surface of the mounting section. As a result, a plurality of mutually separate joining sections having an improved joining surface can be produced in the joining area.
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.Of course, it is also possible that the mounting portion and the base member at their side facing away from the joining surfaces side surfaces each form at least one formed by forming, in particular a material compression, material deformation, wherein the material deformations of the components face each other. Thereby, the mutual contact of the components in the opposite surface portions of the material deformations can be improved.
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 Schaltelement und Basiselement erreicht.The embodiments according to claims 9 and 10 allow a simple and improved positioning between the switching element and base element in the direction of the switching axis (x-direction) and in the radial direction to the switching axis (z-direction). Due to the mutual contact of the surface portions of staggered points and an optimized power transmission between the switching element and the base element is achieved.
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.The object of the invention is also solved by the features of claim 11. It is advantageous that compared to such switching devices known from the prior art, in which the main body is made in one piece, the shift cheeks can be positioned independently relative to the base member. By this positioning possibility manufacturing inaccuracies of the components to be joined together can be compensated. A post-processing of the switching device after the joining process, for example, an adjustment of the switching cheeks relative to the base member is not required. Sohin now switching devices can be produced with very high manufacturing accuracy. Also, the design freedom is significantly increased when the body is joined by several individual shift cheeks. The shift cheeks can also be made due to the simpler shape shape with high dimensional and dimensional accuracy. Thus, the shift cheeks can be made very inexpensive and the technical requirements for the tools for the production of the shift cheeks are kept low.
Weist der Grundkörper eine dritte Schaltwange auf, wie im Anspruch 12 beschrieben, so kann eine hohe Fertigungsgenauigkeit der Schaltvorrichtung erzielt werden, wenn die dritte Schaltwange als einzelner Bauteil hergestellt wird.If the base body has a third shift cheek, as described in claim 12, a high production accuracy of the shift device can be achieved if the third shift cheek is produced as a single component.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind auch im Anspruch 13 beschrieben.Advantageous embodiments of the invention are also described in claim 13.
Eine vorteilhafte Maßnahme ist im Anspruch 15 beschrieben, weil damit eine verbesserter Positionier- und Fügeprozesses geschaffen wird.An advantageous measure is described in claim 15, because it provides an improved positioning and joining process.
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.If a clamping force and / or travel of the positioning device is evaluated, as described in claim 18, an electronic control can influence the subsequent (automated) joining process on the basis of this.
Nach einer vorteilhaften Maßnahme nach Anspruch 19, wird von der Steuerung die Bewegungsbahn für eine (automatisierte) Fügevorrichtung laufend auf Basis der eingestellten Sollposition für das Basiselement berechnet und die Fügevorrichtung, insbesondere ein Strahlschweißkopf, geregelt entlang der berechneten Bewegungsbahn geführt.According to an advantageous measure according to claim 19, the movement path for an (automated) joining device is continuously calculated by the control on the basis of the set target position for the base element and the joining device, in particular a beam welding head, guided guided along the calculated trajectory.
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 miteinander zu fügenden Bauteile kompensiert werden. Sohin können nun Schaltvorrichtungen mit sehr hoher Fertigungsgenauigkeit hergestellt werden. The object of the invention is also achieved by the measures of claim 20. It is advantageous that over such known from the prior art positioning and joining methods in which the shift cheek is joined regardless of their shape and / or dimensional deviation with a base member and directed after joining, a shape and / or dimensional deviation of Switching cheek already be considered in the positioning and joining process. Combined with the positioning possibility of the switching cheek manufacturing inaccuracies of the components to be joined together can be compensated. Sohin now switching devices can be produced with very high manufacturing accuracy.
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 Sollposition für das Basiselement berechnet und die Fügevorrichtung, insbesondere ein Strahlschweißkopf, geregelt entlang der berechneten Bewegungsbahn geführt.According to the measures according to claims 21 and 22, by evaluating the travel of the positioning device as described in claim 18, the electronic control influence the subsequent joining process. The movement path for an (automated) joining device is continuously calculated by the control on the basis of the corrected setpoint position for the base element, and the joining device, in particular a beam welding head, is guided in a regulated manner along the calculated movement path.
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.Tilting of the shift cheek on the positioning or correction movement is avoided by the measure according to claim 23. The shift cheek is thereby pressed with the mounting portion with an acting on this pressing force of a hold-down of 30 N to 80 N against the joining surface on the base member.
Schließlich ist auch die Maßnahme nach Anspruch 24 von Vorteil, da die dritte Schaltwange stets in Abhängigkeit der Sollposition für die erste Schaltwange und/oder zweite Schaltwange positioniert wird. Dadurch kann die Positioniergenauigkeit der dritten Schaltwange relativ zum Basiselement gegenüber den bekannten Schaltvorrichtungen deutlich verbessert werden.Finally, the measure according to claim 24 is advantageous since the third shift cheek is always positioned as a function of the desired position for the first shift cheek and / or second shift cheek. Thereby, the positioning accuracy of the third shift cheek relative to the base member over the known switching devices can be significantly improved.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung:Each shows in a highly schematically simplified representation:
1 ein Schaltsystem mit mehreren Schaltvorrichtungen zum Schalten mehrerer Gangstufen, in perspektivischer Ansicht; 1 a switching system with a plurality of switching devices for switching multiple gear ratios, in perspective view;
2 eine der Schaltvorrichtungen zum Schalten einer ersten und zweiten Gangstufe, in perspektivischer Ansicht; 2 one of the switching devices for switching a first and second gear, in perspective view;
3 ein Blockschaltbild einer Fertigungsanlage zur Herstellung von Schaltvorrichtungen; 3 a block diagram of a manufacturing plant for the production of switching devices;
4a–4i unterschiedliche Verfahrensschritte zur Herstellung einer Schaltvorrichtung. 4a - 4i different process steps for producing a switching device.
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.By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location selected in the description, such as. B. top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are mutatis mutandis to transfer to a new position on a change in position.
In 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 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 1 is a switching system 1 with switching devices 2 . 3 . 4 a manually switchable motor vehicle gearbox shown. A motor vehicle change gearbox has several gear stages. The switching system shown in the present embodiment 1 is shown for a 5-speed transmission, wherein by shifting the switching devices 2 . 3 . 4 in the longitudinal direction of a stationary guide rail 5 can be changed between the gear stages. The switching devices 2 . 3 . 4 can preferably switch two gear ratios in each case. If the gearbox is a 5-speed gearbox, it can be over the first gearshift device 2 between the first and second gear and the second switching device 3 between the third and fourth gear and the third switching device 4 be changed between a fifth gear and a reverse gear (R). The number of switching devices 2 . 3 . 4 thus varies depending on the number of gear ratios to be switched.
In nachfolgender Beschreibung wird ausschließlich auf die Schaltvorrichtung 2 Bezug genommen, da sich die Schaltvorrichtungen 2, 3, 4 lediglich durch die Ausbildung eines Basiselementes, wie aus 1 ersichtlich, unterscheiden.In the following description is exclusively on the switching device 2 With reference to the switching devices 2 . 3 . 4 only by the formation of a base element, as seen from 1 clearly distinguish.
Die Schaltvorrichtung 2 für die Schaltung einer ersten und zweiten Gangstufe eines Zahnräderwechselgetriebes ist in den 2 und 4i 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.The switching device 2 for the circuit of a first and second gear stage of a gear change transmission is in the 2 and 4i shown in more detail. This includes a switching element 6 for transmitting a switching movement of a shift finger on the switching device 2 , a basic body 7 and a base element 8th as well as a guide element 9 , The guide element 9 defines a switching axis 10 out.
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.The main body 7 includes according to this embodiment in the perpendicular to the switching axis 10 extending transverse plane a first shift cheek 11a , one second shift cheek 11b and a third shift cheek 11c , The first shift cheek 11a and second shift cheek 11b close between a switching jaw, within which a sliding sleeve, not shown, is partially received. At the protruding ends of the shift cheek 11a . 11b . 11c are guide elements 12a . 12b . 12c , so-called sliding shoes attached, which serve to engage with a sliding sleeve.
Die Schaltwangen 11a, 11b weisen jeweils einen Montageabschnitt 13a, 13b, einen Aufnahmeabschnitt 14a, 14b für das Führungselement 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 Montageabschnitt 13a, 13b der Schaltwangen 11a, 11b bildet eine zum Basiselement 8 zugewandte Fügefläche 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.The shift cheeks 11a . 11b each have a mounting section 13a . 13b , a recording section 14a . 14b for the guide element 12a . 12b and a connecting portion interconnecting them 15a . 15b on. The inclined to each other connecting portions 15a . 15b the shift cheeks 11a . 11b expand starting from the mounting section 13a . 13b in the direction of the receiving section 14a . 14b to a maximum width dimension between the receiving sections 14a . 14b , The mounting section 13a . 13b the shift cheeks 11a . 11b forms one to the base element 8th facing joining surface 17a . 17b out. The recording sections 14a . 14b the shift cheeks 11a . 11b run parallel to each other and parallel to a longitudinal plane. The shift cheeks 11a . 11b form in the direction of their longitudinal extent between the mounting portion 13a . 13b and recording section 14a . 14b an approximately rectangular shaped cross-sectional profile with over the longitudinal extent of changing cross-sectional dimensions.
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.The shift cheek 11c is between the shift cheeks 11a . 11b arranged and has a mounting portion 13c and a receiving section 14c for the guide element 12c on. The mounting section 13c forms one to the base element 8th facing joining surface 17c out.
Nach gezeigter Ausführung, sind die Schaltwangen 11a, 11b, 11c an ihren Montageabschnitten 13a, 13b, 13c jeweils mit einem Positioniermittel 18a, 18b, 18c (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.After shown execution, the shift cheeks 11a . 11b . 11c at their assembly sections 13a . 13b . 13c each with a positioning means 18a . 18b . 18c ( 4i ), by means of which, for example, a positioning of the shift cheek 11a . 11b . 11c relative to the base element 16 or a positioning of the shift cheek 11a . 11b . 11c can be done during transport in a manufacturing plant. The positioning agent 18a . 18b . 18c is formed for example by a positioning with round or oval boundary edge.
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 Fügebereiches 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 8 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.As can be seen from the figure, in an advantageous embodiment, the shift cheeks 11a . 11b at their assembly sections 13a . 13b on one of the joining surfaces 17a . 17b opposite side surface with at least one formed by forming, in particular cold forming embossing 19 (plastic material deformation) provided. The imprint 19 lies opposite a joining region and may extend over the length and over part of the width of the joining region. On the other hand it is also possible that the coinage 19 corresponds to the area dimension of the joining area, wherein the joining area is defined by the overlapping area sections. Preferably, each joining area is embossed 19 across from. By imprinting 19 can now be ensured that in the forming device by the material displacement associated with the embossing process, the joining surface 17a . 17b can be produced with the highest manufacturing accuracy. Be the shift cheeks 11a . 11b and the base element 8th in particular by beam welding without additional material connected to each other, so a joint gap in the joining area must not exceed a maximum width of 0.1 mm, otherwise the joint connection can not be produced with the required quality. By imprinting 19 can be any bumps on the joint surface 17a . 17b be compensated. This ensures that the joint gap in the joint area has a maximum width of 0.1 mm. Of course, also the shift cheek 11c with at least one embossing produced by deformation, in particular cold forming 19 (Plastic material deformation) are provided, but not shown.
Die Schaltwangen 11a, 11b sind voneinander und vom Basiselement 16 getrennt einteilig hergestellt und jeweils durch einen aus dünnem Blech spanlos geformten Stanz- und Umformteil gebildet. Die Schaltwange 11c ist durch einen aus dünnem Blech spanlos geformten Stanzteil gebildet. Die Wandstärke der aus dünnem Stahlblech hergestellten Schaltwange 11a, 11b, 11c beträgt zwischen 2 mm und 6 mm, beispielsweise 4 mm.The shift cheeks 11a . 11b are from each other and from the base element 16 separately manufactured in one piece and each formed by a thin sheet formed without cutting punched and formed part. The shift cheek 11c is formed by a formed of thin sheet metal without cutting punched part. The wall thickness of the switching cheek made of thin sheet steel 11a . 11b . 11c is between 2 mm and 6 mm, for example 4 mm.
Das Basiselement 8 weist einen dem Grundkörper 7 benachbarten plattenartigen, ersten Armabschnitt und einen dem Schaltelement 6 benachbarten plattenartigen, zweiten Armabschnitt auf. Nach gezeigter Ausführung laufen die Armabschnitte bogenförmig ineinander. Im ersten Armabschnitt 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 Auflageabschnitten 20 auf, wobei die Auflageabschnitte 20 das Führungselement 9 ausschließlich über einen Umfangsabschnitt umschließen. Die Führungsaufnahme, insbesondere die Auflageabschnitte 20 sind einteilig mit dem Basiselement 8 im spanlosen Stanz- und Umformprozess, insbesondere Kaltumformung, hergestellt.The basic element 8th has a body 7 adjacent plate-like, first arm portion and a switching element 6 adjacent plate-like, second arm portion. According to the embodiment shown, the arm sections arcuate into each other. In the first arm portion is a guide receptacle for supporting the guide element 9 , in particular guide tube provided. The guide receptacle forms in the direction of the switching axis 10 spaced-apart support sections 20 off, each symmetrical about the switching axis 10 by far parallel cams 21 and a dip extending therebetween arcuately 22 include. After shown execution is between the support sections 20 formed a window-like recess. The support sections 20 each comprise a sectionally complementary to the peripheral surface of the guide element 9 trained joining surface 23 , The guide element 9 lies with the peripheral surface of the support sections 20 on, wherein the support sections 20 the guide element 9 enclose exclusively over a peripheral portion. The guide, in particular the support sections 20 are integral with the base element 8th in the non-cutting punching and forming process, in particular cold forming produced.
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.As can be seen in the figures, the guide element forms 9 on its peripheral surface a joining surface 24 out. The basic element 8th and the guide element 9 are with their facing joining surfaces 23 . 24 applied against each other and in joining areas formed by the juxtaposed, overlapping surface portions in each case via joining seams produced by beam welding, in particular electron beam welding or laser welding 25 firmly connected.
Im zweiten Armabschnitt ist eine Anbindung für das Schaltelement 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 Stützelement 28 aufweisen, wie in den Fig. dargestellt.In the second arm section is a connection for the switching element 6 intended. The connection includes one with the switching axis 10 an angle enclosing joint surface 27 , In addition, the connection can also be made of a material section of the base element 8th formed and made of the material of the base element 8th molded support element 28 have, as shown in the figures.
Das Basiselement 8 ist vom Grundkörper 7 getrennt einteilig hergestellt und durch einen aus dünnem Blech spanlos geformten Stanz- und Umformteil gebildet. Die Wandstärke des aus dünnem Stahlblech hergestellten Basiselementes 8 beträgt zwischen 2 mm und 6 mm, beispielsweise 4 mm.The basic element 8th is from the main body 7 separately produced in one piece and formed by a thin sheet metal chipless shaped punching and forming part. The wall thickness of the base element made of thin sheet steel 8th is between 2 mm and 6 mm, for example 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.As can be seen in the figures, the base element forms 8th in the first arm section at its base body 7 facing side at least one joining surface 29 out. After shown embodiment forms the base element 8th Partial joining surfaces on its lower side surfaces 29 from, the impressions produced by deformation, in particular cold forming (plastic material deformations) are formed.
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.The basic element 8th and the shift cheeks 11a . 11b . 11c are with their facing joining surfaces 17a . 17b . 17c . 29 applied against each other and in joining areas formed by the juxtaposed, overlapping surface portions in each case via joining seams produced by beam welding, in particular electron beam welding or laser welding 30 firmly connected.
Das Schaltelement 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 Schaltfinger 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.The switching element 6 for transmitting a switching movement of a shift finger on the switching device 2 includes a connection for the base element 8th and a mouth-shaped open Schaltausnehmung 31 , in which an unillustrated shift finger engages. The switching recess 31 is in sections by opposing and facing each other blocking and buttons 32 . 33 limited. The restricted areas 32 are arcuate. The buttons 33 are aligned plane-parallel to each other. The clear distance between the buttons 33 is slightly larger than a width of the shift finger, so this between the buttons 33 can be recorded when the shift and selector shaft with the shift finger relative to the switching element 6 was positioned. The shift finger is mounted on a shift and selector shaft, not shown, which is rotatable about its longitudinal axis and slidably mounted in the axial direction in a Schaltdomgehäuse. By a switching movement axially positioned in the switching position switching and selector shaft is rotated about its longitudinal axis, so that the shift finger depending on the gear to be switched either against the left or right button 33 runs up and the switching element 6 or the switching device 2 relative to the guide rail 5 in the direction of the switching axis 10 emotional.
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 Materialabschnitt des Schaltelementes 6 ausgebildetes und aus dem Material des Schaltelementes 6 ausgeformtes Stützelement 28 aufweisen, wie nicht weiter dargestellt.The connection for the basic element 8th includes one with a plane of symmetry 34 between the buttons 33 an angle enclosing joint surface 35 , Additionally, alternatively to the embodiment of the base member 8th the connection of the switching element 6 a from a material portion of the switching element 6 trained and made of the material of the switching element 6 molded support element 28 have, as not shown.
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 Schaltelemente 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, 84' durch die Seitenfläche 40 des Schaltelementes 6 gebildet.As shown in the figures, the switching element 6 further with a bearing element 26 be provided, which has a flat guide surface 84 formed. Indicates the switching system 1 at least two switching devices 2 . 3 for the switching of gears of a gear change transmission, so the switching elements 6 . 6 ' the switching devices 2 . 3 at their mutually facing guide surfaces 84 . 84 ' support each other. It is by one of the switching elements 6 . 6 ' the guide surface 84 . 84 ' from the bearing element 26 educated. It is also possible that each switching element 6 . 6 ' a bearing element 26 each having a guide surface 84 . 84 ' form. The guide surface 84 on the bearing element 26 is from one, to the side surface 40 of the switching element 6 offset in the vertical direction and formed parallel guide level. Is not a bearing element 26 provided, so is the guide surface 84 . 84 ' through the side surface 40 of the switching element 6 educated.
Nach 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 Führungsebenen 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.To 1 has the switching system 1 three switching devices 2 . 3 . 4 for the switching of gears of a gear change transmission, wherein the switching element 6 ' the switching device 3 on its side faces facing away from each other 40 the guide surfaces 84 ' forms while the above and below the switching element 6 ' in parallel guide planes extending switching elements 6 . 6 '' the switching devices 2 . 4 each on their mutually facing side surfaces 40 protruding bearing elements 26 . 26 '' with the guide surface 84 . 84 '' form.
Bei einer Schaltbewegung einer der Schaltvorrichtungen 2, 3; 4 werden die Schaltvorrichtungen 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 Lagerelement 26, 26'' ist einteilig mit dem Schaltelement 6, 6'' im spanlosen Stanz- und Umformprozess, insbesondere Kaltumformung, hergestellt.In a switching movement of one of the switching devices 2 . 3 ; 4 become the switching devices 2 . 3 ; 4 in the field of switching elements 6 . 6 '; 6 '' guided each other smoothly. This is an improved over the prior art management concept for the switching devices 2 . 3 ; 4 created, which is simple and can be produced inexpensively. The bearing element 26 . 26 '' is integral with the switching element 6 . 6 '' in the non-cutting punching and forming process, in particular cold forming produced.
Das Schaltelement 6 ist vom Grundkörper 7 und dem Basiselement getrennt einteilig hergestellt 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.The switching element 6 is from the main body 7 and the base element made separately in one piece and formed by a thin sheet formed without cutting punched and formed part. The wall thickness of the switching element made of thin sheet steel 6 is between 4 mm and 8 mm, for example 6 mm.
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 Fügeflächenabschnitt und die seitlichen neben dem Stützelement 28 ausgebildeten zweiten Fügeflächenabschnitte an der gegenüberliegenden Fügefläche 27; 35 anliegen.Preferably, the switching element 6 and base element 8th different wall thicknesses. In particular, the wall thickness of the switching element 6 greater than the wall thickness of the base element 8th , This will provide a better positioning of the switching element 6 and base element 8th in a joining plane 36 between the joint surfaces 27 . 35 allows. Is a support element 28 provided, an improved support between the switching and base element 6 . 8th be achieved. The support element 28 extends in the joining plane 36 approximately over the wall thickness of the thicker switching or base element 6 . 8th such that one from the support element 28 trained first joining surface portion and the side next to the support element 28 formed second joining surface portions on the opposite joining surface 27 ; 35 issue.
Nach gezeigter Ausführung schließen der erste Fügeflächenabschnitt mit der oberen Seitenfläche 40 des Schaltelementes 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 Flächenabschnitte 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.According to the embodiment shown, the first joining surface section closes with the upper side surface 40 of the switching element 6 and the second joining surface portions with the lower side surface 40 of the switching element 6 flush off. The first and second joining surface sections form the joining surfaces 27 out. In other words, are the switching element 6 and the base element 8th with their mutually facing joining surfaces 27 . 35 applied against each other and in joining areas formed by the juxtaposed, overlapping surface portions in each case via joining seams produced by beam welding, in particular electron beam welding or laser welding 37 firmly connected. The joining areas are in mutually offset joining planes between the first joining surface section and the joining surface 35 on the one hand and the second joining surface sections and the joining surface 35 on the other hand trained.
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 4b eingetragen.The joining plane 36 between the butted circuit and base elements 6 . 8th closes with the switching axis 10 an angle 38 between 10 ° and 85 °, as in 4b entered.
Die Fügenähte 25, 30, 37 bilden eine stoffflüssige Fügeverbindung. Die beschriebenen Fügenähte können alternativ zu den Schweißnähten auch durch Klebe- oder Lötnähte gebildet sein.The joining seams 25 . 30 . 37 form a fluid connection. The described joint seams may alternatively be formed by adhesive or soldered seams to the welds.
Das Führungselement 9 ist durch einen Profilkörper, insbesondere ein Führungsrohr gebildet, an dessen Enden jeweils eine Lagerung 39, insbesondere Gleitbuchse, angeordnet ist.The guide element 9 is formed by a profile body, in particular a guide tube, at the ends in each case a storage 39 , in particular sliding bush, is arranged.
Anhand den 3 und 4 wird das Verfahren zur Herstellung beispielsweise der Schaltvorrichtung 2 in aufeinander folgenden Positionier- und Fügeprozessen erläutert. Die Herstellung erfolgt vorzugsweise durch eine automatisierte Fertigungsanlage, wie sie in 3 als Blockschaltbild für die einzelnen Positionier- und Fügeprozesse dargestellt ist. In den 4a bis 4i sind aus Gründen der besseren Übersicht jeweils ausschließlich die in ihrer Spannposition befindlichen „aktiven” Positioniervorrichtungen der Fügestationen 44, 75 eingetragen.Look at the 3 and 4 For example, the method of manufacturing the switching device becomes 2 explained in successive positioning and joining processes. The production is preferably carried out by an automated manufacturing plant, as in 3 is shown as a block diagram for the individual positioning and joining processes. In the 4a to 4i For reasons of better clarity, only the "active" positioning devices of the joining stations located in their clamping position are in each case 44 . 75 entered.
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 Schaltelement 6, die Schaltwangen 11a, 11b, 11c, das Basiselement 8 sind durch Stanz- und Umformteile gebildet, welche in der Stanz- und Umformanlage 41 hergestellt werden.In a preferred embodiment, the components of the switching devices are in an upstream working process 2 . 3 . 4 , therefore the switching element 6 , the shift cheeks 11a . 11b . 11c , the basic element 8th as well as the guide element 9 prefabricated. The switching element 6 , the shift cheeks 11a . 11b . 11c , the basic element 8th are formed by stamped and formed parts, which in the stamping and forming plant 41 getting produced.
Eine besonders wirtschaftliche Herstellung der Bauteile 6, 8, 11a, 11b, 11c kann realisiert werden, wenn für jeden Bauteil 6, 8, 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 Positioniermittel 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.A particularly economical production of the components 6 . 8th . 11a . 11b . 11c can be realized if for each component 6 . 8th . 11a . 11b . 11c a flat metal strip, preferably endless of a coil, a punching and forming device, in particular a follow-on composite tool, on and is passed through them and progressively passes punching and forming stations. In this case, a plurality of blanks or blanks is punched out of the sheet metal strip in a stamping process and these are formed in a forming process (bending, pressing, embossing, calibrating) in one or more successive forming step (s). The design of the components 6 . 8th . 11a . 11b . 11c provides that this does not require any mechanical reworking after all forming operations have been carried out. So become the base element 8th by the punching and forming process in one or more successive punching and forming step (s) the support sections 20 , the joining surfaces 27 . 29 and optionally the support element 28 shaped. At the shift cheek 11a . 11b . 11c The assembly section is formed by the stamping and forming process in one or more successive punching and forming steps 13a . 13b . 13c , Recording section 14a . 14b . 14c , Connecting section 15a . 15b , the joining surface 17a . 17b . 17c and optionally the imprint 19 and positioning means 18a . 18b . 18c shaped. In the switching element 6 Punching and forming processes in one or more successive punching and forming step (s) cause the blocking and switching surfaces 32 . 33 , the joining surface 37 and optionally the support element 28 and bearing element 26 shaped.
Die Herstellung der Bauteile 6, 8, 11a, 11b, 11c erfolgt in einer Stanz- und Umformanlage 43, welche den ersten Arbeitsprozess durchführt, wie in 3 schematisch als Block dargestellt.The manufacture of the components 6 . 8th . 11a . 11b . 11c takes place in a punching and forming plant 43 , which performs the first work process, as in 3 shown schematically as a block.
Die vorgefertigten Bauteile 6, 8, 11a, 11b, 11c werden der automatisierten Fertigungsanlage 42 zugeführt. Die Fertigungsanlage 42 umfasst zumindest eine automatisierte Transportvorrichtung 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.The prefabricated components 6 . 8th . 11a . 11b . 11c become the automated manufacturing facility 42 fed. The manufacturing plant 42 includes at least one automated transport device 43 and about the transport device 43 interconnected automated joining stations 44 . 75 , The joining stations 44 . 75 are along the transport device 43 in the direction of production - in accordance with registered arrow - arranged one behind the other.
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 3 und 4a bis 4c ersichtlich.In a first positioning and joining process in the first joining station 44 become the switching element 6 , the basic element 8th and the guide element 9 joined together to form an assembly, as from the synopsis of 3 and 4a to 4c seen.
Hierzu werden der ersten Fügestation 44 vorerst das Schaltelement 6 und das Führungselement 9 zugeführt und jeweils über eine Beschickungsvorrichtung in einer Übernahmeposition bereitgestellt, in welcher das Schaltelement 6 und das Führungselement 9 von Positioniervorrichtungen 45 bis 48 übernommen und jeweils in eine Bereitstellungsposition bewegt und in dieser fixiert gehalten werden. Die Positioniervorrichtungen 45 bis 48 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 Regler, aufweist. Diese kann eine Spannkraft und/oder einen Verfahrweg der Positioniervorrichtung 45 bis 48 auswerten. Hierzu wird das ausgeübte Drehmoment bzw. der Motorstrom des stufenlos steuerbaren Elektromotors erfasst und der Istwert der Spannkraft und/oder Istwert des Verfahrweges der Positioniervorrichtung 45 bis 48 ermittelt.For this purpose, the first joining station 44 for now the switching element 6 and the guide element 9 supplied and each provided via a charging device in a transfer position, in which the switching element 6 and the guide element 9 of positioning devices 45 to 48 taken over and each moved to a ready position and kept fixed in this. The positioning devices 45 to 48 are each on an electronically controlled drive unit 49 to 52 stored, which at least one electric drive 53 . 54 , in particular continuously controllable servomotor, have. The drive 53 . 54 is to an electronic control 55 connected, which in turn an electronic evaluation unit 56 , in particular a regulator. This can be a clamping force and / or a travel of the positioning device 45 to 48 evaluate. For this purpose, the applied torque or the motor current of the continuously controllable electric motor is detected and the actual value of the clamping force and / or actual value of the travel path of the positioning device 45 to 48 determined.
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 Antriebseinheiten 51 bilden eine erste Positioniereinheit 58 aus.The positioning devices 45 for the guide element 9 each have a plurality of relatively adjustable, in particular separated from each other in the radial direction to a center axis and in the x direction between an initial position and clamping position adjustable positioning 57 on. The positioning elements 57 are by means of the electronically controlled drive unit 49 in the open ends of the guide element 9 positionable. The positioning elements 57 each form one with the guide element 9 engageable positioning means. The positioning device 45 forms according to the illustrated embodiment of a three-jaw gripper. The positioning devices 49 and drive units 51 form a first positioning unit 58 out.
Soll nun das Führungselement 9 zum Fügen mit dem Basiselement 8 bereitgestellt werden, wird das Basiselement 8, welches sich in der Übernahmeposition zwischen gegenüberliegenden 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 4a dargestellt. 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.Should now the guide element 9 for joining with the base element 8th be provided, becomes the base element 8th which is in the transfer position between opposing positioning devices 45 located in the first joining station 44 by means of the positioning devices 45 taken from the takeover position and moved in the x-, y-, z-direction in the ready position and kept fixed in this, as in 4a shown. For this purpose, the positioning devices 45 method and the positioning elements 57 in the open ends of the guide element 9 introduced and with the positioning means 57 against the end faces of the guide element 9 and the inner circumference of the guides 39 created. The guide element 9 becomes thus from the inside centric and in the direction of the switching axis 10 (x-direction) tense. In this case, the travel of one or both positioning devices 45 and optionally the clamping force of the positioning elements 57 on the guide element 9 evaluated. The actual values for the travel and the clamping force are calculated with setpoints in the evaluation unit 56 compared and by controlling the drive units 49 the guide element 9 be moved exactly in the ready position. In the ready position is the guide element 9 held in a desired position in the x, y, z direction. The holding force with which the guide element 9 is fixed in the ready position, depending on the application, depending on the clamping force defined.
Die Positioniervorrichtungen 46 bis 48 für das Schaltelement 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 Schaltelement 6 in Eingriff bringbares Positioniermittel 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 Positioniermittel 63 aus. Die Positioniervorrichtung 46 bildet nach gezeigter Ausführung einen Parallelgreifer aus. Die Positioniervorrichtungen 48 weisen jeweils relativ zueinander 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.The positioning devices 46 to 48 for the switching element 6 and the drive units 54 form a second positioning unit 59 out. The positioning device 46 has relative to each other in the x, y direction between an initial position and clamping position adjustable positioning 60 on. The positioning elements 60 are by means of the electronically controlled drive unit 50 between the buttons 33 positionable, wherein the positioning elements 60 in their starting position of the buttons 33 are removed and in their clamping position against the buttons 33 are applied with a clamping force. The positioning elements 60 each form one with the switching element 6 engageable positioning means 61 out. The positioning device 46 forms according to the execution of a parallel gripper. The positioning device 47 has relative to each other in the x, y direction between an initial position and clamping position adjustable positioning 62 on. The positioning elements 62 are by means of the electronically controlled drive unit 51 between the restricted areas 32 positionable, wherein the positioning elements 62 in their starting position of the restricted areas 32 are removed and in their clamping position against the locking surfaces 32 are applied with a clamping force. The positioning elements 62 each form one with the switching element 6 engageable positioning means 63 out. The positioning device 46 forms according to the execution of a parallel gripper. The positioning devices 48 each have relative to each other in the x, z direction between an initial position and clamping position adjustable positioning 64 on. The positioning elements 64 are by means of the electronically controlled drive unit 52 positionable and on the switching element 6 deliverable, wherein the positioning elements 64 in its initial position of an upper and lower side surface 40 of the switching element 6 are removed and in their clamping position against the side surfaces 40 are applied with a clamping force. The positioning device 48 forms according to the execution of a parallel gripper.
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 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 Schaltelement 6 in der Bereitstellungsposition fixiert wird, kann je nach Anwendungsfall abhängig von der Spannkraft, definiert werden.Should now the switching element 6 for joining with the base element 8th be provided, the switching element 6 in the first joining station 44 by means of the positioning devices 46 . 47 . 48 taken from the takeover position and moved in the x-, y-, z-direction in the ready position and kept fixed in this, as in 4a shown. For this purpose, the positioning devices 46 . 47 . 48 method and the positioning elements 60 . 62 between the lock and buttons 32 . 33 adjusted and the switching element 6 between the positioning elements 64 added. In this case, the travel of the positioning devices 46 . 47 . 48 and optionally the clamping force of the positioning elements 60 . 62 . 64 on the switching element 6 evaluated. The actual values for the travel and the clamping force are calculated with setpoints in the evaluation unit 56 compared. By controlling the drive units 50 . 51 . 52 can the switching element 6 be moved exactly in the ready position. In the ready position is the switching element 6 held in a desired position in the x, y, z direction. The holding force with which the switching element 6 is fixed in the ready position, depending on the application, depending on the clamping force defined.
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.Are now the switching element 6 and the guide element 9 each held fixed in the ready position, they are positioned relative to each other by a relative measure (Fügemaß) in the x-, y-, z-direction and aligned in their relative positions. The switching axis 10 and symmetry plane 34 include an angle of 90 °.
Wie in 4b eingetragen, wird nachdem das Schaltelement 6 und Führungselement 9 jeweils in x-, y-, z-Richtung in die Sollposition positioniert wurden, das Basiselement 8 relativ zu dem fixiert gehaltenen Schaltelement 6 und Führungselement 9 positioniert.As in 4b registered, after the switching element 6 and guide element 9 are each positioned in the x-, y-, z-direction in the desired position, the base element 8th relative to the fixed held switching element 6 and guide element 9 positioned.
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 Steuerung 55 angeschlossen. Die Positioniervorrichtung 65 und Antriebseinheit 66 bilden eine dritte Positioniereinheit 68 aus.The positioning device 65 is on an electronically controlled drive unit 66 stored, which at least one electric drive 67 , in particular continuously controllable servomotor, having. The drive 67 is to the electronic control described above 55 connected. The positioning device 65 and drive unit 66 form a third positioning unit 68 out.
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.The positioning device 65 has relative to each other between a starting position and clamping position adjustable positioning 69 on. The positioning elements 69 are on the upper and lower side surface of the base element 8th deliverable.
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 in einer Übernahmeposition bereitgestellt und an dieser von der Positioniervorrichtung 65 übernommen. Sodann wird das Basiselement 8 in x-Richtung in die Sollposition bewegt und in dieser gehalten, wie in 4b dargestellt. Eine einfache Positionierung des Basiselementes 8 ergibt sich dadurch, wenn diese mit der Fügefläche 23 der Führungsaufnahme (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.Shall now the base element 8th with the switching and guide element 6 . 8th be joined, is the basic element for the time being 8th in the first joining station 44 provided by a feeder in a take-over position and by the positioning device 65 accepted. Then the base element 8th moved in the x direction in the target position and held in this, as in 4b shown. A simple positioning of the base element 8th results from this, if this with the joining surface 23 the guide recording ( 2 ), in particular the support sections 20 on the peripheral surface of the guide element 9 put on and on the guide element 9 lying parallel in the direction of the switching axis 10 (x-direction) is moved until the base element 8th with its inclined joining surface 27 against the inclined joining surface 35 of the switching element 6 runs. The basic element 8th is in its desired position with a defined clamping force against the switching element 6 pressed.
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 verglichen. 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 angehalten. 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 Winkel 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 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.On the feed movement of the base element 8th becomes the travel of the positioning device 65 and the clamping force on the switching element 6 evaluated. The actual values for the travel and the clamping force are calculated with setpoints in the evaluation unit 56 compared. Becomes the base element 8th against the switching element 6 pressed down, the clamping force increases. If the actual value of the clamping force reaches the controller 55 stored setpoint for the clamping force, is the base element 8th in a desired position in the x-direction and the adjustment movement of the positioning device 65 stopped. After this the basic element 8th on the guide element 9 lying in the direction of the switching axis 10 is shifted, is also the target position in y-direction (transverse alignment perpendicular to the switching axis 10 ). The target position in the z-direction (rotational alignment about the indexing axis 10 ) is via the positioning device 65 set. Because between the switching axis 10 and the joining plane 36 an acute angle 38 is included, depending on the manufacturing tolerances of the travel of the positioning device 65 vary. By evaluating the clamping force curve, it is ensured that the base element 8th regardless of the manufacturing tolerances always with a constant clamping force against the switching element 6 is pressed. For example, lies on the switching element 6 at the joint surface 35 an undersize, becomes the base element 8th in the x-direction continues on the switching element 6 moved as if there is an excess. Thus, the manufacturing accuracy of the switching element 6 , Basic element 8th and guide element 9 formed assembly are significantly improved, even if these components have been made "inaccurate".
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 4c ersichtlich. Da abhängig von der Positionierbewegung des Basiselementes 8 relativ zum Schaltelement 6 und Führungselement 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.After the positioning process of the components become the base element 8th with the switching element 6 and the guide element 9 via cohesive joints 25 . 37 connected, as in 4c seen. As dependent on the positioning movement of the base element 8th relative to the switching element 6 and guide element 9 also the joining position of the joint seams 25 . 37 or joining areas must be changed by the evaluation unit 56 the actual value of the travel of the positioning device 65 are evaluated as soon as the actual value for the clamping force has reached the setpoint for the clamping force, therefore, a target position for the base element 8th was achieved.
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.The control 55 calculated depending on, after each positioning operation for a base element 8th defined target position in the direction of the switching axis 10 a joining track for the joining seams 25 37 or joining areas.
Die Fügestation 44 umfasst zumindest eine in x-, y- und/oder z-Richtung bewegbare Fügevorrichtung 70 (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.The joining station 44 comprises at least one joining device movable in the x-, y- and / or z-direction 70 ( 3 ), for example at least one beam welding head 71 which is movable relative to the assembled assembly in the vicinity of the joint areas. The joining device 70 is mounted on an electronically controlled drive unit (not shown), which has at least one electric drive, in particular continuously controllable servomotor. The drive is to the electronic control described above 55 connected. The control 55 gives based on the set target position for the base element 8th a trajectory (trajectory) for the joining device 70 before to attach the joint connections to the calculated feed tracks.
Die vorgefügte Baugruppe wird über die Transportvorrichtung 43 zu einer zweiten Fügestation 75 gefördert.The pre-assembled assembly is via the transport device 43 to a second joining station 75 promoted.
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 3 und 4d bis 4i ersichtlich.In a second positioning and joining process in the second joining station 75 become the shift cheeks 11a . 11b . 11c with the assembly 6 . 8th . 9 as the synopsis of the 3 and 4d to 4i seen.
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 Bereitstellungsposition bewegt und in dieser fixiert gehalten werden. Die Positioniervorrichtungen 76, 77 sind auf einer Antriebseinheiten 78, 79 gelagert, welche beispielsweise jeweils zumindest einen fluidischen Antrieb aufweisen. Der Antrieb ist an die elektronische Steuerung 55 angeschlossen.For this purpose, the second joining station 75 initially fed to the pre-assembled assembly and provided via a feeder in a transfer position in which the assembly of positioning devices 76 . 77 taken over and moved by these in a ready position and kept fixed in this. The positioning devices 76 . 77 are on a drive units 78 . 79 stored, for example, each having at least one fluidic drive. The drive is connected to the electronic control 55 connected.
Die Positioniervorrichtungen 76 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 80 auf. Die Positionierelemente 80 sind mittels der Antriebseinheit 78 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.The positioning devices 76 for the guide element 9 each have a plurality of relatively adjustable, in particular separated from each other in the radial direction to a center axis and in the x direction between an initial position and clamping position adjustable positioning 80 on. The positioning elements 80 are by means of the drive unit 78 in the open ends of the guide element 9 positionable. The positioning elements 80 each form one with the guide element 9 engageable positioning means. The guide element 9 becomes thus from the inside centric and in the direction of the switching axis 10 (x-direction) tense. The positioning device 76 forms according to the illustrated embodiment of a three-jaw gripper. The positioning devices 76 . 77 and drive units 78 . 79 form a first positioning unit 82 the second joining station 75 out.
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.The positioning device 77 has relative to each other in the y, z direction between an initial position and clamping position adjustable positioning 83 on. The positioning elements 83 are by means of the drive unit 79 positionable and on the switching element 6 deliverable, wherein the positioning elements 83 in their initial position of the guide surfaces 84 of the switching element 6 are removed and in their clamping position against the guide surfaces 84 are applied with a clamping force. The positioning device 48 forms according to the execution of a parallel gripper.
In der Bereitstellungsposition ist die Baugruppe von den Positioniervorrichtungen 76, 77 in x-, y-, z-Richtung fixiert gehalten, wie in 4d dargestellt.In the ready position, the assembly is from the positioning devices 76 . 77 held fixed in the x, y, z direction, as in 4d shown.
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 4d eingetragen) relativ zum Basiselement 8 bewegt und in dieser gehalten wird. In der Sollposition ist die erste Schaltwange 11a relativ zum Basiselement 8 in x-, y-, z-Richtung positioniert. Shall now the first shift cheek 11a with the base element 8th be joined, for the time being, the first shift cheek 11a the second joining station 44 fed and provided via a loading device in a transfer position, in which the shift cheek 11a taken over and into one of the controller 55 predefined target position (as in 4d registered) relative to the base element 8th is moved and held in this. In the set position is the first shift cheek 11a relative to the base element 8th positioned in x, y, z direction.
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.The first shift cheek 11a is via a positioning device 92 moved to the predefined target position. The positioning device 92 is on a drive unit 93 stored, which for example has at least one fluidic drive. The drive is connected to the electronic control 55 connected. The positioning device 92 for the first shift cheek 11a has relative to each other in the x, y direction between an initial position and clamping position adjustable positioning 94 on. The positioning device 92 forms according to the execution of a parallel gripper.
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.On the positioning movement of the first shift cheek 11a in the x, y direction, this lies over the mounting section 13a at the joint surface 29 on and becomes the mounting section 13a via a hold-down adjustable in the y-, z-direction 81 subjected to a clamping force. The clamping force acts perpendicular to the joint surface 29 , The positioning device 92 has the hold down 81 on.
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 4d und 4e ersichtlich wird.Manufacturing tolerances on the first shift cheek 11a can lead to the required Fügemaß 85 . 88 is not respected, even if the first shift cheek 11a is in the predefined set position, as from the 4d and 4e becomes apparent.
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.To the position deviations of the first shift cheek 11a is detected by the predefined setpoint position, via at least one measuring device is an actual position of the first shift cheek 11a or of the guide element 12a recorded in x, y direction.
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 optoelektronisches Messsystem, insbesondere Laser- oder Infrarotmesssystem oder Triangulationssensor und dgl., oder durch ein Ultraschallmesssystem gebildet.According to the embodiment shown are a first measuring device 96 for detecting an actual position of at least one of the engagement surfaces 91 and a second measuring device 97 for detecting an actual position of an inner side surface 95 provided, for which they are adjustable via a drive unit in the x-, y- and / or z-direction. The measuring devices 96 . 97 (as indicated schematically by arrows) are to the controller 55 connected and formed for example by a probe or an optoelectronic measuring system, in particular laser or infrared measuring system or triangulation sensor and the like., Or by an ultrasonic measuring system.
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 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.From the evaluation unit 56 The actual items are compared with target items and deviations are evaluated. The control 55 calculated on the basis of the position deviations of the first shift cheek 11a from the predefined setpoint position a corrected setpoint position for the first shift cheek 11a , Based on the corrected target position, the controller may apply a correction movement 100 . 101 for the first shift cheek 11a calculate in x and / or y direction.
Für die Ausführung der Korrekturbewegung(en) 100, 101 weist die Positioniervorrichtung 92 zusätzlich Positionierelemente 98, 99 (wie durch Pfeile in 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.For the execution of the correction movement (s) 100 . 101 has the positioning device 92 additional positioning elements 98 . 99 (as indicated by arrows in 4e schematically indicated), which are adjustable in the x, y direction via electronically controlled drive units which have at least one electric drive, in particular a steplessly controllable servomotor. The drive is to the electronic control described above 55 connected. After a possible embodiment, the positioning elements 98 in the x-direction relative to each other between a starting position and clamping position adjustable slider and the positioning elements 99 formed by in the y-direction relative to each other between a starting position and clamping position adjustable slide.
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 4e eingetragen, wobei währenddessen die Spannkraft des Niederhalters 81 in senkrechter Richtung auf die Fügefläche 29 aufrechterhalten bleibt.Must now as a result of a position deviation of the first shift cheek 11a from the predefined setpoint position the first shift cheek 11a be moved to a corrected target position, the first shift cheek 11a by controlling the drive units for the positioning elements 98 respectively. 99 moved exactly in the corrected target position in the x and / or y direction, as in 4e entered, while meanwhile the clamping force of the hold-down 81 in the vertical direction on the joint surface 29 is maintained.
Befindet sich die erste Schaltwange 11a in der korrigierten Sollposition, ist ein erstes Fügemaß 85 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 Symmetrieebene 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.Is the first shift cheek 11a in the corrected target position, is a first Fügemaß 85 in the x direction (in the direction of the switching axis 10 ) between a first reference line 86 on the switching element 6 and a second reference line 87 on the first shift cheek 11a and a second Fügemaß 88 in y direction (in to the switching axis 10 vertical direction) between a first reference line 89 on the guide element 9 and a second reference line 90 on the first shift cheek 11a set. The first reference line 86 is through the plane of symmetry 34 and the second reference line 87 through the plane of symmetry between the opposing engagement surfaces 91 of the guide element 12a Are defined. The first reference line 89 is through the switching axis 10 and the second reference line 90 through the inner side surface 95 of the guide element 12a Are defined.
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.The positioning device 92 with the positioning elements 94 . 98 . 99 and hold down 81 and the drive units 93 form a second positioning unit 102 the second joining station 75 out.
Nach dem Positionierprozess der ersten Schaltwange 11a wird diese mit dem Basiselement 8 über stoffschlüssige Fügeverbindungen 30 verbunden, wie in 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 Auswerteeinheit 56 der Korrekturweg der Positioniervorrichtung 92, insbesondere Positionierelemente 98, 99 ausgewertet werden.After the positioning process of the first shift cheek 11a this will work with the base element 8th via cohesive joints 30 connected, as in 4f seen. As a function of the correction movement (s) of the first shift cheek 11a relative to the base element 8th also the joining position of the joint seams 30 or joining areas must be changed by the evaluation unit 56 the correction path of the positioning device 92 , in particular positioning elements 98 . 99 be evaluated.
Die Fügestation 75 umfasst zumindest eine in x-, y- und/oder z-Richtung bewegbare Fügevorrichtung 103 (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.The joining station 75 comprises at least one joining device movable in the x-, y- and / or z-direction 103 ( 3 ), for example at least one beam welding head 104 which is movable relative to the assembled assembly in the vicinity of the joint areas. The joining device 103 is mounted on an electronically controlled drive unit (not shown), which has at least one electric drive, in particular continuously controllable servomotor. The drive is to the electronic control described above 55 connected. The control 55 is based on the corrected setpoint position for the first shift cheek 11a a trajectory (trajectory) for the joining device 103 before to attach the joint connections to the calculated feed tracks.
In 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 Form- oder Maßungenauigkeiten vorhanden. Die Messvorrichtungen 96', 97' überprüfen die definierte Sollposition der zweiten Schaltwange 11b auf dieselbe Weise wie oben beschrieben. Nachdem die Istposition 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 11b eingestellt.In 4f and 4g is the positioning and joining process for the second shift cheek 11b described in the same way as the positioning and joining process for the first shift cheek 11a he follows. To avoid repetition, reference is made to the above description. As shown in the figures are registered on the second shift cheek 11b no shape or dimensional inaccuracies available. The measuring devices 96 ' . 97 ' check the defined setpoint position of the second shift cheek 11b in the same way as described above. After the actual position corresponds to the target position is a correction movement for the second shift cheek 11b not required and can be added in the defined nominal position. Sohin is the Fügemaß 85 ' . 88 ' without correction movement for the second shift cheek 11b set.
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.The positioning device 92 ' with the positioning elements 94 ' . 98 ' . 99 ' and hold down 81 ' and the drive units 93 ' form a third positioning unit 102 ' the second joining station 75 ,
Nach dem Positionierprozess der zweiten Schaltwange 11b wird diese mit dem Basiselement 8 über stoffschlüssige Fügeverbindungen 30 verbunden, wie in 4h ersichtlich.After the positioning process of the second shift cheek 11b this will work with the base element 8th via cohesive joints 30 connected, as in 4h seen.
Wie in 4h weiters eingetragen, wird in der zweiten Fügestation 75 auch noch die dritte Schaltwange 11c relativ zum Basiselement 8 positioniert und mit diesem verbunden.As in 4h further registered, is in the second joining station 75 also the third shift cheek 11c relative to the base element 8th positioned and connected to it.
Die Sollposition für die dritte Schaltwange 11c wird von der Steuerung 55 durch die definierte oder korrigierte Sollposition einer oder beider Schaltwangen 11a, 11b oder einer aus der definierten und korrigierten Sollposition gemittelten Sollposition definiert.The target position for the third shift cheek 11c is from the controller 55 by the defined or corrected nominal position of one or both shift cheeks 11a . 11b or one of the defined and corrected target position averaged target position defined.
Soll nun die dritte Schaltwange 11c mit dem Basiselement 8 gefügt werden, wird vorerst die dritte Schaltwange 11c der zweiten Fügestation 75 zugeführt und über eine Beschickungsvorrichtung in einer Übernahmeposition bereitgestellt, in welcher 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 Sollposition 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 Schaltelement 6 und einer zweiten Bezugslinie 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.Should now the third shift cheek 11c with the base element 8th be joined, for the time being, the third shift cheek 11c the second joining station 75 fed and provided via a loading device in a transfer position, in which the shift cheek 11c taken over and into one of the controller 55 Predefined target position relative to the base element 8th is moved and held in this. In the set position is the third shift cheek 11c relative to the base element 8th Positioned in the x, y, z direction and a first Fügemaß 85 in the x-direction between a first reference line 86 on the switching element 6 and a second reference line 87 on the third shift cheek 11a and a second Fügemaß 105 in the y-direction between a first reference line 106 on the guide element 9 and a second reference line 107 on the third shift cheek 11c set. The first reference line 106 is through the switching axis 10 and the second reference line 107 through the plane of symmetry between the side surfaces facing away from each other 108 of the guide element 12c Are defined.
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 Positioniervorrichtung 109 bildet nach gezeigter Ausführung einen Parallelgreifer aus.The positioning of the third shift cheek 11c takes place by means of a positioning device 109 , Which relative to each other in the x, y direction between an initial position and clamping position adjustable angular positioning 110 includes. The positioning elements 110 are positionable by means of a drive unit (not shown) and are in their clamping position against the guide element 12c created. The positioning device 109 forms according to the execution of a parallel gripper.
Die Positioniervorrichtung 109 und Antriebseinheit bilden eine vierte Positioniereinheit 111 aus.The positioning device 109 and drive unit form a fourth positioning unit 111 out.
Nach dem Positionierprozess der dritten Schaltwange 11c wird diese mit dem Basiselement 8 über stoffschlüssige Fügeverbindungen 30 verbunden, wie in 4i ersichtlich.After the positioning process of the third shift cheek 11c this will work with the base element 8th via cohesive joints 30 connected, as in 4i seen.
Bevorzugt werden sämtliche, oben beschriebenen und durch Strahlschweißen realisierten Fügeverbindungen ohne Zusatzwerkstoff hergestellt. Preferably, all joint connections, described above and realized by beam welding, are produced without additional material.
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.The embodiments show possible embodiments of the switching device and the method for their preparation, it being noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments thereof, but also various combinations of the individual embodiments are mutually possible and this variation possibility due to Teaching for technical action by objective invention in the skill of those working in this technical field is the expert. So are all conceivable embodiments, which are possible by combinations of individual details of the illustrated and described embodiment variant, includes the scope of protection.
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.For the sake of order, it should finally be pointed out that, for a better understanding of the structure of the switching device, these or their components have been shown partially unevenly and / or enlarged and / or reduced in size.
Vor allem können die einzelnen in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden.Above all, the individual in the 1 to 4 shown embodiments form the subject of independent solutions according to the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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11
-
Schaltsystemswitching system
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22
-
Schaltvorrichtungswitching device
-
33
-
Schaltvorrichtungswitching device
-
44
-
Schaltvorrichtungswitching device
-
55
-
Führungsschieneguide rail
-
66
-
Schaltelementswitching element
-
77
-
Grundkörperbody
-
88th
-
Basiselementbase element
-
99
-
Führungselementguide element
-
1010
-
Schaltachseswitching axis
-
11a, 11b, 11c11a, 11b, 11c
-
Schaltwangeswitching cheek
-
12a, 12b, 12c12a, 12b, 12c
-
Führungselementguide element
-
13a, 13b, 13c13a, 13b, 13c
-
Montageabschnittmounting portion
-
14a, 14b, 14c14a, 14b, 14c
-
Aufnahmeabschnittreceiving portion
-
15a, 15b15a, 15b
-
Verbindungsabschnittconnecting portion
-
1616
-
-
17a, 17b, 17c17a, 17b, 17c
-
Fügeflächejoining surface
-
18a, 18b, 18c18a, 18b, 18c
-
Positioniermittelpositioning
-
1919
-
Prägungembossing
-
2020
-
Auflageabschnittbearing section
-
2121
-
Nockecam
-
2222
-
Senkedepression
-
2323
-
Fügeflächejoining surface
-
2424
-
Fügeflächejoining surface
-
2525
-
Fügenahtjoint seam
-
2626
-
Lagerelementbearing element
-
2727
-
Fügeflächejoining surface
-
2828
-
Stützelementsupport element
-
2929
-
Fügeflächejoining surface
-
3030
-
Fügenahtjoint seam
-
3131
-
Schaltausnehmungswitching recess
-
3232
-
Sperrflächeblocking surface
-
3333
-
Schaltflächebutton
-
3434
-
Symmetrieebeneplane of symmetry
-
3535
-
Fügeflächejoining surface
-
3636
-
Fügeebenejoining plane
-
3737
-
Fügenahtjoint seam
-
3838
-
Winkelangle
-
3939
-
Lagerungstorage
-
4040
-
Seitenflächeside surface
-
4141
-
Stanz- und UmformanlagePunching and forming plant
-
4242
-
Fertigungsanlagemanufacturing plant
-
4343
-
Transportvorrichtungtransport device
-
4444
-
Fügestationjoining station
-
4545
-
Positioniervorrichtungpositioning
-
4646
-
Positioniervorrichtungpositioning
-
4747
-
Positioniervorrichtungpositioning
-
4848
-
Positioniervorrichtungpositioning
-
4949
-
Antriebseinheitdrive unit
-
5050
-
Antriebseinheitdrive unit
-
5151
-
Antriebseinheitdrive unit
-
5252
-
Antriebseinheitdrive unit
-
5353
-
Antriebdrive
-
5454
-
Antriebdrive
-
5555
-
Steuerungcontrol
-
5656
-
Auswerteeinheitevaluation
-
5757
-
Positionierelementpositioning
-
5858
-
Positioniereinheitpositioning
-
5959
-
Positioniereinheitpositioning
-
6060
-
Positionierelementpositioning
-
6161
-
Positioniermittelpositioning
-
6262
-
Positionierelementpositioning
-
6363
-
Positioniermittelpositioning
-
6464
-
Positionierelementpositioning
-
6565
-
Positioniervorrichtungpositioning
-
6666
-
Antriebseinheitdrive unit
-
6767
-
Antriebdrive
-
6868
-
Positioniereinheitpositioning
-
6969
-
Positionierelementpositioning
-
7070
-
Fügevorrichtungjoining device
-
7171
-
StrahlschweißkopfBeam welding head
-
7272
-
-
7373
-
-
7474
-
-
7575
-
Fügestationjoining station
-
7676
-
Positioniervorrichtungpositioning
-
7777
-
Positioniervorrichtungpositioning
-
7878
-
Antriebseinheitdrive unit
-
7979
-
Antriebseinheitdrive unit
-
8080
-
Positionierelementpositioning
-
8181
-
NiederhalterStripper plate
-
8282
-
Positioniereinheitpositioning
-
8383
-
Positionierelementpositioning
-
8484
-
Führungsflächeguide surface
-
8585
-
FügemaßAdding measure
-
8686
-
Bezugsliniereference line
-
87 87
-
Bezugsliniereference line
-
8888
-
FügemaßAdding measure
-
8989
-
Bezugsliniereference line
-
9090
-
Bezugsliniereference line
-
9191
-
Eingriffsflächeengaging surface
-
9292
-
Positioniervorrichtungpositioning
-
9393
-
Antriebseinheitdrive unit
-
9494
-
Positionierelementpositioning
-
9595
-
Seitenflächeside surface
-
9696
-
Messvorrichtungmeasuring device
-
9797
-
Messvorrichtungmeasuring device
-
9898
-
Positionierelementpositioning
-
9999
-
Positionierelementpositioning
-
100100
-
Korrekturbewegungcorrection movement
-
101101
-
Korrekturbewegungcorrection movement
-
102102
-
Positioniereinheitpositioning
-
103103
-
Fügevorrichtungjoining device
-
104104
-
StrahlschweißkopfBeam welding head
-
105105
-
FügemaßAdding measure
-
106106
-
Bezugsliniereference line
-
107107
-
Bezugsliniereference line
-
108108
-
Seitenflächeside surface
-
109109
-
Positioniervorrichtungpositioning
-
110110
-
Positionierelementpositioning
-
111111
-
Positioniereinheitpositioning
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102007010362 A1 [0003] DE 102007010362 A1 [0003]
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DE 102005035529 A1 [0004] DE 102005035529 A1 [0004]
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DT 2547476 B1 [0005] DT 2547476 B1 [0005]
-
DE 1848789 [0005] DE 1848789 [0005]
