DE102015115105B4

DE102015115105B4 - Method for producing switching modules in a motor vehicle transmission

Info

Publication number: DE102015115105B4
Application number: DE102015115105.7A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2017-07-20
Anticipated expiration: 2035-09-09
Also published as: DE102015115105A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Schaltmodulen zur Betätigung von Schiebemuffen und Zahnrädern in einem Kraftfahrzeuggetriebe, umfassende nachfolgende Schritte: – Produktion eines Warmbandes aus Stahl – Beizen des Bandes – Dressieren des gebeizten Bandes, wobei keine Nachbearbeitung der Oberfläche durch einen Kaltstich erfolgt – Schutzgasglühen des dressierten Bandes – Spalten des dressierten Bandes – Fertigung von Schaltmodulen aus dem so erzielten Spaltband unter Einsatz von Stanz- und Umformverfahren.Method for the production of shift modules for actuating sliding sleeves and gears in a motor vehicle transmission, comprising the following steps: Production of a hot strip of steel Pickling of the strip Dressing of the pickled strip, with no reworking of the surface by cold-stinging Protective gas annealing of the dressed strip Columns of the dressed strip - Production of switching modules from the thus obtained slit strip using punching and forming processes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schaltmodulen zur Betätigung von Schiebmuffen und Zahnrädern in einem Kraftfahrzeuggetriebe nach dem Patentanspruch 1.The invention relates to a method for the production of switching modules for actuating sliding sleeves and gears in a motor vehicle transmission according to claim 1.

Um feinere Stanzsteile, so genannte Feinstanzteile möglichst in einem Arbeitsgang herzustellen und um maßlich engere Toleranzen zu halten, werden Getriebeteile für die Automobilindustrie bereits seit den 1950er-Jahren aus so genanntem Kaltband hergestellt. Hierbei handelt es sich um kaltgewalzte Bänder, die zuvor im Warmwalzverfahren hergestellt worden sind. Beim Kaltwalzen handelt es sich um einen Umformprozess eines Breitflach-Produktes unterhalb seiner Rekristallisationstemperatur, wobei das Walzgut regelmäßig bei Raumtemperatur eingesetzt wird. Mithilfe von Walzgerüsten wird das Band über nachgeschaltete Arbeitswalzen in seiner Dicke stufenweise reduziert. Durch die stufenweise Kaltverformung des Materials ist eine hohe Oberflächenqualität bei gleichzeitig engen Abmessungstoleranzen ermöglicht, welche Eigenschaften für die Herstellung von Feinstanzteilen wesentlich sind. Bis zum heutigen Tage erfolgt daher die Herstellung von Getriebeteilen für Kraftfahrzeuge ausschließlich mittels Verarbeitung von Kaltband. Der größte Nachteil von aus Kaltbandes hergestellten Getriebeteilen ist die sehr aufwendige Herstellung des Kaltbandes, die sich aus der Verarbeitung unterhalb der Rekristallisationstemperatur des zu verarbeitenden Metalls ergibt. Ein Verfahren zur Herstellung eine Schaltgabel für Kraftfahrzeuge ist in der DE 102 61 209 A1 beschrieben. Weiterhin sind Verfahren zur Herstellung unterschiedlicher Werkstücke aus Metallband mittels Stanzen bzw. Feinschneiden in den Druckschriften DE 197 52 156 A1 , DE 10 2008 026 893 A1 , DE 198 34 510 A1 , DE 10 2014 200 477 A1 sowie DE 10 2009 014 115 A1 offenbart.In order to produce finer punched parts, so-called fine stamped parts as possible in a single operation and dimensionally closer tolerances to keep, gear parts for the automotive industry since the 1950s made from so-called cold strip. These are cold rolled strips that have been previously hot rolled. Cold rolling is a forming process of a wide-flat product below its recrystallization temperature, the rolling stock being used regularly at room temperature. With the aid of rolling stands, the strip is gradually reduced in thickness via downstream work rolls. Due to the stepwise cold deformation of the material, a high surface quality with simultaneously narrow dimensional tolerances is made possible, which properties are essential for the production of fine stamped parts. To this day, therefore, the production of transmission parts for motor vehicles takes place exclusively by means of processing of cold strip. The biggest disadvantage of gear parts made from cold strip is the very complex production of the cold strip, resulting from the processing below the recrystallization temperature of the metal to be processed. A method of manufacturing a shift fork for motor vehicles is in DE 102 61 209 A1 described. Furthermore, methods for producing different workpieces of metal strip by means of stamping or fine blanking in the publications DE 197 52 156 A1 . DE 10 2008 026 893 A1 . DE 198 34 510 A1 . DE 10 2014 200 477 A1 such as DE 10 2009 014 115 A1 disclosed.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung von Schaltmodulen zur Betätigung von Schiebemuffen und Zahnrädern in einem Kraftfahrzeuggetriebe bereitzustellen, bei dem der Aufwand vermindert ist und das eine kostenreduzierte Herstellung von Schaltmodulen ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This is where the present invention begins. The invention is based on the object to provide a method for the production of switching modules for actuating sliding sleeves and gears in a motor vehicle transmission, in which the cost is reduced and which allows a cost-reduced production of switching modules. According to the invention, this object is achieved by a method having the features of patent claim 1.

Mit der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Schaltmodulen zur Betätigung von Schiebemuffen und Zahnrädern in einem Kraftfahrzeuggetriebe bereitgestellt, das aufwandminimiert durchführbar ist und das eine kostenreduzierte Herstellung von Schaltmodulen ermöglicht. Überraschend hat sich gezeigt, dass ein Band mit den wesentlichen Parametern, welche für die Herstellung von Feinstanzteilen erforderlich sind, nämlich enge Dicketoleranzen, verbunden mit einer hohen Oberflächengüte, entgegen jahrzehntelang vertretener Auffassung auch im Warmwalzverfahren herstellbar ist. Erfindungswesentlich hierbei ist, dass bei der Herstellung des Bandes im Warmwalzverfahren keine Nachbearbeitung der Oberfläche durch einen Kaltstich erfolgt. Hierdurch ist vermieden, dass die Oberflächenstruktur des Warmbandes vor dem Glühen verletzt wird. Weiterhin wesentlich ist, dass das Glühen ausschließlich als Schutzgasglühen vorgenommen wird.The invention provides a method for producing shift modules for actuating sliding sleeves and toothed wheels in a motor vehicle transmission, which can be carried out with minimal effort and which enables cost-reduced production of shift modules. Surprisingly, it has been shown that a band with the essential parameters which are required for the production of fine stamped parts, namely narrow thickness tolerances, combined with a high surface quality, contrary to views expressed for decades, can also be produced in the hot rolling process. Essential to the invention here is that in the production of the strip in the hot rolling process no reworking of the surface is done by a cold sting. This avoids that the surface structure of the hot strip is injured before annealing. Furthermore, it is essential that the annealing is carried out exclusively as inert gas annealing.

Unter dem Begriff „Schaltmodul” sind vorliegend Getriebeteile zu verstehen, die in einem Getriebe zwischen Schalthebeln und Zahnrädern verbaut werden, insbesondere Schaltschienen, Schaltgabeln, Schaltsegmente sowie Teile für Schaltdome.The term "switching module" in the present case gear parts are to be understood, which are installed in a transmission between the shifters and gears, in particular shift rails, shift forks, switching segments and parts for Schaltdome.

Durch die Herstellung eines für das Feinstanzen von Schaltmodulen geeigneten Vormaterials als Warmband ist eine erhebliche Kostenreduktion erzielt. Der Vorteil des Warmwalzens ist hierbei, dass das Walzgut bei höheren Temperaturen weicher ist und damit mit geringerer Kraft umgeformt werden kann. Zudem befindet sich das Metall im austenitischen Bereich (statt – wie beim Kaltwalzen – im ferritischen Bereich), wo höhere Umformgrade möglich sind. Bevorzugt wird das Warmband in einer ersten Nenndicke produziert, nachfolgend auf schmalere Bänder gespalten, welche schmaleren Bänder dann gebeizt und auf das Endmaß dressiert werden. Hierdurch ist eine gute Dickentoleranz, verbunden mit einer hohen Oberflächengüte erzielbar. Vorteilhaft weist das Warmband die Güte C35 auf.By producing a suitable for the fine blanking of switching modules primary material as a hot strip a significant cost reduction is achieved. The advantage of hot rolling in this case is that the rolling stock is softer at higher temperatures and thus can be formed with less force. In addition, the metal is in the austenitic range (instead of - as in cold rolling - in the ferritic range), where higher degrees of deformation are possible. Preferably, the hot strip is produced in a first nominal thickness, subsequently split into narrower strips, which narrower strips are then pickled and dressed to the final size. As a result, a good thickness tolerance, combined with a high surface quality can be achieved. Advantageously, the hot strip on the quality C35.

Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben.Other developments and refinements of the invention are specified in the remaining subclaims. An embodiment of the invention will be described in detail below.

Im Rahmen des als Ausführungsbeispiel gewählten Verfahrens zur Herstellung eines Schaltmoduls, vorliegend einer Schaltgabel, wird zunächst aus Brammen aus Einsatz- und Vergütungsstahl C35 ein Warmband mit einer Breite von 1512 mm und einer Nenndicke von 6,8 mm im Warmwalzverfahren produziert. Nachfolgend wird das Band gebeizt und auf schmalere Bänder mit einer Breite von 504 mm gespalten, welche nachfolgend jeweils mit den entsprechenden engen Dickentoleranzen auf das erforderliche Nennmaß – vorliegerid 6 mm +/- 0,06 mm – nachgewalzt (dressiert) werden. Anschließend werden die Bänder auf die endgültige Breite von 500 mm gespalten.In the context of the selected as an embodiment method for producing a switching module, in this case a shift fork, a hot strip with a width of 1512 mm and a nominal thickness of 6.8 mm is initially produced from slabs of feed and tempering steel C35 in the hot rolling process. Subsequently, the strip is pickled and split on narrower strips with a width of 504 mm, which are subsequently each with the corresponding narrow thickness tolerances on the required nominal size - vorliegerid 6 mm +/- 0.06 mm - retreaded (trained). The strips are then split to the final width of 500 mm.

Die erhaltenen Bänder werden nun einem Glühprozess unter Schutzgas, vorliegend Stickstoff, unterzogen. Hierdurch wird verhindert, dass die Bänder beim Glühen mit Sauerstoff in Berührung kommen, was zu ein Verzundern oder Entkohlen der Bänder führt. Alternativ kann das Glühen auch unter Vakuum erfolgen. Wie dem Fachmann bekannt ist, können als Schutzgas neben Stickstoff auch andere Gase, wie beispielsweise Argon zum Einsatz kommen. Durch den Glühprozess erhalten die Bänder das für Feinstanzteile erforderliche Gefügebild mit einer Zementit-Einformung von wenigstens 92 Prozent.The strips obtained are now subjected to an annealing process under protective gas, in the present case nitrogen. This prevents the strips from coming into contact with oxygen during annealing, which leads to scaling or decarburization of the strips. Alternatively, the annealing can also be done under vacuum. As is known to the person skilled in the art, other gases, such as, for example, argon, can be used in addition to nitrogen as protective gas. As a result of the annealing process, the strips receive the microstructure required for fine stamped parts with a cementite indentation of at least 92 percent.

Die so produzierten Bänder werden nun über einen weiteren Spaltprozess zu Bändern mit der für die herzustellenden Schaltgabeln erforderlichen Breite weiterverarbeitet. Aus diesen Bändern werden nun durch einen Stanz- und Umformprozess Schaltgabeln hergestellt, welche nachfolgend gleitgeschliffen und vergütet bzw.The strips produced in this way are then further processed into strips with the width required for the shift forks to be produced via a further splitting process. From these bands now shift forks are produced by a stamping and forming process, which subsequently slidably and tempered or

gehärtet werden. Die hierfür erforderliche Oberflächengüte wird durch den vorstehend angeführten Herstellungsprozess des Warmbandes erreicht.be hardened. The required surface quality is achieved by the above-mentioned manufacturing process of the hot strip.

Durch das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren für Schaltmodule für Kraftfahrzeuggetriebe am Beispiel von Schaltgabeln ist eine signifikante Senkung der Herstellungskosten erzielt.By the above-described manufacturing method for switching modules for motor vehicle transmission using the example of shift forks, a significant reduction in manufacturing costs is achieved.

Claims

Method for producing shift modules for actuating sliding sleeves and gears in a motor vehicle transmission, comprising the following steps: - Production of a hot strip of steel - pickling the tape - Dressing the pickled tape, with no reworking of the surface is done by a cold sting - inert gas annealing of the trained band - Columns of the trained band - Production of switching modules from the thus obtained slit strip using punching and forming processes.

A method according to claim 1, characterized in that the hot strip is produced in a first nominal thickness, is subsequently split on narrower strips, which narrower strips are then pickled and trained to the final dimension.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the switching modules are produced in the fine blanking process, which are formed after the fine blanking process, finely ground and tempered.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the hot strip has the quality C35.