DE10212245A1

DE10212245A1 - Schaltgabel für Getriebe, insbesondere Kfz-Getriebe und Herstellungsverfahren für eine Schaltgabel

Info

Publication number: DE10212245A1
Application number: DE10212245A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Voelpert; Hartmut Greff; Lucian Gawronski
Original assignee: ISE Industries GmbH
Current assignee: ISE Industries GmbH
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2003-10-16
Also published as: EP1347216A3; DE10261209A1; DE20321094U1; EP1347216A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltgabel für Getriebe, insbesondere Kfz-Getriebe, DOLLAR A - zum Verschieben einer zwischen Zahnrädern angeordneten und am Umfang mit einer Nut versehenen Schiebemuffe zum Wechseln von Getriebestufen, DOLLAR A - mit einem Gabelrücken, DOLLAR A - von dem zwei Gabelschenkel im Abstand voneinander ausgehen, DOLLAR A - mit einer Schwenklageraufnahme, insbesondere für einen Lagerzapfen im Bereich des Gabelrückens für eine schwenkbare Lagerung der Schaltgabel im Getriebegehäuse und DOLLAR A - mit einem Betätigungshebel zum Betätigen der Schaltgabel, der sich von dem Bereich des Gabelrückens her neben einem der Gabelschenkel erstreckt, DOLLAR A wobei erfindungsgemäß die Schaltgabel, nämlich der Gabelrücken, die beiden Gabelschenkel, die Schwenklageraufnahme und der Betätigungshebel einteilig aus Stahlblech gebildet sind. Außerdem wird ein Verfahren zum Herstellen von einteilig aus Stahlblech bestehenden Schaltgabeln angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltgabel für Getriebe, insbesondere Kfz-Getriebe,

- zum Verschieben einer zwischen Zahnrädern angeordneten und am Umfang mit einer Nut versehenen Schiebemuffe zum Wechseln von Getriebestufen,
- mit einem Gabelrücken,
- von dem zwei Gabelschenkel im Abstand voneinander ausgehen,
- mit einer Schwenklageraufnahme insbesondere für einen Lagerzapfen im Bereich des Gabelrückens für eine schwenkbare Lagerung der Schaltgabel im Getriebegehäuse und
- mit einem Betätigungshebel zum Betätigen der Schaltgabel, der sich von dem Bereich des Gabelrückens her neben einem der Gabelschenkel erstreckt,

Eine bekannte Schaltgabel, von der die Erfindung ausgeht, ist in Fig. 1 dargestellt.
Die bekannte Schaltgabel besteht im wesentlichen aus drei Bauteilen, die gesondert hergestellt, bearbeitet und anschließend zu der dargestellten Schaltgabel miteinander verbunden werden, vorzugsweise durch Schweißen. Eins dieser Bauteile ist die im Prinzip U-förmige Gabel selbst mit den beiden parallel im Abstand voneinander angeordneten Gabelschenkeln, die durch den Gabelrücken miteinander verbunden sind. Die Gabel wird als Stanz- und Preßteil hergestellt. Auf dem Gabelrücken ist ein rohrförmiges Lagerbauteil festgeschweißt, durch das sich in der eingebauten Lage der Schaltgabel ein Lagerzapfen erstreckt, dessen Enden im Getriebegehäuse befestigt sind. Das rohrförmige Bauteil ist folglich eine Schwenklageraufnahme für diesen Lagerzapfen, um den die Schaltgabel um einen gewissen Winkel in eine Richtung hin- und in die Null-Lage zurückverschwenkt werden kann, und die gleiche Schwenkbewegung ist zur anderen Richtung hin möglich, je nachdem, welcher Wechsel der Getriebestufen gewünscht wird.
An einem der Enden des rohrförmigen Lagerbauteils ist der Betätigungshebel durch Anschweißen befestigt, der zum Betätigen, also zum Verschwenken der Schaltgabel dient, und der seinerseits über einen an seinem freien Ende ausgebildeten Kopf von einer Schaltstange erfaßt wird, die beim Schalten des Getriebes eine lineare Bewegung in der einen und/oder der anderen Richtung ausführt und dabei den Kopf des Betätigungshebels mitnimmt.
Der Betätigungshebel ist als Blechstanzteil hergestellt, und das rohrförmige Lagerbauteil wird aus einem geeigneten Stahlrohr-Vormaterial gefertigt.
Die Gabelschenkel weisen jeweils an ihrem freien Ende eine Aufnahmebohrung für eine drehbare Lagerung von Segmenten auf, die zum Eingriff in eine Nut der Schaltmuffe bestimmt sind, die beim Schalten hin- und/oder herbewegt wird.
Das freie Ende des rohrförmigen Lagerbauteils endet im Abstand vor dem benachbarten Gabelschenkel, und dieser weist am Übergang zum Gabelrücken eine Stufe auf, so daß ein Freiraum für einen Teil der Getriebewandung entsteht, in dem ein Ende des Lagerzapfens befestigt ist.
Die gesonderte Herstellung und Bearbeitung der drei Bauteile, die die bekannte Schaltgabel bilden, und insbesondere deren Verbindung durch Verschweißen, erfordert einen entsprechend hohen Fertigungsaufwand, zumal die Funktionsmaße der Schaltgabel, beispielsweise der Abstand zwischen dem Kopf des Betätigungshebels und dem Segment des benachbarten Gabelschenkels, nur geringe Toleranzen gestattet. Das genaue Einhalten der Funktionsmaße wird vor allem auch durch die Schweißverbindungen der drei Bauteile erschwert, weil die genaue gegenseitige Zuordnung der drei Bauteile während der Schweißarbeiten gefährdet ist. Schließlich wird von der Schaltgabel, nämlich von den Gabelschenkeln ebenso wie von dem Betätigungshebel für die Ausführung der Schaltbewegungen eine hohe Steifigkeit verlangt, auch und insbesondere bezüglich der Schweißverbindungen, zumal die Schaltgabel im Hinblick auf die hohe Anzahl an Schaltvorgängen, die in einem Kfz-Getriebe stattfinden, entsprechend hoch belastet ist und deshalb eine entsprechend hohe Lebensdauer aufweisen muß.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für eine Schaltgabel dieser Art mit den gleichen Funktionen im Getriebe selbst eine Ausbildung der Schaltgabel und ein Herstellungsverfahren hierfür zu schaffen, mit denen sich der Herstellungsaufwand der Schaltgabel deutlich senken läßt, wobei die Funktionen der Schaltgabel ebenso wie deren Lebensdauer unverändert beizubehalten und ggfs. noch zu verbessern sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schaltgabel, nämlich der Gabelrücken, die beiden Gabelschenkel, die Schwenklageraufnahme und der Betätigungshebel einteilig aus Stahlblech gebildet sind.
Damit entfällt eine gesonderte Herstellung mehrerer Bauteile wie bei der bisher bekannten Schaltgabel, und die einteilige Herstellung der Schaltgabel macht die Schweißarbeiten zum Verbinden der Bauteile der bisher bekannten Schaltgabel überflüssig, so daß diese Verbindungen, die eine Schwachstelle bilden können, gänzlich vermieden werden. Durch die einteilige Ausbildung der Schaltgabel aus Stahlblech wird der Herstellungsaufwand der Schaltgabel deutlich gesenkt.
Vorzugsweise werden nicht nur die beiden Gabelschenkel sondern auch der Betätigungshebel als von dem Gabelrücken abgebogene Teile ausgebildet. In Anspruch 3 sind entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung drei verschiedene sich jeweils senkrecht zur Schwenkachse der Schaltgabel erstreckende Ebenen angegebenen, in denen die Gabelschenkel und der Betätigungshebel, die von dem Gabelrücken ausgehen, verlaufen. In Anspruch 4 finden sich weitere vorzugsweise vorgesehene Angaben zu diesen Ebenen.
Für die Ausbildung der Schwenklageraufnahme für den Lagerzapfen eröffnet die Erfindung eine Reihe von Möglichkeiten. Auf jeden Fall verzichtet die Erfindung auf ein röhrchenförmiges Lagerbauteil, und statt dessen besteht die Schwenklageraufnahme für den Lagerzapfen der Schaltgabel vorzugsweise aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Lagerbohrungen in von dem Gabelrücken unmittelbar abgebogenen Bauteilen - wie z. B. den Gabelschenkeln selbst oder Abwinkelungen hiervon - oder in von solchen abgebogenen Bauteilen abgewinkelten Bauteilabschnitten, wie abgewinkelten Laschen oder Ösen.
Durch diese Ausbildung ergibt sich zweifellos eine erhebliche Vereinfachung gegenüber der bisherigen Bauart, wo noch an einem überstehenden Ende des röhrchenförmigen Bauteils der Betätigungshebel angebracht ist, der nun erfindungsgemäß vorzugsweise von dem Gabelrücken direkt oder mittelbar abgewinkelt, jedenfalls mit dem Gabelrücken einteilig verbunden ist.
Wie Anspruch 6 zeigt, ergeben sich auch keine Schwierigkeiten bei der einteiligen Ausführung der Schaltgabel für die notwendige Versetzung der Lagerbohrungen durch die in diesem Anspruch angegebene bevorzugte Gestaltung, die auch ohne weiteres zuläßt, eine Lage der im Bereich des Betätigungshebels liegenden Lagerbohrung in oder nahe an der Ebene dieses Betätigungshebels zu erreichen (Anspruch 7).
Nach einer erfindungsgemäßen Weiterbildung lassen sich auch die Aufnahmebohrungen für eine drehbare Lagerung der Segmente in den freien Enden der Gabelschenkel herstellen, die zum Eingriff in die Nut der Schaltmuffe bestimmt sind (Anspruch 8).
Die erfindungsgemäße Schaltgabel weist zweckmäßig auch einen Kopf wie die bisher übliche Bauart in exakt der gleichen Position auf zu dem in Anspruch 9 genannten Zweck. Wegen der relativ hohen Beanspruchung des Kopfes des Betätigungshebels ist dieser gehärtet, insbesondere induktiv gehärtet.
Nach Anspruch 11 besteht der Gabelrücken vorzugsweise aus einem länglichen Blechabschnitt mit im Hinblick auf die Beanspruchung und verlangte Festigkeit des Gabelrückens ausreichender Breite, wobei von den Endbereichen des Gabelrückens, wie Ausführungsbeispiele noch zeigen, die Gabelschenkel und der Betätigungshebel entweder unmittelbar oder aber mittelbar über einen Zwischenabschnitt abgewinkelt sind.
Für die Ausbildung des Gabelrückens ergibt sich insofern eine erhebliche Vereinfachung, als bei der bisher bekannten Ausführung der Schaltgabel der Gabelrücken noch das röhrchenförmige Lagerbauteil mitumfaßt, das nun vollends entfällt.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Schaltgabel ist gemäß Anspruch 13 vorgesehen, daß auf der Seite des Betätigungshebels von dem Gabelrücken zweckmäßig ein Zwischenabschnitt abgewinkelt ist, von dem nebeneinander der Betätigungshebel und der dort gelegene Gabelschenkel ausgehen. So wird in einfacher Weise mittels eines Zwischenabschnitts erreicht, daß sowohl der Betätigungshebel als auch der in einer gegenüber dem Betätigungshebel versetzt angeordneten Ebene befindliche Gabelschenkel, der sich unmittelbar neben dem Betätigungshebel befindet, mittelbar gemeinsam von dem Gabelrücken abgewinkelt sind.
Nach Anspruch 14 wird die notwendige Anordnung des Gabelschenkels in einer anderen gegenüber dem Betätigungshebel versetzten Ebene zweckmäßig durch eine zweifache Abwinkelung bzw. Abstufung des Gabelschenkels in seinem Ausgangsbereich an dem Zwischenabschnitt hergestellt.
Auch der andere von dem Betätigungshebel entfernt gelegene Gabelschenkel weist gemäß Anspruch 15 zweckmäßig in einfacher Weise eine zweifach abgewinkelte Stufe für die dort in der Gebrauchslage der Schaltgabel gelegene Lagerzapfen-Aufnahme der Getriebewand auf.
Eine erhebliche Vereinfachung gegenüber der bisherigen Bauart der Schaltgabel ergibt sich gemäß Anspruch 16 dadurch, daß sich die Lagerbohrungen für den Lagerzapfen unmittelbar in dem Zwischenabschnitt bzw. in der abgewinkelten Stufe befinden. Ein gesondertes Bauteil für die Schwenklageraufnahme entfällt somit.
Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß sich an den Gabelrücken auf der Seite des Betätigungshebels ein Arm anschließt, der sich über die Ebene des auf dieser Seite gelegenen Gabelschenkels hinauserstreckt und von dem der Betätigungshebel abgewinkelt ist. Durch diese Abwandlung wird deutlich, daß sich die einteilige Verbindung des Gabelrückens und des Betätigungshebels ohne weiteres auch auf andere Weise als die Ausbildung eines Zwischenabschnitts verwirklichen läßt.
Bei dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform der Schaltgabel geht gemäß Anspruch iß zweckmäßig von dem Kernabschnitt des Gabelrückens ein Abschnitt aus, an dem im Bereich seiner Enden die Lagerbohrungen in dem vorgegebenen Abstand unmittelbar ausgebildet sind. Dieser Abschnitt ist gemäß Anspruch 19 vom Kernabschnitt des Gabelrückens vorzugsweise abgewinkelt, und die Lagerbohrungen befinden sich gemäß Anspruch 20 zweckmäßig in an beiden freien Enden abgewinkelten Laschen, wodurch sich ebenfalls eine einfache Herstellung ergibt.
Eine sehr wesentliche Weiterbildung der Erfindung ergibt sich gemäß Anspruch 21 dadurch, daß die einteilige Schaltgabel mit ihren wesentlichen Funktionsteilen, nämlich dem Gabelrücken, den Gabelschenkeln, dem Betätigungshebel und den Lagerbohrungen, als Konturstanzteil aus einem länglichen sowie ebenen Blechabschnitt hergestellt und die vorgenannten Funktionsteile mittels Biegewerkzeugen in ihre vorbestimmte Position gebogen sind. Diese vor allem für Großserien mit relativ geringem Herstellungsaufwand verbundene Fertigung läßt sich sowohl auf die erste als auch auf die bevorzugte zweite Ausführungsform der Schaltgabel, wie vorstehend angegeben, anwenden.
Gemäß Anspruch 22 ist es außerdem möglich, die Schaltgabel als ebenen Blechrohling mit ihrer Längserstreckung quer auf einem entsprechend breiten Stahlblech Längsstreifen anzuordnen, wodurch die Herstellung vereinfacht wird.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schaltgabel besteht diese aus einem Stahlblech der Güte C₃₅. Diese Angabe entspricht einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ebenso wie die weitere beispielhafte Angabe, daß die Schaltgabel aus einem Stahlblech mit einer Dicke im Bereich von 4-8 mm, vorzugsweise von 6 mm besteht.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Schaltgabel für Getriebe, insbesondere Kfz-Getriebe, und zwar der eingangs der Beschreibung genannten Art, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgabel, nämlich der Gabelrücken, die beiden Gabelschenkel, die Schwenklageraufnahme und der Betätigungshebel einteilig aus Stahlblech hergestellt werden (Anspruch 25).
Angesichts des bisher bekannten Verfahrens für die bekannte Schaltgabel unterscheidet sich das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren grundlegend gegenüber der bisherigen Technik. Denn es werden nicht mehr drei Bauteile gesondert hergestellt und anschließend durch Verschweißen miteinander verbunden, sondern die vorgenannten Teile der Schaltgabel werden nun erfindungsgemäß aus einem einzigen Stahlblech-Zuschnitt als ein einziges Teil hergestellt, ohne daß irgendwelche Verbindungsarbeiten, wie Schweißarbeiten oder dergleichen erforderlich sind.
Vorzugsweise wird die Schaltgabel mit ihren vorgenannten Teilen in deren vorgegebenen Abmessungen, Formen und relativen Anordnungen durch Konturstanzen vorzugsweise aus ebenem Stahlblech hergestellt (Anspruch 26).
Zweckmäßig wird hierfür eine Vielzahl von Schaltgabeln aus einem Blechstreifen hergestellt, auf dem die Zuschnitte der Schaltgabeln nebeneinander sowie quer zur Längsrichtung des Blechstreifens - und während der Bearbeitung ohne Trennung von diesem - angeordnet werden. Diese Anordnung hat sich als zweckmäßig erwiesen, auch wenn theoretisch die Längsausrichtung des ebenen Stahlblechzuschnitts einer solchen erfindungsgemäßen Schaltgabel eine Anordnung in Längsrichtung des Blechstreifens zuläßt, indem die Zuschnitte hintereinander auf dem Blechstreifen angeordnet werden.
Vorzugsweise werden zwei Gabelschenkel der Schaltgabel und der Betätigungshebel mittels Biege- und Umformwerkzeugen in einem Kaltumformungsprozeß in ihre vorgegebene Form und Position gebogen und gepreßt (Anspruch 28).
Grundsätzlich ist die Herstellung einer einteiligen Schaltgabel aus Stahlblech in der Weise möglich, daß beginnend mit einem Konturstanzen bzw. Konturschneiden ein ebener Rohling der Schaltgabel hergestellt und anschließend in geeigneten Biegepressen und anderen Umformwerkzeugen, denen jeweils bestimmte Umformschritte zugeordnet sind, bis zur Fertigstellung der Schaltgabel bearbeitet wird. Nach einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist jedoch vorgesehen (Anspruch 29), daß

- ein praktisch endloser Blechstreifen, vorzugsweise von einem Coil, schrittweise einer Stanz- und Umformeinrichtung zu- und durch diese hindurchgeführt wird und
- entsprechend schrittweise Stationen in der Stanz- und Umformeinrichtung durchläuft,
- in denen im wesentlichen zur gleichen Zeit aufeinanderfolgende (örtlich auf den Blechstreifen bezogen) - je nach Art der Bearbeitung jedoch teilweise auch gleichzeitig erfolgende Bearbeitungsschritte insbesondere Stanzen, Biegen und Pressen vorgenommen werden.

Für diese Art der Herstellung der Schaltgabel, indem ein auf dem Blechstreifen vorgesehener Zuschnitt für einen zunächst ebenen Rohling einer solchen Schaltgabel eine Vielzahl von Stationen durchläuft, wo jeweils bestimmte Bearbeitungsschritte vorgenommen werden, ist es für die mit der Bearbeitung erzielbare Genauigkeit wesentlich, daß der Rohling möglichst lange mit dem Blechstreifen verbunden und damit positioniert bleibt. Hierfür ist erfindungsgemäß vorzuziehen, daß die Konturstanzbearbeitung in einer oder in mehreren der ersten Stationen eines Folgeverbundwerkzeuges zunächst auf das Ausstanzen der wesentlichen Teile der Schaltgabel, nämlich der Gabelschenkel und des Betätigungshebels sowie der Endabschnitte des Gabelrückens, beschränkt bleibt, und das Ausstanzen des Mittelabschnitts des Gabelrückens als Trennschnitt, mit dem die Schaltgabel aus dem Blechstreifen gelöst wird, erst in einer Endstation erfolgt.
Angesichts der Tatsache, daß es sich bei der Gabelherstellung um eine Großserienherstellung handelt, bei der sich jedoch jede hergestellte Schaltgabel durch hohe Genauigkeit ihrer Funktionsmaße auszeichnen muß, hat sich gezeigt, daß folgendes Herstellungsverfahren zu bevorzugen ist:
Es ist vorgesehen, daß eine schrittweise Bearbeitung des einem Folgeverbundwerkzeug als Stanz-, Bohr-, Biege- und Preßeinrichtung zugeführten Blechstreifens in hintereinander angeordneten Stationen vor allem folgende Bearbeitungsschritte umfaßt, nämlich

- Konturstanzen der Endabschnitte des Gabelrückens, der Gabelschenkel, des Betätigungsarms und der Teile für Lagerbohrungen sowie etwaiger Zwischen- und sonstiger Abschnitte oder späteren Stufen in einer oder in mehreren vorzugsweise aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstationen
- Biegen von Stufen der Gabelschenkel und eines Wulstes des Betätigungshebels
- 90°-Abbiegen der Gabelschenkel und des Betätigungshebels einschließlich der Stufen unter Bilden eines Zwischenabschnitts
- Herstellen der Lagerbohrungen und der Aufnahmebohrungen
- Durchführen des Trennschnitts durch Ausstanzen des Mittenabschnittes des Gabelrückens.

Vorzugsweise wird zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten in den Stationen durch Kalibrieren nachgeformt, um ein hohes Maß an Genauigkeit, insbesondere der Funktionsmaße zu erreichen.
Ebenfalls der Genauigkeit dient die weitere bevorzugte Maßnahme, daß zwischen den Bearbeitungsschritten Messungen, insbesondere der Funktionsmaße vorgenommen werden und entsprechende Nachbearbeitungen stattfinden, so daß am Ende des Durchlaufs durch das Folgeverbundwerkzeug die Schaltgabeln jeweils mit hoher Genauigkeit hergestellt sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Schaltgabel nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltgabel;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Schaltgabel wie in Fig. 2, jedoch mit eingesetzten Segmenten an den Enden der Gabelschenkel;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Schaltgabel als Draufsicht auf einen Blechstreifen, aus dem in aufeinanderfolgenden Stationen eines Folgeverbundwerkzeuges aus einem fortlaufenden Blechstreifen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Schaltgabel hergestellt wird;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltgabel;
Fig. 6 eine weitere perspektivische Ansicht der Schaltgabel von Fig. 5 unter einem anderen Blickwinkel.
Eine bekannte in Fig. 1 dargestellte Schaltgabel 1 _s umfaßt im wesentlichen einen Gabelrücken 2 _s, von dessen Enden Gabelschenkel 3a_s, 3b_s abgewinkelt ausgehen, ein auf dem Gabelrücken 2 _s festgeschweißtes röhrchenförmiges Bauteil 5 _s als Schwenklageraufnahme und einen am Ende des röhrchenförmigen Bauteils 5 _s festgeschweißten Betätigungshebel 4 _s, an dessen freiem Ende sich ein Kopf 6 _s befindet. In nicht sichtbaren Bohrungen in den freien Enden der Gabelschenkel 3a_s, 3b_s sind Segmente 7a_s, 7b_s drehbar gelagert.
In der eingebauten Lage der Schaltgabel 1 _s erstreckt sich ein nicht dargestellter Lagerzapfen durch das röhrchenförmige Bauteil 5 _s, und die Enden des Lagerzapfens sind im Getriebegehäuse gelagert. Auf diese Weise wird ein Schwenklager gebildet, um dessen Achse A die Schaltgabel 1 _s um einen vorgegebenen Winkelbetrag in zwei durch einen Doppelpfeil angezeigte Richtungen verschwenkt und wieder in die dargestellte Null-Lage zurückverschwenkt werden kann. Der Betätigungshebel 4 _s dient zum Verschwenken der Schaltgabel 1 _s, und hierfür wird der an seinem freien Ende ausgebildete Kopf 6 _s von einer nicht dargestellten Schaltstange erfaßt, die beim Schalten des Getriebes eine lineare Bewegung in der einen und/oder in der anderen Richtung ausführt und über den Kopf 6 _s des Betätigungshebels 4 _s mitnimmt.
Die drehbar in den Gabelschenkeln 3a_s, 3b_s gelagerten Segmente 7a_s, 7b_s greifen in eine Nut einer nicht dargestellten Schaltmuffe des Getriebes, die von den Gabelschenkeln 3a_s, 3b_s über die Segmente 7a_s, 7b_s beim Schalten hin- und/oder herbewegt wird, um die für den gewünschten Gang erforderliche Radpaarung herzustellen. Für den Transport der Schaltgabel 1 _s werden die Segmente 7a_s, 7b_s durch Sicherungsringe 8a_s, 8b_s in den nicht dargestellten Bohrungen gehalten. Im Getriebe selbst stehen die Segmente 7a_s, 7b_s mit der nicht dargestellten Schaltmuffe im Eingriff, so daß sie sich nicht aus den Bohrungen lösen können.
An der in Fig. 2 dargestellten ersten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltgabel 1 sind sämtliche Teile, wie noch ausgeführt wird, einteilig aus Stahlblech vorzugsweise mit einer Güte von C35 sowie ebenfalls vorzugsweise mit einer Blechdicke von 6 mm hergestellt. Von einem Gabelrücken 2 sind an dessen Enden in zueinander parallelen Ebenen E₁, E₂ verlaufende Gabelschenkel 3a, 3b abgebogen, und zwar an einem Ende des Gabelrückens 2 über einen unmittelbar von dem Gabelrücken abgewinkelten Zwischenabschnitt 9, der sich nach oben verbreitert, und am anderen Ende des Gabelrückens 2 durch Zwischenschaltung einer Stufe 10, die durch eine doppelte Abwinkelung entsteht. Auch der andere Gabelschenkel 3a weist eine Stufe 11 durch eine doppelte Abwinkelung, die von dem Zwischenabschnitt 9 ausgeht, auf, damit sich der Gabelschenkel 3a in der Ebene E₂ erstreckt, wie die Zeichnung zeigt.
Ebenfalls aus der Zeichnung ist zu entnehmen, daß sich ein Betätigungshebel 4 an einen Wulst 12 an der Oberseite des Zwischenabschnitts 9 in der dargestellten Lage anschließt und sich in einer Ebene E₃ erstreckt, die im wesentlichen parallel zu den Ebenen E₁, E₂ liegt und einen gewissen Abstand von der nächstgelegenen Ebene E2 hat. Am Ende des Betätigungshebels 4 befindet sich ein Kopf 6, der wegen einer relativ hohen Beanspruchung durch die oben erwähnte Schaltschiene vorzugsweise induktiv gehärtet ist.
In dem abgewinkelten Abschnitt unterhalb der Stufe 10 befindet sich eine Lagerbohrung 5a, der in dem Zwischenabschnitt 9 eine zweite Lagerbohrung 5b gegenüberliegt, die zusammen eine Schwenklageraufnahme für einen nicht dargestellten Lagerzapfen bilden, um dessen Achse A die Schaltgabel 1 eine Schwenkbewegung ausführen kann, wie oben im Zusammenhang mit einer bekannten Ausführung einer Schaltgabel 1 _s erläutert ist.
Durch die Stufe 10 entsteht der notwendige Raum für einen Getriebewandungsteil zur dortigen Aufnahme des Lagerzapfens.
An den freien Enden der Gabelschenkel 3a, 3b befinden sich Aufnahmebohrungen 13a, 13b für Segmente 7a, 7b (vgl. Fig. 3), die wie schon bei der bekannten Ausführung mittels Sicherungsringen 8a, 8b auf dem Transport der Schaltgabel 1 in ihrer Position in den Aufnahmebohrungen 13a, 13b gehalten sind. Den Raum zwischen den Gabelschenkeln 3a, 3b nimmt im Getriebe bekanntlich eine nicht dargestellte Schaltmuffe ein, in deren umlaufende Nut die Segmente 7a, 7b eingreifen.
Die Funktionen der Schaltgabel 1 und ihrer Teile entsprechen der in Fig. 1 dargestellten und vorstehend beschriebenen bekannten Schaltgabel 15 und ihren entsprechenden Teilen, die hinsichtlich ihrer Position und Ausbildung an der bevorzugten Ausführungsform der Schaltgabel in Fig. 2 und 3 ohne weiteres wiederzufinden sind, obwohl sich die erfindungsgemäße Ausführung von der bisher üblichen Schaltgabel-Form erheblich unterscheidet, und zwar ganz primär durch ihre einteilige Herstellung aus Stahlblech. Der Übereinstimmungen wegen kann jedoch auf eine Wiederholung der Erläuterung der Funktionen der Schaltgabel 1 und ihrer Teile im Getriebe verzichtet werden.
Zur Darstellung eines bevorzugten Herstellungsverfahrens für die Schaltgabel von Fig. 2 wird auf Fig. 3 und 4 Bezug genommen.
In Fig. 4 ist schematisch in Draufsicht ein Blechstreifen 20 mit Unterbrechungen dargestellt, der praktisch endlos von einem Coil in ein Folgeverbundwerkzeug eingezogen und dort in Richtung der Pfeile P4 und P2 durch eine Vielzahl von Stationen geführt wird, von denen eine Auswahl S1, S2, S3, S4 und S5 dargestellt ist und in denen aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte an unmittelbar in einer Reihe nebeneinander in Querlage zu dem Blechstreifen angeordneten Rohlingen, die während der Bearbeitung ihre Position innerhalb des Blechstreifens 20 beibehalten, nach und nach so vorgenommen werden, daß am Ende der Stationen, in Fig. 4 hinter Station S5, die fertige Schaltgabel 1 nach dem Trennschnitt in der Station S5 entnommen werden kann.
Wesentliche aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte, denen die in den Blechstreifen 20 eingebundenen Rohlinge oder Zuschnitte der Schaltgabel unterworfen werden, sind insbesondere die folgenden, wobei die nachfolgend mit Buchstaben bezeichneten Bearbeitungsschritte auf Bereiche der Schaltgabel 1 in Fig. 3 Bezug nehmen, wo die Bearbeitungsbereiche mit den gleichen Buchstaben bezeichnet sind, wenn sie zu sehen sind:
a - Fängerlöcher 21 werden in Station S1 ausgestanzt, die zur Positionierung des Blechstreifens 20 dienen,
b - Konturstanzen der Schaltgabelteile in Station S2, ggfs. aufgeteilt in mehrere Konturstanzschritte,
- es folgt ein Leerschritt, weil der Raum für den folgenden Biegeschritt gebraucht wird -
c1, c2 - Abbiegen der Stufe 10 von dem Gabelrücken 2 und Pressen des Wulstes 12 in Station S3,
d1, d2 - es folgen (ohne Darstellung der Stationen in Fig. 4) die Abwinkelungen der Gabelschenkel 3a, 3b mit anschließendem Nachformen durch Kalibrierung,
f1, f2 - Abbiegen des die Stufe 10 bildenden Abschnitts vom Gabelrücken 2 und Abbiegen des Zwischenabschnitts 9 vom Gabelrücken 2, vgl. Station S4,
g - Vornahme von Messungen,
h - Vornahme von Nachkalibrierungen zwecks Herstellung genauer Funktionsmaße,
i1, i2, i3, i4 - Herstellen der zwei Aufnahmebohrungen 13a, 13b und der zwei Lagerbohrungen 5a, 5b, die anschließend in Station S4 kalibriert werden,
j - rechts und links von dem Gabelrücken 2 werden in Station S5 Ausstanzungen für den Trennschnitt hergestellt, so daß die Schaltgabel nun entnommen werden kann.
Nach der Härtung des Kopfes 6 vorzugsweise durch induktives Härten ist die Schaltgabel 1 vollends fertig hergestellt, und es können die Segmente 7a, 7b in die Aufnahmebohrungen 13a, 13b eingesetzt und mit den Sicherungsringen 8a, 8b gesichert werden.
Es versteht sich von selbst, daß die angegebene Folge der Bearbeitungsschritte ein vorzugsweise aber nicht zwingend angewendetes Herstellungsverfahren für die Schaltgabel ist. Der verwendete Stahlblechstreifen 20 hat in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Breite von 302 mm, eine Dicke von 6 mm, und die Güte des Stahlblechs entspricht C35.
Auch die zweite bevorzugte Ausführungsform einer Schaltgabel 1 gemäß Fig. 5 und 6 zeichnet sich dadurch aus, daß die Schaltgabel 1 einteilig aus Stahlblech hergestellt ist, und zwar einschließlich des Gabelrückens 2, der beiden Gabelschenkel 3a, 3b, der Lagerbohrungen 5a, 5b für die Schwenklageraufnahme und des Betätigungshebels 4. Wie die Zeichnung zeigt, ergeben sich in der Gestaltung dieses zweiten Ausführungsbeispiels wesentliche Übereinstimmungen mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3. Allerdings ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Abschnitt im Bereich des Gabelrückens 2, wo sich die Lagerbohrungen 5a, 5b befinden und ebenso der von dem Gabelrücken 2 ausgehende Bereich, von dem der Betätigungshebel 4 abgewinkelt ist, unterschiedlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet.
Vor der Stelle des Gabelrückens 2, wo der Gabelschenkel 3a abgewinkelt ist, erstreckt sich, wie insbesondere aus Fig. 6 zu sehen ist, ein Arm 25, der sich über die Ebene des auf dieser Seite gelegenen Gabelschenkels 3a hinauserstreckt und von dem der Betätigungshebel 4 abgewinkelt ist.
Wie insbesondere Fig. 5 zeigt, ist von dem sich zwischen den Gabelschenkeln 3a, 3b erstreckenden Kernabschnitt 2a des Gabelrückens 2 ein Abschnitt 26 abgewinkelt, der zwei freie Enden mit abgewinkelten Laschen 27 aufweist, in denen sich die Lagerbohrungen 5a, 5b für die Schwenklageraufnahme befinden.
Es versteht sich von selbst, daß auch das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 5 und 6 dargestellt ist, mit seinen wesentlichen Funktionsteilen, nämlich dem Gabelrücken 2, den Gabelschenkeln 3a, 3b, dem Betätigungshebel 4 und den Lagerbohrungen 5a, 5b ebenso wie das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel einteilig aus einem ebenen Blechabschnitt hergestellt ist und die vorgenannten Funktionsteile mittels Biegewerkzeugen etc. durch Kaltverformung in ihre vorbestimmte Position gebogen sind. Auch für das zweite Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise Stahlblech der Güte C35 mit einer Dicke von vorzugsweise 6 mm verwendet.

Claims

1. Schaltgabel für Getriebe, insbesondere Kfz-Getriebe,
zum Verschieben einer zwischen Zahnrädern angeordneten und am Umfang mit einer Nut versehenen Schiebemuffe zum Wechseln von Getriebestufen,
mit einem Gabelrücken,
von dem zwei Gabelschenkel im Abstand voneinander ausgehen,
mit einer Schwenklageraufnahme insbesondere für einen Lagerzapfen im Bereich des Gabelrückens für eine schwenkbare Lagerung der Schaltgabel im Getriebegehäuse und
mit einem Betätigungshebel zum Betätigen der Schaltgabel, der sich von dem Bereich des Gabelrückens her neben einem der Gabelschenkel erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltgabel (1), nämlich der Gabelrücken (2), die beiden Gabelschenkel (3a, 3b), die Schwenklageraufnahme (Lagerbohrungen 5a, 5b) und der Betätigungshebel (4) einteilig aus Stahlblech gebildet sind.

2. Schaltgabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gabelschenkel (3a, 3b) und der Betätigungshebel (4) von dem Gabelrücken (2) abgebogene Teile bilden.

3. Schaltgabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gabelschenkel (3a, 3b) und der Betätigungshebel (4) in drei verschiedenen, sich senkrecht zur Schwenkachse (A) der Schaltgabel (i) erstreckenden Ebenen (E₁, E₂, E₃) verlaufen, die parallel und im Abstand zueinander angeordnet sind.

4. Schaltgabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenen (E₁, E₂) der Gabelschenkel (3a, 3b) in einem relativ großen durch die Schaltmuffenabmessungen vorgegebenen Abstand (größer als die Längserstreckung der Gabelschenkel 3a, 3b selbst) liegen und die Ebene (E₃) des Betätigungshebels (4) um einen vergleichsweise geringen Abstand außerhalb des Zwischenraums zwischen den Gabelschenkeln (3a, 3b) versetzt ist.

5. Schaltgabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenklageraufnahme (Lagerbohrungen 5a, 5b) für den Lagerzapfen der Schaltgabel (1) aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Lagerbohrungen (5a, 5b) in von dem Gabelrücken (2) unmittelbar abgebogenen Bauteilen (z. B. Zwischenabschnitt 9) oder in von solchen abgebogenen Bauteilen (2a) abgewinkelten Bauteilabschnitten wie abgewinkelten Laschen (27) oder Ösen besteht.

6. Schaltgabel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der beiden Lagerbohrungen (5a, 5b) gegenüber den Ebenen (E₁, E₂) der beiden Gabelschenkel (3a, 3b) jeweils in die Richtung der Ebene (E₃) des Betätigungshebels (4) hin versetzt ist.

7. Schaltgabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine (5b) der beiden Lagerbohrungen (5a, 5b) in oder nahe an der Ebene (E₃) des Betätigungshebels (4) liegt.

8. Schaltgabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Gabelschenkel (3a, 3b) jeweils Aufnahmebohrungen (13a, 13b) für eine drehbare Lagerung von Segmenten (7a, 7b) aufweisen, die zum Eingriff in die Nut der Schaltmuffe bestimmt sind.

9. Schaltgabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Betätigungshebels (4) ein Kopf (6) ausgebildet ist, an dem in der Einbaulage der Schaltgabel (1) im Getriebe eine zum Schalten linear hin- und herbewegbare Schaltschiene angreift, um durch Bewegen des Kopfes (6) eine entsprechende Schwenkbewegung der Schaltgabel (2) zum Schalten des Getriebes zu bewirken.

10. Schaltgabel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (6) gehärtet insbesondere induktiv gehärtet ist.

11. Schaltgabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gabelrücken (2) aus einem länglichen Blechabschnitt besteht, von dessen Endbereichen die Gabelschenkel (3a, 3b) und der Betätigungshebel (4) unmittelbar oder mittelbar (z. B. über einen Zwischenabschnitt 9) abgewinkelt sind.

12. Schaltgabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite des Betätigungshebels (4) von dem Gabelrücken (2) ein Zwischenabschnitt (9) abgewinkelt ist, von dem nebeneinander der Betätigungshebel (4) und der dort gelegene Gabelschenkel (3a) ausgehen.

13. Schaltgabel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zwischenabschnitt (9) - ausgehend von dem Gabelrücken (2) - zu dem Gabelschenkel (3a) und dem Betätigungshebel (4) hin erweitert.

14. Schaltgabel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zwischenabschnitt (9) und dem im wesentlichen geraden freien Gabelschenkel (3a) eine zweifache Abwinkelung (11) liegt, so daß die Ebene (E₂) dieses Gabelschenkels (3a) gegenüber der Ebene (E₃) des Zwischenabschnitts (g) in Richtung auf den anderen Gabelschenkel (3b) hin versetzt ist.

15. Schaltgabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Betätigungshebel (4) entfernt gelegene Gabelschenkel (3b) eine unmittelbar von dem Gabelrücken (2) abgebogene zweifach abgewinkelte Stufe (10) aufweist.

16. Schaltgabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 13-15, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lagerbohrungen (5a, 5b) für den Lagerzapfen unmittelbar in dem Zwischenabschnitt (9) bzw. in einem Abschnitt der abgewinkelten Stufe (10) befinden.

17. Schaltgabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Gabelrücken (2) auf der Seite des Betätigungshebels (4) ein Arm (25) anschließt, der sich über die Ebene des auf dieser Seite gelegenen Gabelschenkels (3a) hinauserstreckt und von dem der Betätigungshebel (4) abgewinkelt ist.

18. Schaltgabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von dem sich zwischen den Gabelschenkeln (3a, 3b) erstreckenden Kernabschnitt (2a) des Gabelrückens (2) ein Abschnitt (26) ausgeht, an dem im Bereich seiner Enden die Lagerbohrungen (5a, 5b) ausgebildet sind.

19. Schaltgabel nach Anspruch iß, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (26) auf einer Seite des Kernabschnitts (2a) des Gabelrückens (2) abgewinkelt ist.

20. Schaltgabel nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der abgewinkelte Abschnitt (26) an beiden freien Enden abgewinkelte Laschen (27) aufweist, in denen sich die Lagerbohrungen (5a, 5b) befinden.

21. Schaltgabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einteilige Schaltgabel (1) mit ihren wesentlichen Funktionsteilen, nämlich dem Gabelrücken (2), den Gabelschenkeln (3a, 3b), dem Betätigungshebel (4) und den Lagerbohrungen (5a, 5b), als Konturstanzteil aus einem länglichen sowie ebenen Blechabschnitt hergestellt und die vorgenannten Funktionsteile mittels Biegewerkzeugen in ihre vorbestimmte Position gebogen sind.

22. Schaltgabel nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgabel (1) als ebener Blechrohling mit ihrer Längserstreckung quer auf einem Blechstreifen (20) angeordnet ist.

23. Schaltgabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgabel (1) aus einem Stahlblech der Güte C35 besteht.

24. Schaltgabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgabel (1) aus einem Stahlblech mit einer Dicke im Bereich von 4-8 mm, vorzugsweise von 6 mm besteht.

25. Verfahren zum Herstellen einer Schaltgabel für Getriebe, insbesondere Kfz-Getriebe,
zum Verschieben einer zwischen Zahnrädern angeordneten und am Umfang mit einer Nut versehenen Schiebemuffe zum Wechseln von Getriebestufen,
mit einem Gabelrücken,
von dem zwei Gabelschenkel im Abstand voneinander ausgehen,
mit einer Schwenklageraufnahme insbesondere für einen Lagerzapfen im Bereich des Gabelrückens für eine schwenkbare Lagerung der Schaltgabel im Getriebegehäuse und
mit einem Betätigungshebel zum Betätigen der Schaltgabel, der sich von dem Bereich des Gabelrückens her neben einem der Gabelschenkel erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltgabel, nämlich der Gabelrücken, die beiden Gabelschenkel, die Schwenklageraufnahme und der Betätigungshebel einteilig aus Stahlblech hergestellt werden.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgabel mit den vorgenannten Teilen in deren vorgegebenen Abmessungen, Formen und relativen Anordnungen durch Konturstanzen aus ebenem Stahlblech hergestellt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Schaltgabeln aus einem Blechstreifen hergestellt wird, auf dem die Zuschnitte der Schaltgabeln nebeneinander sowie quer zur Längsrichtung des Blechstreifens angeordnet werden.

28. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 25-27, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gabelschenkel der Schaltgabel und der Betätigungshebel mittels Biege- und Umformwerkzeugen in einem Kaltumformungsprozeß in ihre vorgegebene Form und Position gebogen und gepreßt werden.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 25-28, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Blechstreifen, vorzugsweise von einem Coil, schrittweise einer Stanz- und Umformeinrichtung zu- und durch diese hindurchgeführt wird und
entsprechend schrittweise Stationen in der Stanz- und Umformeinrichtung durchläuft,
in denen im wesentlichen zur gleichen Zeit aufeinanderfolgende - je nach Art der Bearbeitung jedoch teilweise auch gleichzeitig erfolgende Bearbeitungsschritte insbesondere Stanzen, Biegen und Pressen vorgenommen werden.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturstanzbearbeitung in einer oder in mehreren der ersten Stationen zunächst auf das Ausstanzen der wesentlichen Teile der Schaltgabel, nämlich der Gabelschenkel und des Betätigungshebels sowie der Endabschnitte des Gabelrückens, beschränkt bleibt und das Ausstanzen des Mittelabschnitts des Gabelrückens als Trennschritt, mit dem die Schaltgabel aus dem Blechstreifen gelöst wird, erst in einer Endstation erfolgt.

31. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 25-30, dadurch gekennzeichnet, daß eine schrittweise Bearbeitung des einem Folgeverbundwerkzeug als Stanz-, Bohr-, Biege- und Preßeinrichtung zugeführten Blechstreifens in hintereinander angeordneten Stationen vor allem folgende Bearbeitungsschritte umfaßt:
Konturstanzen der Endabschnitte des Gabelrückens, der Gabelschenkel, des Betätigungsarms und der Teile für Lagerbohrungen sowie etwaiger Zwischen- und sonstiger Abschnitte oder späteren Stufen in einer oder in mehreren Bearbeitungsstationen
Biegen von Stufen der Gabelschenkel und eines Wulstes des Betätigungshebels
90°-Abbiegen der Gabelschenkel und des Betätigungshebels einschließlich der Stufen unter Bilden eines Zwischenabschnitts
Herstellen der Lagerbohrungen und der Aufnahembohrungen
Durchführen des Trennschnitts durch Ausstanzen des Mittelabschnitts des Rückens.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten durch Kalibrieren nachgeformt wird.

33. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Bearbeitungsschritten Messungen insbesondere der Funktionsmaße vorgenommen werden und entsprechende Nachbearbeitungen stattfinden.