專利名稱：用于齒輪變速箱的變速叉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于齒輪變速箱的變速叉，其具有叉形基體、支 承件和適于與操作機(jī)構(gòu)共同作用的傳動(dòng)件，其中，基體、支承件和傳 動(dòng)件這三個(gè)零件中的至少兩個(gè)由單獨(dú)制成的、彼此持久連接的零件形 成。
背景技術(shù)：
在齒輪變速箱中用于換檔所需的變速叉通常作為鋁質(zhì)或鋼質(zhì)的鑄
件制成，這一點(diǎn)例如在EP 0 479 346 Bl中有所公開(kāi)。
也可以用金屬板制造變速叉，其中整個(gè)叉件用獨(dú)立的金屬板件通 過(guò)沖壓和改型制造。這種方案例如在DE 199 19 270 Al和DE 199 19 271 Al中有所公開(kāi)。
在其他情況下也使用了開(kāi)文所述類型的變速叉，這例如在DE 103 09 407 Al中有所公開(kāi)。呈叉形的叉體、支承件(典型作為套件構(gòu)成) 以及傳動(dòng)件在這里作為獨(dú)立的構(gòu)件制成，借助焊接使它們接合以制成 變速叉。
類似的方案在DE 101 25 098 A中有所公開(kāi)。其中，變速叉的所 有獨(dú)立組件都由金屬板成型。在獨(dú)立零件的制造完成之后將這些獨(dú)立 零件互相連接，其中還是使用了焊接。
已公開(kāi)的、由單獨(dú)制成的零件組裝成的變速桿的缺點(diǎn)在于，在一 些情況下連接獨(dú)立的、單獨(dú)制成的獨(dú)立零件是成問(wèn)題的。這歸咎于制 成獨(dú)立零件的材料。例如要想在鋼中碳份過(guò)高的情況下進(jìn)行焊接是困
難的，或者說(shuō)是不能實(shí)現(xiàn)的。而另一方面又傾向于相應(yīng)高碳份的鋼以 制造變速叉，因?yàn)椴牧峡梢杂不⒃诠ぷ鳡顟B(tài)下相應(yīng)地更耐磨損。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，對(duì)開(kāi)文所述類型的變速叉進(jìn)行改進(jìn)， 使得即使在使用難以焊接或根本無(wú)法焊接的材料時(shí)變速叉也能由多個(gè) 單獨(dú)制成的零件構(gòu)成。
本發(fā)明的目的通過(guò)下述特征得以解決，S卩，通過(guò)鉚接或通過(guò)鍛壓 工序建立起在變速叉的至少兩個(gè)單獨(dú)制成的零件之間的持久連接。尤 其是變速叉的基體與傳動(dòng)件通過(guò)鉚接或通過(guò)鍛壓工序而彼此持久地連 接。
利用按照本發(fā)明的方案可以無(wú)視變速叉組件材料的可焊性問(wèn)題確 保持久并堅(jiān)固的連接。
其中優(yōu)選考慮用恒定厚度的金屬板制造基體、支承件和傳動(dòng)件這 三個(gè)零件中的至少兩個(gè)零件。其中，用金屬板制得的零件的金屬板厚
度對(duì)于這些零件中的至少兩個(gè)來(lái)說(shuō)大小可以是不同的。這樣做可以實(shí) 現(xiàn)與所需構(gòu)件強(qiáng)度的特別匹配，從而可以獲得盡可能小的變速叉重量。
對(duì)于借助鍛壓工序?qū)蓚€(gè)零件進(jìn)行連接這一情況而言，優(yōu)選的是 讓材料從較厚金屬板通過(guò)凹槽、尤其通過(guò)孔擠入到較薄的金屬板中。 鍛壓也可以被描述為眾所周知的"TOX連接"。
對(duì)于借助鉚接對(duì)兩個(gè)零件進(jìn)行連接這一情況而言尤其適合采用同
樣在現(xiàn)有技術(shù)中已知的斜鉚。就此可以例如參考DE 33 15 758 Al。
優(yōu)選讓單獨(dú)制成的零件中的至少兩個(gè)由高強(qiáng)度或耐熱材料制成。 它們也可以由硬化的材料制成。此外它們還可以由不可焊接的材料制
成。
如果叉形基體和/或傳動(dòng)件通過(guò)沖壓和鉚接過(guò)程制得，會(huì)凸顯制造 技術(shù)方而的優(yōu)點(diǎn)。
利用按照本發(fā)明的建議可以創(chuàng)造出由多個(gè)單獨(dú)制成的零件組成的 組合變速叉。其中可以使用任意的原材料而不必?fù)?dān)心它們是不是可焊 接的。
為制造獨(dú)立零件所采用的原材料的相應(yīng)設(shè)計(jì)、尤其是所用金屬板 的厚度實(shí)現(xiàn)了材料與所需構(gòu)件強(qiáng)度的最佳匹配。從而變速叉可以在很 輕的重量下在重點(diǎn)區(qū)域中足夠堅(jiān)固地構(gòu)成而無(wú)須提高叉件的總重量。
叉件還可以在必須特別堅(jiān)固構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)具有最大強(qiáng)度或構(gòu)件強(qiáng) 度的同時(shí)具有總體較小的重量。這一點(diǎn)可以通過(guò)為各個(gè)構(gòu)件選取金屬 板厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
通過(guò)所建議的這種對(duì)獨(dú)立的單個(gè)構(gòu)成的零件進(jìn)行接合的方法可以 不必?fù)?dān)心構(gòu)件會(huì)發(fā)生彎曲。此外還可以利用已知的方法對(duì)接合時(shí)的誤 差進(jìn)行補(bǔ)償。由于不必?fù)?dān)心構(gòu)件會(huì)發(fā)生彎曲，所以沒(méi)有必要對(duì)叉件進(jìn) 行相應(yīng)的再加工，這使得制造變速叉的經(jīng)濟(jì)性得到提高。
作為原材料可以使用高強(qiáng)度或耐熱材料，這會(huì)給變速叉的耐磨性 帶來(lái)好處。
變速叉優(yōu)選用在汽車變速器中。


附圖中示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中 圖1以透視圖示出齒輪變速箱的變速叉；
圖2是從另一方向觀察的圖1所示變速叉； 圖3是圖1或2所示變速叉的正視圖； 圖4是圖1或2所示變速叉的側(cè)視圖5是反向于圖3的觀察方向觀察的圖1或2所示變速叉的正視
圖6放大示出圖3中的截面A-B。
具體實(shí)施例方式
圖1中示出了一個(gè)用于齒輪變速箱的變速叉1。變速叉1由三個(gè) 獨(dú)立制成后連接到一起的零件組成。這其中首先是一個(gè)叉形基體2、然 后是一個(gè)支承件3，最后是一個(gè)傳動(dòng)件4，傳動(dòng)件4與未示出的操作機(jī) 構(gòu)共同作用，操作機(jī)構(gòu)將變速叉平移地推到同樣未示出的軸上。其中 叉形基體2夾住齒輪變速箱中的齒輪并將其沿軸向推移。
支承件3在當(dāng)前由兩個(gè)套件形成(尤其見(jiàn)圖2)，它們互相對(duì)準(zhǔn) 并允許未示出的支承軸穿過(guò)。
所有三個(gè)所述零件2、 3、 4都由金屬板制成，也就是說(shuō)它們是用 金屬板通過(guò)改型制得的。金屬板的厚度d。 d2 (見(jiàn)圖6)這樣選取，使 得對(duì)于特殊的構(gòu)件應(yīng)力而言顯示出最佳的剛性。原則上也可以選取不 同的厚度山、d2,以便變速桿一方面足夠穩(wěn)固，另一方面其可以盡可能 輕地構(gòu)成。
當(dāng)這些獨(dú)立的零件難以或者完全無(wú)法焊接的時(shí)候，為了能夠?qū)⑺?們準(zhǔn)確并持久牢固地連接起來(lái)，采取如下的方案，B卩，要么通過(guò)鉚接 工序、要么通過(guò)鍛壓工序?qū)α慵M(jìn)行連接。
圖6中示出了在鍛壓連接的情況中如何進(jìn)行，即，如何產(chǎn)生鍛壓 連接5。這種連接方式也可以被描述為鉚接或"TOX連接"。在當(dāng)前情況下，基體或傳動(dòng)件的這兩個(gè)金屬板2和4被互相連接。
正如看到的那樣，傳動(dòng)件4的金屬板厚度d,明顯小于基體2的金屬板 厚度d2。
在傳動(dòng)件4內(nèi)設(shè)置了兩個(gè)孔7。在這兩個(gè)金屬板2、 4彼此重疊之 后，利用未示出的鍛壓工具從背離金屬板4的側(cè)面壓入到金屬板2的 材料之中，從而出現(xiàn)壓槽8。這樣一來(lái)，金屬板2的材料6便被按壓穿 過(guò)金屬板4中的孔7。就此而言在金屬板4的背離壓槽8的側(cè)面上設(shè)有 未示出的頂壓工具，頂壓工具將頭部9成型。頭部9用于這兩個(gè)金屬 板2和4之間的合型。
在鍛壓中僅發(fā)生無(wú)損于構(gòu)件表面的材料擠壓。通過(guò)在連接位置上 進(jìn)行材料的密封可以使得材料尤其是鋼得到加固。不會(huì)出現(xiàn)機(jī)械的切 口效應(yīng)。特別是顯出了在工作狀態(tài)下有利的動(dòng)態(tài)性能，也就是說(shuō)該連 接即使在動(dòng)態(tài)的構(gòu)件應(yīng)力情況下也可以持續(xù)穩(wěn)固。
變速叉的方案是在兼顧載荷的情況下設(shè)計(jì)的。具體也就是對(duì)金屬 板厚度如下地選取，即，僅在那些必須要相應(yīng)堅(jiān)固構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn) 較大的金屬板厚度。在高的扭力區(qū)域(或彎曲應(yīng)力區(qū)域)中、尤其在 基體2與傳動(dòng)件4之間的連接位置處使用較厚的金屬板；在強(qiáng)度要求 較低的區(qū)域內(nèi)可以以大大減小的金屬板厚度進(jìn)行工作。
不可焊接的高強(qiáng)度材料或硬質(zhì)材料可以毫無(wú)問(wèn)題地彼此連接。
另外一種接合可能性是，將焊須設(shè)置在待連接的零件上，然后將 待連接的零件例如以點(diǎn)焊的方式彼此連接。這不僅適用于將基體2與 傳動(dòng)件4連接、也適用于支承件3與基體2之間的連接。
獨(dú)立構(gòu)件所采用的金屬板按照需要的特性選取。大多情況下使用 鋼片。也可以使用輕金屬板。
附圖標(biāo)記
1變速叉 2叉形基體 3支承件 4傳動(dòng)件
5鍛壓連接
6受到擠壓的材料
7孔
8壓槽
9頭部
d,金屬板厚度 d2金屬板厚度
權(quán)利要求
1. 用于齒輪變速箱的變速叉(1)，具有叉形基體(2)、支承件(3)和適于與操作機(jī)構(gòu)共同作用的傳動(dòng)件(4)，其中，基體(2)、支承件(3)和傳動(dòng)件(4)這三個(gè)零件中的至少兩個(gè)由單獨(dú)制成的、彼此持久連接的零件形成，其特征在于，所述單獨(dú)制成的零件(2，3，4)中的至少兩個(gè)零件之間的持久連接是通過(guò)鉚接或通過(guò)鍛壓工序(5)建立的。
2. 按權(quán)利要求1所述的變速叉，其特征在于，基體(2)和傳動(dòng) 件(4)通過(guò)鉚接或通過(guò)鍛壓工序(5)彼此持久連接。
3. 按權(quán)利要求1所述的變速叉，其特征在于，基體(2)、支承 件(3)和傳動(dòng)件(4)這三個(gè)零件中的至少兩個(gè)零件由恒定厚度(d,，d2) 的金屬板制成。
4. 按權(quán)利要求3所述的變速叉，其特征在于，由金屬板制得的零 件(2， 3， 4)的金屬板厚度(d1;d2)對(duì)于這些零件(2， 3， 4)中的至 少兩個(gè)零件來(lái)說(shuō)大小不同。
5. 按權(quán)利要求4所述的變速叉，其特征在于，在借助鍛壓工序(5) 連接兩個(gè)零件的情況中，材料(6)從較厚金屬板通過(guò)凹槽(7)擠入 到較薄的金屬板中，其中凹槽特別是孔。
6. 按權(quán)利要求l所述的變速叉，其特征在于，在借助鉚接連接兩 個(gè)零件(2， 3， 4)的情況中，通過(guò)斜鉚建立該連接。
7. 按權(quán)利要求1所述的變速叉，其特征在于，單獨(dú)制成的零件(2， 3， 4)中的至少兩個(gè)零件由高強(qiáng)度或耐熱材料形成。
8. 按權(quán)利要求1所述的變速叉，其特征在于，單獨(dú)制成的零件(2，3， 4)中的至少兩個(gè)零件由硬化的材料形成。
9. 按權(quán)利要求1所述的變速叉，其特征在于，單獨(dú)制成的零件(2， 3， 4)中的至少兩個(gè)零件由不可焊接的材料形成。
10. 按權(quán)利要求]所述的操作裝置，其特征在于，叉形基體(2) 和/或傳動(dòng)件(4)通過(guò)沖壓和彎曲處理制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于齒輪變速箱的變速叉(1)，其具有叉形基體(2)、支承件(3)和適于與操作機(jī)構(gòu)共同作用的傳動(dòng)件(4)，其中，基體(2)、支承件(3)和傳動(dòng)件(4)這三個(gè)零件中的至少兩個(gè)由單獨(dú)制成的、彼此持久連接的零件形成。為了也能夠?qū)㈦y以或不可焊接的獨(dú)立零件彼此可靠地連接，按照本發(fā)明做出了如下設(shè)置，即，通過(guò)鉚接或通過(guò)鍛壓工序(5)而建立在單獨(dú)制成的零件(2，3，4)中至少兩個(gè)零件之間的持久連接。
文檔編號(hào)F16H63/32GK101379323SQ200780004414
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月3日
發(fā)明者勞斯·克拉默, 沃爾克·佩希特爾 申請(qǐng)人:謝夫勒兩合公司