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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltwelle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung einer Schaltwelle bekannt und gebräuchlich. Ausserdem finden sich auch verschiedene Schaltwellen.
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Die im Stand der Technik bekannten und beschriebenen Verfahren nutzen Schweisstechniken zur Verbindung von Schaltwellenabschnitten miteinander oder anderen Bauteilen mit der Schaltwelle.
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Aufgabe
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Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltwelle.
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Dadurch soll eine Schaltwelle zur Verfügung gestellt werden, welche auf Schweisstechniken bei der Herstellung verzichtet und dabei ausserdem eine festere Verbindung zwischen einer Gangjustierung und der Schaltwelle ermöglichen.
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Lösung der Aufgabe
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Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale nach Anspruch 1 und 7. Ein erfindungsgemässes Verfahren ist bezogen auf die Herstellung einer Schaltwelle mit einer Ringscheibe. Hierbei ist die Ringscheibe als ein Teil einer Gangjustierung zu lesen. Als ein anderer Teil der Gangjustierung ist beispielsweise auch die Rastierhülse zu lesen. Es kommt im Ergebnis nicht darauf, ob nun die Ringscheibe oder die Rastierhülse mit der Schaltwelle verbunden wird. Die Ringscheibe ist also als der Teil der Gangjustierung zu lesen, welche mit der Schaltwelle eine Verbindung eingehen soll.
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Ein erfindungsgemässes Verfahren zur Herstellung einer Schaltwelle ist derart aufgebaut, dass auf die Schaltwelle ein Lot aufgebracht wird. Das Aufbringen des Lots auf die Schaltwelle kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Bspw. kann die Schaltwelle dabei rotieren. Bei einer Rotation der Schaltwelle entsteht beim Aufbringen der Lotquelle Reibungswärme, welche zum Aufschmelzen des Lots führt und dadurch zu einer gleichmässigen Verteilung über den gesamten Umfang der Schaltwelle. Dabei entsteht eine stoffschlüssige Verbindung des Lots mit der Schaltwelle.
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Nachdem ausreichend Lot auf die Schaltwelle aufgebracht wurde, wird eine Wulst erzeugt. Diese Wulst überragt dabei den Umfang der Schaltwelle derart, dass die axial auf die Schaltwelle aufgeschobene Ringscheibe an der Wulst anstösst. Dabei weist die Ringscheibe eine Öffnung auf, die es ermöglicht die Ringscheibe auf die Schaltwelle aufzuschieben, bis sie an die Wulst anstösst. Die Wulst dient dabei als Anschlagpunkt für die Ringscheibe oder eine Wandung einer Rastierhülse. Es ist auch denkbar, dass die Scheibe bei noch nicht erkalteten und damit noch flüssigem Lot bzw. Wulst dazu führt, dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Ringscheibe und dem Wellenabschnitt erfolgen kann. Bei einem endgültigen Erkalten des Lots wird die Schaltwelle dann durch den erkalteten und fest gewordenen Wulst festgehalten. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird die Ringscheibe auf die erkaltete und damit fest gewordene Wulst aufgeschoben oder gepresst bis eine klemmende Halterung vorliegt.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Ringscheibe auf die Schaltwelle mit der Wulst geschoben und danach wird die Scheiben rotiert oder gedreht. Damit entsteht ebenfalls Wärme, die zum Verschmelzen oder Löten bspw. eines Aluminiumwerkstoffes führt. Die Verbindung ist dann zwischen der Schaltwelle und der Ringscheibe hergestellt. An die Ringscheibe lässt sich dann in einem weiteren Schritt eine Rastierhülse konventionell anschweissen. Das Anschweissen kann bspw. durch Laserschweissen erfolgen. Das erfindungsgemässe Herstellungsverfahren hat den Vorteil, dass eine Schaltwelle mit Gangjustierung hergestellt werden kann, ohne dass es der Anwendung von schmelztechnischen Fügeverfahren bedarf.
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Dabei wird auf der Schaltwelle die ringförmige feste Wulst aus Lot aufgebracht. Die Wulst aus Lot entsteht dadurch, dass auf die sich drehende Schaltwelle ein sich ebenfalls drehender Stab z. B. aus Aluminium auf die Oberfläche der Schaltwelle gedrückt bzw. gepresst wird. Dabei bildet sich ein ringförmiger Materialauftrag oder die Wulst mit einer Dicke von ca. 0,3 bis 0.5 mm, wobei diese Angabe nur beispielhaft ist und in erster Linie von den auf die Schaltwelle später wirkenden Kräften und die dadurch notwendigen Eigenschaften der Schaltwelle und eingesetzten Materialien bestimmt wird. Anschliessend wird auf den ringförmigen Materialauftrag bspw. die Ringscheibe axial aufgeschoben oder gepresst und danach radial verdreht.
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Dabei wird das aufgebrachte Lot nochmals aufgeschmolzen, so dass wiederum eine stoffschlüssige Verbindung entsteht. Damit ist es möglich, Schaltwellen einzusetzen, die aus Vergütungsstahl sind und demzufolge eine höhere Biege- und Verschleissfestigkeit besitzen.
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Da Vergütungsstähle sich nicht schweissen lassen, da deren Kohlenstoffgehalt zu hoch ist, eignet sich in einem solchen Fall das oben beschriebene Herstellungsverfahren als alternatives Fügeverfahren. Die Ringscheibe wiederum kann aus einem schweissbaren Stahl, sowie die Rastierhülse auch, hergestellt sein.
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Im erfindungsgemässen Herstellungsverfahren wird das Lot zur Verbindung der Schaltwelle mit der Ringscheibe verflüssigt. Diese Verflüssigung kann durch Erwärmung stattfinden. Die Erwärmung wiederum kann durch unterschiedliche herkömmliche Methoden erreicht werden. Hierbei sollen die Erwärmung durch Induktion oder in einem entsprechenden Ofen namentlich erwähnt sein.
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Eine Erwärmung kann aber auch durch Reibungswärme erreicht werden. Dazu wird die Schaltwelle mit der Ringscheibe konnektiert. Die Konnektion der Schaltwelle mit der Ringscheibe muss derart erfolgen, dass eine Reibungswärme entsteht. Dies kann bspw. durch entgegen gesetzte Rotationsbewegungen der Schaltwelle und der Ringscheibe an der Wulst erfolgen.
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Eine andere Variante ist bspw. dann gegeben, wenn nur die Schaltwelle rotiert oder nur die Ringscheibe rotiert. Letztendlich ist es hier wichtig, dass eine Reibungswärme entsteht. Die Reibungswärme muss derart entstehen, dass das aufgebrachte Lot verflüssigt werden kann.
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Reibungswärme kann grundsätzlich auch dadurch entstehen, dass die Ringsscheibe auf die Wulst gepresst bzw. gedrückt wird. Durch dieses Pressen bzw. Drücken entsteht ebenfalls Wärme, was zum Verflüssigen des Lots ausreicht. Neben der Verflüssigung des Lots zur stoffschlüssigen Verbindung der Schaltwelle mit der Ringscheibe ist es auch denkbar, dass die Ringscheibe auf die Schaltwelle aufgeschoben und bis zur Wulst gedrückt wird.
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Dabei wird eine klemmende bzw. festlegende Halterung der Ringscheibe an der Schaltwelle erreicht. Hier steht in erster Linie nicht die Erwärmung des Lots bzw. des Wulstes im Vordergrund, sondern vielmehr eine Kraftausübung auf den Wulst bzw. den erkalteten Lot, um eine klemmende Halterung der Ringscheibe auf der Schaltwelle zu erreichen.
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Weiter wird gesondert Schutz begehrt für eine Schaltwelle die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wurde.
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Zuletzt wird gesondert Schutz für die Verwendung einer Schaltwelle in einem Kraftfahrzeug oder einem Lastkraftwagen oder einem Seefahrzeug beansprucht.
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Die Ringscheibe bzw. die Rastierhülse kann auch einen Kragen besitzen, der die Anlagefläche zwischen der Ringscheibe bzw. der Rastierhülse und der Schaltwelle vergrössert. Damit erhöht sich die Widerstandskraft gegenüber Torsion, die evtl. bei der Belastung während des Schaltvorgangs entsteht.
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Figurenbeschreibung
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
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1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Wellenabschnitts;
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2 eine perspektivische Ansicht einer Welle;
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3 eine perspektivische Ansicht der Welle nach 2 mit einer Scheibe;
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4 eine perspektivische Ansicht der Welle nach 2 mit einer Rastierungshülse;
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5 eine vergrösserte Ansicht eines Teils der 2.
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In der 1 ist eine Schaltwelle 1 gezeigt. Es handelt sich dabei um eine handelsübliche Schaltwelle, wie sie bspw. in Kraftfahrzeuggetrieben vorkommt.
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In der 2 ist nun zu erkennen, wie die Schaltwelle 1 eine Wulst 4 aus einem Lot 3 aufgebracht wurde. Dazu wird das Lot bspw. auf die in Drehrichtung 10 rotierende Schaltwelle 1 aufgebracht. Beim Aufbringen des Lots 2 auf die Schaltwelle 1 entsteht durch die Rotation der Schaltwelle 1 eine Reibungswärme, die dazu führt, dass das Lot 3 verflüssigt wird. Dabei legt es sich an der aufgebrachten Stelle um die Schaltwelle 1. Dies geschieht bevorzugt solange, bis die Wulst 4 in gewünschter Höhe von der Schaltwelle 1 abragt.
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In 5 ist eine vergrösserte Ansicht eines Teils der Schaltwelle 1 gezeigt. Dort ist gut zu erkennen, wie durch das aufgebrachte Lot 2 eine Wulst 4 auf dem Umfang der Schaltwelle 1 entstanden ist. Nachdem das Lot 2 auf dem Umfang der Schaltwelle 1 solange aufgebracht wurde, bis die Wulst 4 entstanden ist, wird anschliessend, wie es in der 3 gezeigt wird, eine Ringscheibe 5 auf die Schaltwelle 1 gezogen. Die Verbindung der Ringscheibe 5 mit der Schaltwelle 1 kann entweder dadurch erfolgen, dass die Ringscheibe 5 auf den Wulst 4 aufgedrückt oder aufgepresst wird. Es kann aber auch dadurch erfolgen, dass das Lot 2 des Wulstes 4 erwärmt wird. Durch die Erwärmung verflüssigt sich das Lot 2 wieder. Nach der Verflüssigung des Lots 2 kann die Ringscheibe 5 in den Wulst 4 hineingeschoben werden, bis das Lot 2 an den betreffenden Stellen der Ringscheibe 5 flächendeckend erkalten kann, um eine feste Verbindung des Lots 2 mit der Ringscheibe 5 zu erreichen. Diese Verbindung wird durch das Erkalten des Lots 2 erreicht.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Erwärmung des Lots 2 auch dadurch erreicht werden, das bspw. die Schaltwelle 1 in eine erste Rotationsrichtung 11 und die Ringscheibe 5 in eine zweite Rotationsrichtung 12 bewegt wird. Durch diese Konektion der Ringscheibe 5 mit der Schaltwelle 1 entsteht Reibungswärme. Diese Reibungswärme wiederum führt zu einer Verflüssigung des Lots 2 bzw. des Wulstes 4, um die Ringscheibe 5 nach Beendigung der Rotation und Aushärten des Lots 2 fest zuhalten.
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In
4 ist dann gezeigt, wie eine Rastierhülse
6 bspw. durch Verschweissen mit der Ringscheibe
5 verbunden wird. Bezugszeichenliste
| 1 | Welle |
| 2 | |
| 3 | Lot |
| 4 | Wulst |
| 5 | Ringscheibe |
| 6 | Rastierhülse |
| 7 | |
| 8 | |
| 9 | |
| 10 | Drehrichtung |
| 11 | 1. Rotationsrichtung |
| 12 | 2. Rotationsrichtung |