Brevet FR2825440A1 — publié le 20021206

Domaine de l'invention L'invention concerne une fourchette de commutation d'une boîte de vitesses, et un procédé de fixation d'au moins un patin en laiton au corps de base en forme de fourchette de la fourchette de commutation. s Arrière-plan de l'invention On connaît une fourchette de commutation du type défini ci-dessus selon le document DE 199 44 323 A1. Une pièce en tôle en forme de fourchette porte des patins aux extrémités libres de la fourchette. De telles fourchettes de commutation sont généralement fabriquées par o usinage sans enlèvement de copeaux, par transformation de la tôle, par exemple par emboutissage, étirage ou travail à la presse ou des combinai sons de ces procédés. C'est pourquoi les fourchettes de commutation en tôle sont économiques particulièrement pour la production en grande série et s'utilisent de plus en plus. Sur la tôle d'acier on soude de manière sim s ple d'autres éléments de construction en acier. On peut également les fixer d'une autre manière. C'est ainsi que par exemple la fourchette de com mutation selon le document DE 199 44 323 A1 est reliée à une tige de commutation en tôle d'acier. Toutefois la fixation des patins à la tôle d'acier de la fourchette de commutation est compliquée car les patins de telles fourchettes de commutation sont au moins en une matière antifric tion et non en acier. Selon l'état de la technique on fabrique des patins par exemple en matière plastique ou en laiton. Le laiton est une matière fré quemment utilisée à cause de ses remarquables qualités autolubrifiantes offrant une grande résistance à l'usure. Jusqu'à présent on a fixé de tels s patins par clipeage ou autre liaison par la forme à l'extrémité libre des fourchettes de commutation. Or, la mise en forme et le montage partiel des pièces reliées par de telles liaisons par la forme est une opération re lativement compliquée et de ce fait coûteuse. Exposé de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de fixation économique de patins en laiton sur des fourchettes de com mutation en tôle d'acier. A cet effet l'invention concerne une fourchette du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que le patin est relié au corps de base par 3s une liaison par la matière obtenue par soudage par résistance. Il est également prévu un procédé de fixation du patin sur le corps de base en acier; ce procédé de fixation est un procédé de sou dage et le patin se fixe au corps de base par soudage par résistance. Les pièces, le patin en laiton et les extrémités des fourchettes de commutation sont ainsi reliés par effet du courant électrique, de la chaleur et de la pression, sans arc électrique. La liaison métallique se fait par élévation de température des surfaces de contact de la pièce par le courant électrique s et ensuite compression des pièces de contact molles. Le soudage est de préférence un soudage par point ou un soudage par bossages. On peut également envisager l'application du soudage par forgeage ou encore le soudage par mollette. Dans le cas du soudage par point, le courant des électrodes o traverse la fourchette et le patin comprimés par les électrodes. La four- chette et le patin sont chauffés au niveau du point de contact par la ré- sistance électrique au niveau de la section réduite des électrodes et par la résistance de la matière de la fourchette et de celle du patin. La matière est ainsi ramollie au point de contact et ensuite elle est comprimée. Le soudage par bossage consiste à réaliser sur au moins une tôle de l'un des participants au soudage (fourchette ou patin) au moins un bossage en saillie par rapport au point de contact. I1 est égale- ment possible de former des bossages qui se touchent sur chacune des surfaces des partenaires de contact. Le point de contact est limité à une o petite surface par le bossage. Cela limite l'étalement de la chaleur lors du soudage. De même que pour le soudage par point, le courant passe entre la fourchette et le patin au niveau du point de contact du bossage, l'ensemble étant comprimé par les électrodes. La fourchette et le patin sont chauffés au niveau du point de contact par résistance contre le cou :5 rant au niveau de la section réduite des électrodes et par la résistance de la matière du bossage de la fourchette et du patin. Le ou les bossages sont pratiquement complètement remis en forme après l'opération de soudage. Selon un développement de l'invention, le patin est fabriqué en tôle de laiton et se fixe par soudage moyenne fréquence à la fourchette de commutation. Le soudage par résistance moyenne fréquence est une alternative économique du soudage par résistance habituel. L'application de ce procédé donne de meilleurs résultats de soudage reproductibles tout en réduisant au minimum les coûts de production. Une fourchette de commutation dont les patins sont fixés selon ce procédé se fabrique d'une 3s manière particulièrement économique. Le procédé peut également conve- nir à des applications dans lesquelles le patin est en une très mince tôle que l'on veut fixer à la fourchette de commutation. L'application de la technique moyenne fréquence au soudage des patins en laiton à la four chette de commutation comprend tous les types de soudage habituels du domaine du soudage par résistance, de préférence toutefois le soudage par points et le soudage par bossage. La fixation des patins à la fourchette est plus économique grâce au soudage par résistance. En particulier le soudage par résistance moyenne fréquence minimise le coût en énergie de la fixation des pièces et les électrodes des installations de soudage ont une durée plus importante. De plus le soudage moyenne fréquence peut également s'appliquer à des fourchettes de commutation formées de tole munie d'un revêtement, par o exemple des toles phosphatées. Les points de contact du soudage ne sont chauffés que très brièvement. Cela réduit la chaleur induite dans les piè ces et le risque de déformation thermique des pièces soudées est réduit au . mmlmum. Le soudage moyenne fréquence est applicable au soudage s sélectif de fourchettes de commutation en tole d'acier à faible teneur en carbone mais également d'aciers austénitiques avec des patins de forme massive ou en tole de laiton. Le laiton correspond de préférence aux com positions suivantes: CuZn37, CuZnAll et CuZn31Si. L'application du soudage par résistance moyenne fréquence o prévoit des systèmes moyenne fréquence avec des inverseurs travaillant à une fréquence intermédiaire ou moyenne de 1000 Hz à un courant de sor tie de 100 à 2000 A et un courant de soudage d'au moins 100 A jusqu'à kA. C'est ainsi que l'on peut utiliser des systèmes travaillant dans des plages allant au maximum jusqu'à 20 kA, jusqu'au maximum de 55 kAou :5 au maximum de 120 kA pour relier des pièces. La puissance fournie du système pour une durée de branchement de 50 % se situe dans des plages de 100 à 500 kVA. On peut également utiliser des systèmes de soudage ayant une puissance nominale allant jusqu'à 250 kVA dans des domaines de 80 kVA, 9OkVA, 130 kVA et 180 kVA pour 50 % de la durée de bran o chement. Les puissances du transformateur de soudage correspondent selon les niveaux précédents à 60 kVA, 70kVA, 130 kVA, 180 kVA, kVA et 300 kVA. Les forces au niveau des électrodes pour comprimer les toles se situent par exemple dans des domaines de 500 N. 1000 N. 1800 N. 4500 N. jusqu'à 12000 N. L'utilisation de la technique de redressement moyenne fré quence avec un courant continu réglé de manière précise comme courant de soudage pour la fabrication en série de fourchettes de commutation selon l'invention offre une qualité de soudage élevée pour relier la four chette et le patin. Enfin, une réalisation de l'invention prévoit de fabriquer le patin en tôle de laiton et de le fixer par un autre procédé de soudage par s résistance, à savoir le soudage impulsionnel par condensateur de la four chette de commutation. Le soudage impulsionnel par condensateur fait partie des soudages moyenne fréquence évoqués ci-dessus regroupés parmi les procédés de soudage par résistance. On peut également prévoir un soudage à la presse. Les pièces sont fortement comprimées par les o électrodes puis un courant de soudage se décharge à travers les pièces qui sont dans ce cas la tôle de la fourchette de commutation et la tôle du pa tin. Les tensions de soudage pour le soudage par impulsion avec conden sateur sont de l'ordre de 0,1 à 10 volts. Le patin ou les patins se fixent de manière simple et rapide s selon le procédé de l'invention en particulier pour les fabrications en grande série et en masse, de façon économique à la fourchette de com mutation. Dessins Différents modes de réalisation de l'invention sont repré sentés dans les dessins dans lesquels: - la figure 1 montre une fourchette de commutation, - la figure 2 montre un détail d'un patin, - la figure 3 est une coupe d'un patin. Description des modes de réalisation La figure 1 montre une fourchette de commutation 1 dont les patins 2 sont soudés aux extrémités 4a d'un corps de base 4 de la fourchette de commutation 1 par soudage par résistance. La fourchette de commutation 1 comportant en plus du corps de base 4 également un moyeu de fixation 5. Le moyeu de fixation 5 est fixé au corps de base 4 et est destiné à fixer la fourchette de commutation à un rail de commutation non représenté. Le patin 2 est fabriqué en tôle de laiton. Le patin est re présenté comme pièce séparée à la figure 2. Le patin 2 a une section en forme de U et il est soudé aux points de contact 3 ainsi que latéralement aux extrémités 4a de la fourchette de commutation 1 par soudage par ss bossage, ou soudage par points (flgure 3). s REVENDICATIONS 1 ) Fourchette de commutation (l) de bote de vitesses comportant un corps de base (8) en acier en forme de fourchette ayant au moins un patin (2) en laiton fixé au corps de base (4), s caractérisée en ce que le patin (2) est relié au corps de base (4) par une liaison par la matière obtenue par soudage par résistance. 2 ) Procédé de fixation d'au moins un patin (2) en laiton à un corps de o base (4) en forme de fourchette d'une fourchette de commutation (l) selon la revendication l, le corps de base (4) étant en tole d'acier mise en forme, caractérisé en ce que le procédé de fixation est un procédé de soudage et le patin (2) est fixé au corps de base (4) par soudage par résistance. 3 ) Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que le patin (2) est fabriqué en tole et le patin (2) est soudé par soudage à fré quence moyenne. 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le soudage se fait à une fréquence intermédiaire de lO00 Hz. 5 ) Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que le patin (2) est en tole et le patin (2) est fixé par soudage par impulsion à