CN101517254A - 第一与第二圆柱体构件的连接机构和用于装配第一和第二构件的方法 - Google Patents

第一与第二圆柱体构件的连接机构和用于装配第一和第二构件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种第一(2)与第二(3)圆柱体构件的用于传递周向力和轴向力的连接机构(4)。本发明提出，第一构件(2)具有在圆周上端侧布置的携动元件(9a)，第二构件(3)具有配属于携动元件(9a)的窗口(12)，并且构件(2、3)在端侧上可彼此插接以形成携动元件(9a)与窗口(12)之间的形状锁合。

Description

第一与第二圆柱体构件的连接机构和用于装配第一和第二构件的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的第一与第二圆柱体构件的连接机构以及一种根据权利要求15前序部分所述的用于装配所述两个构件的方法。
背景技术
例如在机动车辆的自动变速器中使用圆柱体构件，特别是空心圆柱体、分段式圆柱体或者罐形构造的圆柱体。这种圆柱体本身接纳行星齿轮组和/或离合器或者制动器形式的换挡元件，其中，所述圆柱体也可具有用于连接其他构件例如内摩擦片或外摩擦片的内齿部或外齿部。这种类型的构件在申请人比较早、未提前公开的实用新型申请DE202006011424.6中作为圆柱体公开，该圆柱体例如构造成内摩擦片支架。在此，该圆柱体环绕输入侧的行星齿轮组以及两个换挡元件。这种圆柱体作为深冲件由深冲钢制造，其中，圆柱体的长度受到生产工艺上的限制。在现代的变速器开发中，需要不同于通过传统的深冲方法实现的更大轴向长度的圆柱体构件。在这种情况下，这种类型的构件可以通过滚压制造，方法例如由DE 43 13 648 C2或EP 0 955 110 B1所公知。然而，通过滚压制造的圆柱体构件在制造上是昂贵的。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种圆柱体构件，该构件具有所需的长度并且可以成本低廉地制造。
该任务通过权利要求1的特征来解决。由从属权利要求得到有利的构造方式。
根据本发明，在两个圆柱体构件之间设置插接连接机构，以使这两个构件共同形成一个更大轴向长度的构件。在此，第一构件具有端侧布置的携动元件并且第二构件具有对应的窗口，端侧的携动元件通过轴向移动可以插入到窗口内。因此，在两个圆柱体构件之间产生紧凑的连接，从而所述构件既可以传递周向力也可以传递(压力方向上的)轴向力。两个构件形成一个加大壁厚的重叠区域，该壁厚相当于两个构件壁厚之和。相对于公知的连接机构，例如通过携动齿部，根据本发明的连接机构在径向方向上结构非常小，也就是说，得到与径向结构尺寸相关的优点。
端侧的携动元件优选构造成凸缘，所述凸缘从圆柱体外壳切出并因此形成端部齿部或冠状齿部。与冠状齿部产生啮合的相应窗口在第二构件上布置在较大内直径到较小内直径的过渡区域内。由此，端部齿部可以在轴向方向上插入到窗口内，直至冠状齿部的端缘在窗口上止挡。在这种插入过程中，两个构件通过重叠区域伸缩式的相对引导。
根据优选的实施方式，在重叠区域内，在第二、也就是外部构件上自由冲裁出支承凸缘，并且在第一、也就是内部布置的构件上切出窗口，所述支承凸缘形状锁合地嵌入到所述窗口内并因此传递相反方向(拉力方向)上的轴向力。因此，根据本发明的连接机构可以传递两个方向上的轴向力，也就是说，一方面通过端部齿部的端面并且另一方面通过支承凸缘的端面来传递轴向力。
根据优选的实施方式，支承凸缘具有预制形状，该预制形状可以使内部构件插入到外部构件内。通过来自外部的压力，例如借助装置使得预制形状变成最终形状，这可以通过一种卡扣效果，也就是从凸形变成略微凹形的形状来实现。
可替代地，支承凸缘可以构造成弹性舌簧，所述舌簧在插入内部构件时首先向外压并在两个构件的最终位置上根据卡锁连接机构的方式向内卡锁到窗口中。这种变型能够在没有来自外部作用的装置情况下进行安装。支承凸缘和端侧的凸缘(冠状齿部)的数量不同：因为冠状齿部还传递周向力，而支承凸缘则不传递，冠状齿部在优选的实施方式中设置有大约三十个齿，而支承凸缘则根据所要传递的轴向力仅需较少数量的齿。
根据有利的实施方式，两个构件可以由不同的材料制造，其中，各自材料的选择从对第一和第二构件的不同要求中得到。
根据优选的实施方式，两个构件可以作为深冲件制造。由此特别是与滚压相比得到制造成本方面的优点。
根据本发明的连接机构特别有利的是可在机动车辆的自动变速器上使用，也就是说，自动变速器中由两个分圆柱体组合的圆柱体用于接纳行星齿轮组和/或者换挡元件。在这种应用中有利的是，第一构件，也就是第一分圆柱体由不可磁化的材料，例如铝、铝合金或者奥氏体的钢制造。由此得到的优点是，在第一构件的区域内可以布置根据公知的霍尔效应工作的转速传感器，而这在可磁化的常用的深冲钢情况下是不可能实现的。因此，传感器可以检测变速器部件，例如行星齿轮组的联接轴的转速。
本发明的任务还通过一种具有权利要求15所述特征的方法来解决。据此两个构件端侧相互指向并这种程度上彼此插入，直至冠状齿部的端面在另一构件的窗口内止挡。据此通过支承凸缘在另一相反的轴向方向上进行锁紧。在这种情况下可以采用两种变型：依据第一变型，支承凸缘借助来自外部作用的装置压入另一构件的窗口内，其中，支承凸缘从凸形的预制形状卡扣到凹形的最终形状并与此同时使两个构件轴向张紧。
根据第二优选的变型，轴向的锁紧自动进行，也就是说，构造成弹性舌簧的支承凸缘在内部构件插入之后向内弹动并在窗口内卡锁。为此不需要使用装置。
附图说明
附图中示出本发明的实施例并在下面进行详细说明。
其中：
图1示出用于自动变速器的圆柱体，该圆柱体由第一和第二分圆柱体组成；
图2a示出第一分圆柱体的部分剖面；
图2b示出第一分圆柱体在方向A上的部分视图；
图3a示出第二分圆柱体的部分剖面；
图3b示出第二分圆柱体在方向B上的视图；
图4a示出作为图1的细节X的两个分圆柱体的根据本发明的连接机构；以及
图4b示出细节X的视图。
具体实施方式
图1示出圆柱体1的轴向剖面，该圆柱体1可在汽车的自动变速器上使用，确切地说用于接纳未示出的行星齿轮组和同样未示出的换挡元件。圆柱体1由两个分圆柱体，即第一分圆柱体2和第二分圆柱体3组成，所述分圆柱体通过插接连接机构4相互固定连接。在分圆柱体2的外端侧区域内布置有引导盘5，该引导盘5通过携动齿部5a、2a与第一分圆柱体2连接。引导盘5是未示出的行星齿轮组的部件。在圆柱体1的另一末端上，齿圈6与分圆柱体3固定连接，也就是通过焊缝7固定连接，其中，携动齿部也能够代替焊缝7。在第一分圆柱体2的区域内布置有转速传感器8，该转速传感器8由布置在分圆柱体2外部的、固定的传感器件8a和布置在第一分圆柱体2内部的、旋转的磁环8b组成。因此，处于传感器件8a与旋转的磁环8b之间的第一分圆柱体2由不可磁化的材料，优选由铝、铝合金或者奥氏体的钢例如V4A制造。因此，按照公知的霍尔效应工作的转速传感器8可发挥作用。第二分圆柱体3由商业上常用的深冲钢制造并因此可与齿圈6焊接。两个分圆柱体2、3优选是深冲件，也就是由板坯经过深冲而制造。
图2a和图2b示出第一分圆柱体2的剖面和(方向A上的)俯视图。第一分圆柱体2在端侧上，也就是在连接机构4(图1)的区域内具有端部齿部或者冠状齿部9，该冠状齿部9由若干在端侧上倒角的凸缘或齿9a和布置在这些齿9a之间的空隙9b组成。此外，在分圆柱体2的圆周上，布置有呈窗口10形状的矩形或者正方形构造的开口，下面对这些开口的重要性进行进一步探讨。
图3a和图3b示出分圆柱体3的剖面和(方向B上的)俯视图。第二分圆柱体3具有端缘3a和在端侧区域内相应于第一分圆柱体2外直径的内直径D1，并且具有相应于第一分圆柱体2内直径D2的减小的内直径D2。较大内直径D1向较小内直径D2的过渡区作为倾斜部11示出。在倾斜部11的区域内，从第二分圆柱体3的圆柱体外壳切割出在圆周上分布的、呈窗口12形状的矩形开口，这些开口在其(周向方向上的)宽度上相应于第一分圆柱体2的端部齿部9的齿9a的宽度。此外，在第二分圆柱体3的圆柱体外壳上自由冲裁出所谓支承凸缘的舌簧13，也就是说，这些舌簧13由大致U形构造的间隙14环绕。如从图3a所看到的那样，支承凸缘13在横截面上凸形地弯曲并大致通过间隙开口14向外突出。支承凸缘13的所示构型示出一种所谓的预制形状，也就是一种装配两个分圆柱体2、3之前的形状。由此可实现将第一分圆柱体2在轴向方向上插入到第二分圆柱体3内，从而略微倒角的齿9a可与窗口12产生啮合。窗口12具有止挡面12a，端部齿部9的端侧9c在所述止挡面12a上进行止挡。
图4a和图4b示出图1的细节X，即示出两个分圆柱体2、3的连接机构4的放大视图。相同的部件以相同的附图标记进行标注。彼此插入的分圆柱体2、3的端侧区域形成重叠区域ü，该重叠区域ü从端部齿部9的端面一直到达第二分圆柱体3的端缘3a。支承凸缘13的预制形状在这里以虚线示出。支承凸缘13通过未示出的装置向内压入到位置13′(实线)内，使得该支承凸缘13利用其端面13a压向窗口10的相应的靠置面10a——由此使两个分圆柱体2、3轴向张紧。通过由第二分圆柱体3的支承凸缘13′的这种连接，能够在两个分圆柱体2、3之间传递轴向指向的拉力。轴向方向上的压力通过端部齿部9来传递。两个分圆柱体2、3之间的周向力同样通过端部齿部9来传递，但是通过在图4a中作为划以交叉线的面F示出的齿9a的侧面来传递。
与所示的实施例不同的是，支承凸缘13也可以作为弹性的舌簧构造，所述舌簧在将第一分圆柱体插入到第二分圆柱体内时首先通过第一分圆柱体的端面向外压，并——在端面9c止挡在止挡面12a上之后——回弹到窗口10内。
附图标记
1     圆柱体
2     第一分圆柱体
2a    携动齿部
3     第二分圆柱体
3a    端缘
4     (第一和第二分圆柱体的)连接机构
5     引导盘
5a    携动齿部
6     齿圈
7     焊缝
8     转速传感器
8a    传感器件
8b    磁环
9     端部齿部
9a    齿
9b    空隙
9c    端面
10    窗口
10a   止挡面
11    倾斜部
12    窗口
12a   止挡面
13    支承凸缘
13′  支承凸缘(最终形状)
13a   端面
14    间隙
D1    (第一分圆柱体的)外直径
D2    (第一分圆柱体的)内直径
F     传递面
ü    重叠区域

Claims (19)

1.第一与第二圆柱体构件的用于传递周向力和轴向力的连接机构，其特征在于，所述第一构件(2)具有在圆周上端侧布置的携动元件(9)，所述第二构件(3)具有配属于所述携动元件(9)的窗口(12)，并且所述构件(2、3)在端侧上能够彼此插接以形成携动元件(9)与窗口(12)之间的形状锁合。
2.根据权利要求1所述的连接机构，其特征在于，所述彼此插接的构件(2、3)各具有端缘(9c、3a)并形成轴向的重叠区域(ü)，并且所述第二构件(3)的所述窗口(12)以距离(ü)相对于所述端缘(3a)偏移布置。
3.根据权利要求1或2所述的连接机构，其特征在于，所述携动元件构造成从所述第一构件(2)切出的凸缘(9a)并形成端部齿部(9)。
4.根据权利要求1、2或3所述的连接机构，其特征在于，所述第二构件(3)在所述重叠区域(ü)内形成内直径D1的外部构件(3)，并且所述内直径D1在所述窗口(12)的区域内收缩到内直径D2上，所述内直径D2相应于所述第一构件(2)的内直径。
5.根据权利要求4所述的连接机构，其特征在于，所述凸缘(9a、9c)在端侧上紧贴在所述窗口(12、12a)上并传递压力方向上的轴向力。
6.根据权利要求1至5之一所述的连接机构，其特征在于，所述凸缘(9a)在切向方向上紧贴在所述窗口(12)上并形成用于传递周向力的传递面F。
7.根据权利要求4、5或6所述的连接机构，其特征在于，在所述第二构件(3)上在所述重叠区域(ü)内自由冲裁出在圆周上分布的支承凸缘(13)，在所述第一构件(2)上布置有配属于所述支承凸缘(13)的窗口(10)，并且所述支承凸缘(13)与所述窗口(10)能够在轴向方向上锁紧。
8.根据权利要求7所述的连接机构，其特征在于，所述支承凸缘(13)构造成弹性的舌簧，所述舌簧在所述构件(2、3)彼此插接之后弹性卡锁在所述窗口(10)内。
9.根据权利要求7所述的连接机构，其特征在于，所述支承凸缘具有预制形状(13)，所述支承凸缘能够从所述预制形状(13)变形到最终形状(13′)。
10.根据权利要求7、8或9所述的连接机构，其特征在于，所述支承凸缘(13、13a)传递拉力方向上的轴向力。
11.根据权利要求1至10之一所述的连接机构，其特征在于，所述构件(2、3)能够由不同的、特别是金属的材料制造。
12.根据权利要求1至11之一所述的连接机构，其特征在于，所述构件(2、3)能够各自作为深冲件制造。
13.根据权利要求1至12之一所述的连接机构，其特征在于，所述相互连接的构件(2、3)形成圆柱体(1)，所述圆柱体(1)用于接纳特别是机动车辆用的自动变速器的换挡元件和/或者行星齿轮组(5)。
14.根据权利要求13所述的连接机构，其特征在于，所述第一构件(2)能够由不可磁化的材料，特别是铝、铝合金或者奥氏体的钢制造。
15.用于装配根据权利要求7至14之一所述的第一和第二构件(2、3)的方法，其特征在于，
将两个构件(2、3)在轴向方向上彼此插入，直至所述端部齿部(9)止挡到所述窗口(12)内，以及
使所述第二构件(3)的所述支承凸缘(13)与所述第一构件(2)的所述窗口(10)形状锁合地啮合。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述支承凸缘(13)借助装置径向向内变形。
17.根据权利要求8和15所述的方法，其特征在于，所述支承凸缘由于其弹簧张力而卡锁在所述窗口(10)内。
18.由第一和第二圆柱体构件(2、3)组成的圆柱体构件(1)，其特征在于根据权利要求1至14之一所述的连接机构(4)。
19.用于制造大轴向长度的圆柱体构件(1)的方法，其特征在于，所述构件(1)由两个构件(2、3)制造，所述两个构件(2、3)根据权利要求15、16或者17所述的方法相互连接。
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