DE10036088A1

DE10036088A1 - Kupplungselement einer Kupplungseinheit

Info

Publication number: DE10036088A1
Application number: DE2000136088
Authority: DE
Inventors: Josef Schwuger; Reinhart Malik; Ernst Roeckelein
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2002-02-07
Also published as: WO2002008626A1; AU2001265951A1

Abstract

Ein Kupplungselement (1) einer Kupplungseinheit, das an einem ringförmigen ersten Abschnitt (2) für einen formschlüssigen Eingriff eines weiteren Kupplungselementes außen ein Zahnprofil (3) aufweist, ist aus mindestens einem ersten Abschnitt (2a) zu bilden, wobei der Abschnitt (2a) aus zwei Scheiben (4, 5) gebildet ist und die Scheiben stirnseitig aneinander befestigt sind.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Kupplungselement einer Kupplungseinheit, das an einem ringförmigen ersten Abschnitt für einen formschlüssigen Eingriff eines weiteren Kupplungselementes außen ein Zahnprofil aufweist.

Hintergrund der Erfindung

Derartige Kupplungselemente werden in synchronisierten und nicht synchroni sierten Kupplungseinheiten von Wechselgetrieben eingesetzt. Sie arbeiten dort als Zwischenringe in der Synchronisierung oder hauptsächlich als Element für die Übertragung von Drehmomenten von einer Schaltmuffe zu einem Gangrad des Getriebes. Häufig werden die vorgenannten Funktionen auch kombiniert von einem derartigen Kupplungselement übernommen.

Ein Kupplungselement der gattungsbildenden Art ist in DE 39 01 501 A1 be schrieben. Das Kupplungselement ist als Kupplungskörper in einem Wechsel getriebe an einem Zahnrad befestigt. Für den Eingriff einer Schaltmuffe weist der Kupplungskörper an einem ringförmig ausgebildeten Abschnitt außen ein Zahnprofil auf. Außerdem ist der Kupplungskörper mit einem Konus versehen, dessen Reibfläche beim Synchronisieren mitwirkt. Die einzelnen Zähne des Zahnprofiles sind am Zahnkopf dachartig ausgebildet und weisen zum Fuß hin den Zahnquerschnitt verjüngende Flankenabschnitte auf. Es gibt auch ähnli che, zumeist am Kopf dachförmig ausgebildete Zähne in anderen Beispielen der genannten Anwendungen, deren Zahnflanken zwischen Zahnkopf und Zahnfuß mit Taschen versehen sind. Diese Taschen verjüngen den Querschnitt an diesen Stellen im Vergleich zum Querschnitt des Zahnkopfes und des Zahnfußes. Weitere Zähne sind mit flankenseitigen Auswölbungen oder ähnli chem versehen, die den Zahnquerschnitt abschnittsweise in die Zahnlücken verbreitern. Diese Anschläge sind häufig als eine axiale Wegbegrenzung für eine in das Zahnprofil eingreifende Gegenverzahnung, beispielsweise einer Schaltmuffe, vorgesehen. Die verjüngenden oder auswölbenden Abschnitte an den Zähnen sind in der normalen Bearbeitungsrichtung bzw. Entformungsrich tung der Werkzeuge bei der Anwendung von Stanz- und/oder Umformverfahren für ihre Herstellung nicht zugänglich bzw. im Wege. Die Fertigung derartiger Zahnprofile ist deshalb relativ kompliziert.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kupplungselement einer Kupplungs einheit zu schaffen, mit dem der vorgenannte Nachteil vermieden wird.

Diese Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruches 1 gelöst. Danach ist der ringförmige erste Abschnitt eines Kupplungselementes einer Kupplungs einheit, der außen ein Zahnprofil aufweist, aus mindestens zwei Scheiben ge bildet. Die Scheiben liegen zumindest abschnittsweise stirnseitig aneinander und sind aneinander befestigt. Komplizierte Querschnitte und Formen der Zäh ne und der Verzahnung, insbesondere die anfangs beschriebenen Verjüngun gen des Zahnquerschnittes, sind zweiteilig einfacher zu realisieren. Der ring förmige Abschnitt ist zumeist quer zur Mittelachse des Kupplungselementes geteilt. Der Abschnitt des Zahnes. der flankenseitig mit Auswölbungen oder ähnlichem versehen ist und den Zahnquerschnitt verbreitert, kann an einer der Scheiben realisiert werden. An der anderen Scheibe ist das normale Zahnprofil realisiert. Erst nach dem Zusammensetzen bzw. Aneinanderfestigen der Scheiben ist die Verzahnung vollständig ausgebildet. An einem Kupplungsele ment gemäß Erfindung lassen sich wesentlich kompliziertere Zahnprofile reali sieren. Der ringförmige Abschnitt, an dem das Zahnprofil ausgebildet ist, wird sinnvollerweise zwischen Zahnkopf und Zahnfuß so geteilt, dass die Verjün gungen an den einzelnen Ringen problemlos eingeformt werden können. So sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass jede der Scheiben außen mit jeweils einem Anteil eines jeden Zahnes des Zahnprofiles versehen ist, wobei der Zahn quer zur Mittelachse des Kupplungselementes geteilt ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Scheiben aus Blechmaterial zu prägen und zu Stanzen und mittels mindestens einer aus dem Blechmaterial von wenigstens einer der Scheiben durchgestellten Durchstel lung aneinander befestigt sind, wobei die Durchstellung in eine korrespondie rende Öffnung der anderen Scheibe eingreift sowie in bzw. hinter der Öffnung verformt ist. Das Blechmaterial wird bei der Herstellung der Scheiben mit einer oder mehreren Durchstellungen versehen. Die Durchstellung ragt bei der Montage der Scheiben in Richtung der anderen Scheibe und dringt in eine Öff nung der anderen Scheibe ein und durch diese hindurch. Die Öffnung ist, sich z. B. von der anderen Scheibe weg erweiternd, so gestaltet, dass nach dem Verquetschen des durchgesteckten freien Endes der Durchstellung an einem die Öffnung begrenzenden Wandabschnitt, zum Beispiel in der Erweiterung, eine feste Verbindung beider Scheiben aneinander hergestellt ist.

Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich zu mindest an den ersten ringförmigen Abschnitt eine der Scheiben ein zweiter ringförmiger Abschnitt anschließt. Der zweite ringförmige Abschnitt ist radial außen kegelförmig ausgebildet. Der zweite Abschnitt mit dem Konus kann da bei separat vom ersten Abschnitt gefertigt und mit diesem verbunden sein oder schließt sich einstückig an den ersten Abschnitt an. Die Kegelfläche ist als Reibfläche vorgesehen. Damit ist das Kupplungselement dieser Ausgestaltung einerseits als Zwischenring in einer Synchronisiereinrichtung verwendbar, aber auch andererseits, wie eine bevorzugte Ausgestaltung vorsieht, als ein Kupp lungskörper an einem Zahnrad eines Wechselgetriebes.

Der Kupplungskörper weist eine Außenverzahnung für den Eingriff einer Schaltmuffe auf.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kupp lungselementes mit zwei aus einem Blechmaterial gefer tigten sowie mittels Durchstellung aneinander befestigten Scheiben, wobei eine Scheibe mit Anschlägen versehen ist,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä ßen Kupplungselementes, bei dem jede der Scheiben au ßen mit jeweils einem Anteil eines jeden Zahnes des Zahnprofiles versehen ist und

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen der Zähne der Verzahnung aus Fig. 2.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

In Fig. 1 ist ein Kupplungselement 1 einer nicht weiter dargestellten Kupp lungseinheit abgebildet. Das Kupplungselement 1 ist aus einem ringförmigen Abschnitt 2 gebildet. Der Abschnitt 2 weist an seinem Außendurchmesser ein Zahnprofil 3 auf und ist aus einer Scheibe 4 und einer Scheibe 5 gebildet. Die Scheiben 4 und 5 sind Stanz-Prägeteile. Sie liegen stirnseitig aneinander und sind mittels einer Durchstellung 6 sowie einer mit der Durchstellung 6 korre spondierenden Öffnung 7 aneinander befestigt. Die Öffnung 7 ist an der Schei be 4 ausgebildet und weist einen kegeligen Querschnitt auf. Die Durchstellung 6 ist mittels Materialverdrängung an der Scheibe 5 durchgestellt. An der Schei be 5 entstand dabei eine Ausformung 5a, deren Volumen dem in die Öffnung 7 eintauchenden Volumen des Materiales der Durchstellung 6 entspricht. Das Material der Durchstellung 6 ist an dem freien Ende 6a verformt, so dass es an einem die Öffnung 7 begrenzenden kegelförmigen Wandabschnitt 4a anliegt und den Wandabschnitt 4a der Scheibe 4 in der Öffnung 7 radial hintergreift. Das Kupplungselement 1 ist durch die Scheiben 4 und 5 so zusammengesetzt, dass an der Scheibe 4 der Anteil des Zahnprofiles 3 ausgebildet, der Axialan schläge 3a bildet. Die Scheibe 5 weist den Anteil der Dachverzahnung 3b des Zahnprofiles 3 auf.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungselementes 8. Das Kupplungselement 8 ist aus einem ersten Ab schnitt 8a und einem zweiten Abschnitt 8b gebildet. Der erste Abschnitt 8a ist aus einer Scheibe 9 und einer Scheibe 10 gebildet. Jede der Scheiben 9 und 10 weist außen jeweils einen Anteil 11a bzw. 11b eines jeden Zahnes des Zahnprofiles 11 auf. Die Anteile 11a sowie 11b sind durch eine Teilung der Zähne quer zur Mittelachse M (siehe Fig. 3) an einer Ebene X gebildet. Fig. 3 zeigt die Draufsicht auf einen einzelnen Zahn 12 des Zahnprofiles 11. Dabei ist erkennbar, dass der Zahn 12 durch die Ebene X derartig getrennt ist, dass es beim Formen der einzelnene Anteile 11a und 11b während der Herstellung der Scheiben 9 und 10 keine Hinterschnitte gibt. Die Scheibe 9 ist ein Präge- Stanzteil. Die Scheibe 10 ist durch kombiniertes Ziehen und Pressen gebildet und mit dem ringförmigen zweiten Abschnitt 8b des Kupplungselementes 8 versehen. Der zweite Abschnitt 8b ist radial außen kegelförmig und einstückig mit der Scheibe 10 ausgebildet. An der Scheibe 10 ist das Material zur Bildung von mehreren Durchstellungen 13 durch Materialverdrängung aus der Wand der Scheibe 10 durchgestellt. Die Durchstellung greift durch eine Öffnung 14 der Scheibe 9 hindurch. Die Öffnung 14 ist gestanzt und ist durch einen Stanzabriß begrenzt, der sich ausgehend von der Öffnung 14 radial nach außen erweitert. Die Durchstellung 13 ist an ihrem freien Ende 13a in dem Be reich des durch den Stanzabriß gebildeten Wandabschnittes 14a mittels Prä gen derartig verformt, dass die Scheiben 9 und 10 unlösbar aneinander befe stigt sind. Das Kupplungselement 8 nach Fig. 2 kann als ein Kupplungskörper an einem Zahnrad eines Wechselgetriebes wirken. Das Zahnprofil des Kupp lungselementes 8 ist dann eine Außenverzahnung für den Eingriff einer nicht weiter dargestellten Schaltmuffe.

Bezugszeichen

1

Kupplungselement

2

Abschnitt

3

Zahnprofil

3

a Axialanschlag

3

b Dachverzahnung

4

Scheibe

4

a Wandabschnitt

5

Scheibe

5

a Ausnehmung

6

Durchstellung

6

a freies Ende

7

Öffnung

8

Kupplungselement

8

a erster Abschnitt

8

b zweiter Abschnitt

9

Scheibe

10

Scheibe

11

Zahnprofil

11

a Anteil eines Zahnes

11

b Anteil eines Zahnes

12

Zahn

13

Durchstellung

13

a freies Ende

14

Öffnung

14

a Wandabschnitt

Claims

1. Kupplungselement (1, 8) einer Kupplungseinheit, das an einem ringförmi gen ersten Abschnitt (2, 8a) für einen formschlüssigen Eingriff eines weite ren Kupplungselementes außen ein Zahnprofil (3, 11) aufweist und bei dem der erste Abschnitt (2, 8a) aus mindestens zwei Scheiben (4, 5, 9, 10) ge bildet ist, wobei die Scheiben (4, 5, 9, 10) zumindest abschnittsweise stirn seitig aneinander liegen sowie aneinander befestigt sind.

2. Kupplungselement nach Anspruch 1, bei der jede der Scheiben (4, 5, 9, 10) außen mit jeweils einem Anteil (11a, 11b) eines jeden Zahnes (12) des Zahnprofiles (11) versehen ist, wobei der Zahn (11) quer zur Mittelachse des Kupplungselementes (8) geteilt ist.

3. Kupplungselement nach Anspruch 1, bei dem die Scheiben (4, 5, 9, 10) aus Blechmaterial gefertigt sind und mittels mindestens einer aus dem Blechmaterial wenigstens einer der Scheiben (4, 5, 9, 10) durchgestellten und eine Öffnung (7, 14) durchdringenden Durchstellung (6, 13) aneinander befestigt sind, wobei die Durchstellung (6, 13) an ihrem freien Ende (6a, 13a) derartig verformt ist, dass die Durchstellung (6, 13) einen die Öffnung (7, 14) begrenzenden Wandabschnitt (4a, 14a) zumindest teilweise hinter greift.

4. Kupplungselement nach Anspruch 1, mit einem ringförmigen zweiten Ab schnitt (8b), wobei der zweite Abschnitt (8b) wenigstens radial außen ke gelförmig ist und sich an eine der Scheiben (10) axial anschließt.

5. Kupplungselement nach Anspruch 1, das als ein Kupplungskörper an einem Zahnrad eines Wechselgetriebes ausgebildet ist und eine Außenverzah nung für ein Eingriff einer Schaltmuffe aufweist.