DE102004041754A1

DE102004041754A1 - Anschlagfläche für die axiale Abstützung einer Schiebemuffe einer Schaltkupplung am Kupplungskörper

Info

Publication number: DE102004041754A1
Application number: DE200410041754
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. Hörburger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-08-28
Filing date: 2004-08-28
Publication date: 2006-03-02

Abstract

Es wird eine Anschlagfläche (1) für die axiale Abstützung einer Schiebemuffe einer Schaltkupplung an einem Zahn (2) des Kupplungskörpers vorgeschlagen, welche derart ausgebildet ist, dass ein Verschleiß der Anschlagfläche (1) nicht zu einem Einarbeiten des Kupplungskörperzahns (2) in die Anschlagfläche (1) führt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Ausgestaltung der Anschlagfläche für die axiale Abstützung einer Schiebemuffe einer Schaltkupplung an einem Zahn des Kupplungskörpers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Schiebemuffen werden als Kupplungselemente bei Schaltkupplungen eingesetzt, um zwei Getriebeelemente zum Zweck der Drehmoment- bzw. Leistungsübertragung miteinander zu verbinden. Nach dem Stand der Technik weisen Schiebemuffen einen kreisrunden Blechstreifen auf, welcher als Innenverzahnung ein Zahnprofil aus mehreren in Umfangsrichtung zueinander benachbarten Zähnen umfasst. Beim Schließen der Kupplung greift die Verzahnung der auf einem Muffenträger sitzenden Schiebemuffe zeitgleich mit einem Anteil des Zahnprofils in eine Verzahnung des Muffenträgers und mit einem weiteren Anteil in eine mit einem Gangrad drehfest gekoppelte Kupplungskörperverzahnung ein, wodurch eine drehfeste Verbindung zwischen dem Gangrad und der mit dem Muffenträger verbundenen Getriebewelle hergestellt wird. Es ist auch bekannt, dass die Schiebemuffe direkt auf einer zu verbindenden Getriebewelle drehfest angeordnet ist, so dass beim Schließen der Kupplung die Verzahnung der Schiebemuffe nur in die Kupplungskörperverzahnung eingreift. Eine Schiebemuffe nach dem Stand der Technik wird beispielsweise im Rahmen der WO 2004/005740 A1 beschrieben.
Nach dem Stand der Technik umfasst eine Schiebemuffe zur axialen Abstützung am Kupplungskörper Anschlagflächen auf, die sich axial an entsprechenden Kupplungskörperzähnen abstützen.
Zwischen den ineinandergreifenden Zähnen der Schiebemuffe und des Kupplungskörpers treten Spannungen und Kräfte auf, die insbesondere aufgrund der Drehmomentsteigerung bzw. der Anhebung der Leistungsdichte von Seriengetrieben zu einzelnen Brüchen an den Kupplungskörperzähnen führen können, bei denen sich die Schiebemuffe axial am Kupplungskörper abstützt. Üblicherweise sind davon diejenigen Kupplungskörperzähne am Umfang betroffen, die neben der aus der Drehmomentübertragung resultierenden Umfangskraft auch die Axialkraft aufnehmen, welche aus der Hinterrollung hervorgerufen wird. Des weiteren sind aufgrund der Zentrierwirkung die axial belasteten Zähne tendenziell einer höheren Umfangskraft ausgesetzt, als die weiteren Zähne der Kupplungskörperverzahnung.
Nach dem Stand der Technik werden die Anschlagflächen mit einer Kerbe oder eben ausgeführt. Bei der Ausführung mit Kerbe sind die entsprechenden Kupplungskörperzähne an der Firstkante spitzig ausgeführt. Für den Fall der ebenen Ausführung der Anschlagflächen der Schiebemuffe ist die Firstkante der entsprechenden Kupplungskörperzähne angespiegelt ausgeführt, wobei zur weiteren Reduzierung der Axialkräfte die Hinterrollung reduziert wird. Es hat sich gezeigt, dass bei der ebenen Ausführung der Anschlagflächen der Schiebemuffe die Anzahl der Brüche an den Kupplungskörperzähnen geringer ist, wobei Verbesserungsbedarf besteht.
Untersuchungen haben gezeigt, dass sich die ebenen Anschlagflächen der Schiebemuffe durch Passungsrost im Betrieb bzw. durch die dynamischen Schaltkräfte infolge pneumatischer Schaltung bzw. Servoshift in einen „Kerbanschlag" umwandeln, wodurch die Anzahl der Brüche steigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschlagfläche für die axiale Abstützung einer Schiebemuffe einer Schaltkupplung an einem Zahn des Kupplungskörpers anzugeben, welche derart ausgebildet ist, dass Schäden bzw. Brüche an den entsprechenden Kupplungskörperzähnen weitgehend vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Ausgehend von der Überlegung, dass sich bei der ebenen Ausführung der Anschlagflächen der entsprechende Kupplungskörperzahn in die Schiebemuffe einarbeitet, wodurch dieser Zahn unter Last nicht nur axial, sondern auch in Umfangsrichtung beansprucht wird, wird vorgeschlagen, die Anschlagflächen der Schiebemuffe derart zu gestalten, dass ein Verschleiß der Anschlagfläche nicht zu einem Einarbeiten des Kupplungskörperzahns in die Anschlagfläche führt.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Anschlagfläche realisiert, welche eine Kontaktfläche für den entsprechenden Kupplungskörperzahn aufweist, wobei sich die Anschlagfläche in Richtung auf die Kontaktfläche symmetrisch verjüngt. Vorzugsweise entspricht die Breite der Kontaktfläche der Breite der Abflachung an der Spitze des Kupplungskörperzahns.
Dadurch wird auch bei Verschleiß der Anschlagfläche eine Belastung des Kupplungskörperzahns in Umfangsrichtung weitgehend vermieden, da keine ausreichende Kontaktfläche in radialer Richtung bzw. Umfangsrichtung zur Verfügung steht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten 1, 2, 3 und 4, welche vier beispielhafte Ausgestaltungen der Anschlagfläche der Schiebemuffe schematisch in Draufsicht darstellen, näher erläutert. In der 5 wird zudem die Verwendung des Gegenstandes der Erfindung schematisch veranschaulicht.
Gemäß der Erfindung weist die Anschlagfläche 1 in axialer Richtung auf den Kupplungskörperzahn 2 eine Kontaktfläche 3 auf, wobei die Breite der Kontaktfläche 3 der Breite der Abflachung an der Spitze des Kupplungskörperzahns 2 entspricht. Um bei Verschleiß die Entstehung einer Kontaktfläche in Umfangsrichtung zu vermeiden, verjüngt sich die Anschlagfläche 1 in axialer Richtung auf die Kontaktfläche, vorzugsweise symmetrisch an beiden Seiten bzw. Flanken 4, 5.
Die geometrische Ausgestaltung der Flanken kann im Rahmen der erfindungsgemäßen Verjüngung in Richtung auf die Kontaktfläche 3 beliebig sein. Beispielsweise können die Flanken 3, 4 gerade sein, wie in 1 gezeigt, derart, dass die Anschlagfläche 1 die Form eines Dreiecks mit abgeflachter Spitze aufweist, wobei die abgeflachte Spitze die Kontaktfläche 3 bildet.
Bei der Ausgestaltung der Anschlagfläche 1 gemäß 2 ist die Kontaktfläche 3 eine Grundfläche eines auf der Anschlagfläche 1 symmetrisch um die Längsachse gebildeten Parallelepipeds, wobei die Flanken 4, 5 seitlich des Parallelepipeds eben verlaufen. Es ist auch möglich, die Flanken 4, 5 in Richtung auf die Kontaktfläche 3 konkav auszubilden, wie in 3 gezeigt. Ferner kann die gesamte Anschlagfläche 1 in Richtung auf die Kontaktfläche 3 symmetrisch um die Längsachse konvex ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung ist Gegenstand der 4.
In 5 ist eine beispielhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Schiebemuffe in einem Getriebe 6 eines Kraftfahrzeugs 7 schematisch veranschaulicht.

1: Anschlagfläche der Schiebemuffe
2: Kupplungskörperzahn
3: Kontaktfläche
4: Flanke
5: Flanke
6: Getriebe
7: Kraftfahrzeug

Claims

Anschlagfläche für die axiale Abstützung einer Schiebemuffe einer Schaltkupplung an einem Zahn des Kupplungskörpers, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart ausgebildet ist, dass ein Verschleiß der Anschlagfläche (1) nicht zu einem Einarbeiten des Kupplungskörperzahns (2) in die Anschlagfläche (1) führt.
Anschlagfläche für die axiale Abstützung einer Schiebemuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie in axialer Richtung auf den Kupplungskörperzahn (2) eine Kontaktfläche (3) aufweist, wobei die Breite der Kontaktfläche (3) der Breite der Abflachung an der Spitze des Kupplungskörperzahns (2) entspricht, und wobei sich die Anschlagfläche (1) in axialer Richtung auf die Kontaktfläche(3) an beiden Flanken (4, 5) verjüngt.
Anschlagfläche für die axiale Abstützung einer Schiebemuffe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie sich in axialer Richtung auf die Kontaktfläche(3) an beiden Flanken (4, 5) symmetrisch verjüngt.
Anschlagfläche für die axiale Abstützung einer Schiebemuffe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Form eines Dreiecks mit abgeflachter Spitze aufweist, wobei die abgeflachte Spitze die Kontaktfläche (3) bildet.
Anschlagfläche für die axiale Abstützung einer Schiebemuffe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (3) eine Grundfläche eines auf der Anschlagfläche (1) symmetrisch um die Längsachse gebildeten Parallelepipeds ist, wobei die Flanken (4, 5) seitlich des Parallelepipeds eben verlaufen.
Anschlagfläche für die axiale Abstützung einer Schiebemuffe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken (4, 5) in Richtung auf die Kontaktfläche (3) konkav ausgebildet sind.
Anschlagfläche für die axiale Abstützung einer Schiebemuffe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Richtung auf die Kontaktfläche (3) symmetrisch um die Längsachse konvex ausgebildet ist.