DE102005032301B4

DE102005032301B4 - Innen und außen kerbverzahnte Kupplungsnabe für Drehmomentübertragungsmechanismen in einem Lastschaltgetriebe

Info

Publication number: DE102005032301B4
Application number: DE102005032301A
Authority: DE
Inventors: Patrick S. Pinkney Portell; Teodor Ann Arbor Mostior
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2004-07-19
Filing date: 2005-07-11
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2025-07-12
Also published as: DE102005032301A1; US7278525B2; US20060011444A1

Abstract

Nabenkörper in einem Drehmomentübertragungsmechanismus, umfassend:
eine sich radial erstreckende Wand (116), und
eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand (118), die einstückig mit der sich radial erstreckenden Wand (116) ausgebildet ist,
wobei die sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand (118) mehrere erste innere Kerbzähne (112), mehrere zweite äußere Kerbzähne (114), und einen kontinuierlich zylindrischen Endabschnitt (120) an einem distalen Ende der Nabe (100) umfasst, der für eine erhöhte Festigkeit sowohl die inneren Kerbzähne (112) als auch die äußeren Kerbzähne (114) beendet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die äußeren Kerbzähne (114) abwechselnd mit den inneren Kerbzähnen (112) beabstandet angeordnet sind.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der U.S. Provisional Application 60/589,186 , die am 19. Juli 2004 eingereicht wurde und deren Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme vollständig mit eingeschlossen ist.
Diese Erfindung betrifft Drehmomentübertragungsmechanismen für Lastschaltgetriebe, und im Besonderen Drehmomentübertragungsmechanismen mit einem Antriebsgehäuse und einer Abtriebsnabe.
Drehmomentübertragungsmechanismen, die Antriebsgehäuse und Abtriebsnaben mit dazwischen über eine Kerbverzahnung angeordnete Reibungseinrichtungen aufweisen und selektiv eingerückt werden, um eine Drehmoment übertragende Beziehung zwischen dem Antriebsgehäuse und der Nabe herzustellen, werden angewandt, um entweder einen Eingangsantrieb für einen Planetenradsatz oder ein Reaktionselement für einen Planetenradsatz herzustellen.
Das Nabenelement ist im Allgemeinen mit dem Planetenradelement verbunden und kann innen und außen kerbverzahnt sein, um einen rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus sowie einen feststehenden Drehmomentübertragungsmechanismus aufzunehmen. Diese Naben, die verwendet worden sind, weisen Kerbzahnelemente auf, die über die volle Länge des äußeren zylindrischen Abschnittes der Nabe ausgebildet sind. Diese Nabenelemente aus dem Stand der Technik sind Fliehkräften oder Umfangsbeanspruchungen an der zylindrischen Verlängerung der Nabe ausgesetzt, die zu einer Verzerrung des Elements und zu einem ungenauen Betrieb des Drehmomentübertragungsmechanismus führen können.
Aus der DE 101 47 852 A1 sind Vorrichtungen nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche bekannt.
Aus der EP 0 051 840 B1 ist ein Nabenelement bekannt, bei dem die Innen- und Außenzähne abwechselnd beabstandet zueinander angeordnet sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Nabenkörper bzw. eine Getriebeanordnung mit einem Nabenkörper sowie eine Kupplungsnabe mit einem Nabenkörper anzugeben, welcher innen- und außenliegende Kerbzähne zur Aufnahme von Reibplatten aufweist und der in radialer Richtung möglichst kleinbauend ist und dennoch die erforderliche Steifigkeit aufweist, um auch bei hohen Umdrehungszahlen ausfallfrei betrieben werden zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem Nabenkörper gemäß Anspruch 1, einer Getriebeanordnung gemäß Anspruch 3 sowie einer Kupplungsnabe gemäß Anspruch 4 oder gemäß Anspruch 8.
Die vorliegende Erfindung stellt einen verbesserten Drehmomentübertragungsmechanismus mit einem innen und außen kerbverzahnten Nabenelement bereit.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Nabenelement eine sich radial erstreckende Nabe und eine sich axial erstreckende zylindrische Wand auf.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die sich axial erstreckende zylindrische Wand Kerbzähne auf, die innen und außen an der zylindrischen Wand ausgebildet sind. Die Kerbzähne enden in einem kontinuierlichen zylindrischen Element an dem distalen Ende des Nabenelements. Das kontinuierliche zylindrische Element verstärkt das Nabenelement und lässt einen Hochgeschwindigkeitstrieb ohne Ausfall zu.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die zylindrische Wand ein kontinuierliches zylindrisches Element an ihrem distalen Ende auf.
Gemäß einem nochmals weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung nimmt der außen kerbverzahnte Abschnitt der Nabe die Kerbzähne einer Reibplatte von der radialen Nabenseite der Nabe auf.
Gemäß einem nochmals weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung nimmt das innen kerbverzahnte Element Kerbzähne von Reibplatten von dem zylindrischen Ende der Nabe auf.
Eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung umfasst mehrere Drehmomentübertragungsmechanismen. Ein Nabenelement der Anordnung umfasst eine sich radial erstreckende Wand und eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand, die einstückig mit der sich radial erstreckenden Wand ausgebildet ist. Die sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand umfasst mehrere erste innere Kerbzähne, mehrere zweite äußere Kerbzähne, die von den inneren Kerbzähnen beabstandet angeordnet sind, und einen zylindrischen Endabschnitt an einem distalen Ende der Nabe, der sowohl die inneren Kerbzähne als auch die äußeren Kerbzähne beendet. Mehrere Kupplungsplatten, die zu einem der Drehmomentübertragungsmechanismen gehören, sind mit den äußeren Kerbzähnen des Nabenelements kerbverzahnt, d.h. über eine Kerbverzahnung verbunden, und mehrere Kupplungsplatten, die zu einem anderen der Drehmomentübertragungsmechanismen gehören, sind mit inneren Kerbzähnen des Nabenelements kerbverzahnt, d.h. über eine Kerbverzahnung verbunden.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben; in diesen ist:
1 eine Teilschnittansicht, die die Drehmomentübertragungsmechanismen in einer Getriebeanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
2 eine Teilansicht, genommen entlang der Linie 2-2 von 1.
In den Zeichnungen, in denen in allen Ansichten gleiche Bezugszeichen die gleichen oder entsprechenden Teile darstellen, ist in 1 und 2 ein Nabenelement 100 zu sehen, das ein Bauteil des zweiten und dritten Drehmomentübertragungsmechanismus einer Getriebeanordnung 10 ist. Der (zweite) Drehmomentübertragungsmechanismus 12 umfasst die Eingangskupplungsnabe 14, mehrere Reibplatten 102, die mit der Eingangskupplungsnabe 14 kerbverzahnt, d.h. über eine Kerbverzahnung verbunden sind, und mehrere Reibplatten 104, die über eine Kerbverzahnung mit der Nabe 100 kerbverzahnt, d.h. über eine Kerbverzahnung verbunden sind.
Der Einrückkolben 16 ist in einer in der Eingangskupplungsnabe 14 ausgebildeten Kammer 106 verschiebbar angeordnet, die, wenn sie mit Druckfluid gefüllt wird, einen Eingriff der Reibplatten 102 und 104 erzwingen wird, wodurch ein Drehmomentübertragungsmechanismus 12 zwischen der Eingangskupplungsnabe 14 und dem (dritten) Sonnenrad 18 über die Nabe 100 bereitgestellt wird.
Der (dritte) Drehmomentübertragungsmechanismus 20 weist mehrere Reibplatten 108 auf, die mit dem Getriebegehäuse (nicht gezeigt) kerbverzahnt sind, und mehrere Reibplatten 110, die mit der Nabe 100 kerbverzahnt sind. Die Nabe 100 weist innere Kerbzähne 112 auf, die treibend mit den Reibplatten 104 in Eingriff stehen, und äußere Kerbzähne 114, die treibend mit den Reibplatten 110 in Eingriff stehen.
Die Nabe 100 umfasst auch einen radialen Abschnitt 116 und einen zylindrischen Abschnitt 118, der die Kerbzahnabschnitte 112 und 114 umfasst. Der zylindrische Abschnitt 118 weist auch ein kontinuierliches zylindrisches Ende 120 auf, das an dem distalen Ende der Kerbzähne 112 und 114 ausgebildet ist, um einen kontinuierlichen zylindrischen Ringabschnitt 121 an der Nabe 100 herzustellen oder zu bilden. Die äußeren Kerbzähne 114 weisen einen axial unbehinderten Eintrittsweg 115 auf, der von dem radialen Abschnitt 116 der Nabe weitergeht, und die inneren Kerbzähne 112 weisen einen axial unbehinderten Eintrittsweg 117 auf, der an dem distalen Ende der inneren Kerbzähne 112 vorgesehen ist. Diese Eintrittswege ermöglichen ein axiales Einführen der Reibplatten 104 in die Nabe über die inneren Kerbzähne 112, und eine axiale Verschiebebewegung der Reibplatten 110 auf den äußeren Kerbzähnen 114. Diese Eintrittswege verhindern auch eine Situation eines Verhakens im Werkzeug bei der Herstellung der Nabe, bei dem die gegenüberliegenden Hälften eines Formwerkzeugs sich ohne Störung durch die Nabe aufeinander zu und voneinander weg bewegen, wenn die Nabe gebildet wird.
Wie es am besten in 2 zu sehen ist, sind die Kerbzähne 112 abwechselnd mit den Kerbzähnen 114 beabstandet angeordnet, und das zylindrische Ende 120 erstreckt sich axial von dem distalen Ende der Kerbzähne 114. Die inneren und äußeren Kerbzähne 112, 114 sind in dem zylindrischen Abschnitt 118 der Nabe 100 benachbart ausgebildet. Das zylindrische Ende 120 erhöht die Masse und Trägheit der Nabe 100, was verhindert, dass sich die Nabe 100 während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs des Lastschaltgetriebes 10 verlangsamt. Das zylindrische Ende 120 erhöht die Festigkeit der Nabe 100 und stabilisiert diese, um Umfangsbeanspruchungen aufzunehmen und einen verbesserten Antriebsmechanismus bereitzustellen, der sowohl innen als auch außen kerbverzahnte Elemente abstützt. Das zylindrische Ende 120 erlaubt einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb der Nabe 100 ohne Ausfall. Ohne das zylindrische Ende 120 würden die Kerbzähne 112, 114 wahrscheinlich bewirken, dass die Nabe 100 sich unter hohen Umfangsbeanspruchungen öffnen würde.
Eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung umfasst zusammengefasst mehrere Drehmomentübertragungsmechanismen. Ein Nabenelement der Anordnung umfasst eine sich radial erstreckende Wand und eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand, die einstückig mit der sich radial erstreckenden Wand ausgebildet ist. Die sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand umfasst mehrere erste innere Kerbzähne, mehrere zweite äußere Kerbzähne, die von den inneren Kerbzähnen beabstandet angeordnet sind, und einen zylindrischen Endabschnitt an einem distalen Ende der Nabe, der sowohl die inneren Kerbzähne als auch die äußeren Kerbzähne beendet, um ein Versagen bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb zu verhindern. Mehrere Kupplungsplatten, die zu einem der Drehmomentübertragungsmechanismen gehören, sind mit den äußeren Kerbzähnen des Nabenelements kerbverzahnt, und mehrere Kupplungsplatten, die zu einem anderen der Drehmomentübertragungsmechanismen gehören, sind mit den inneren Kerbzähnen des Nabenelements kerbverzahnt.

Claims

Nabenkörper in einem Drehmomentübertragungsmechanismus, umfassend: eine sich radial erstreckende Wand (116), und eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand (118), die einstückig mit der sich radial erstreckenden Wand (116) ausgebildet ist, wobei die sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand (118) mehrere erste innere Kerbzähne (112), mehrere zweite äußere Kerbzähne (114), und einen kontinuierlich zylindrischen Endabschnitt (120) an einem distalen Ende der Nabe (100) umfasst, der für eine erhöhte Festigkeit sowohl die inneren Kerbzähne (112) als auch die äußeren Kerbzähne (114) beendet, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Kerbzähne (114) abwechselnd mit den inneren Kerbzähnen (112) beabstandet angeordnet sind.
Nabenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Kerbzähne (114) einen Eintrittsweg aufweisen, der von dem radialen Abschnitt (116) der Nabe (100) weitergeht, und die inneren Kerbzähne (112) einen Eintrittsweg aufweisen, der an dem distalen Ende der inneren Kerbzähne (112) vorgesehen ist.
Getriebeanordnung mit mehreren Drehmomentübertragungsmechanismen, wobei die Anordnung umfasst: einen Nabenkörper (100) mit einer sich radial erstreckenden Wand (116) und einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Wand (118), die einstückig mit der sich radial erstreckenden Wand (116) ausgebildet ist, wobei die sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand (118) mehrere erste innere Kerbzähne (112), mehrere zweite äußere Kerbzähne (114), und einen kontinuierlichen zylindrischen Endabschnitt (120) an einem distalen Ende der Nabe (100) umfasst, der für eine erhöhte Festigkeit sowohl die inneren Kerbzähne (112) als auch die äußeren Kerbzähne (114) beendet, wobei mehrere Kupplungsplatten (110), die zu einem der Drehmomentübertragungsmechanismen (20) gehören, mit den äußeren Kerbzähnen (114) kerbverzahnt sind, und mehrere Kupplungsplatten (104), die zu einem anderen der Drehmomentübertragungsmechanismen (12) gehören, mit den inneren Kerbzähnen (112) kerbverzahnt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Kerbzähne (114) abwechselnd mit den inneren Kerbzähnen (112) beabstandet angeordnet sind.
Kupplungsnabe für ein Getriebe, mit einem Körperabschnitt mit inneren Kerbzähnen (112), die zu Kupplungsplatten (104) passen, die innerhalb der Nabe (100) angeordnet sind, und äußeren Kerbzähnen (114), die zu Kupplungsplatten (110) passen, die außerhalb der Kupplungsnabe (100) angeordnet sind, wobei die Nabe (100) an einem distalen Ende einen kontinuierlichen zylindrischen Endabschnitt (120) umfasst, der für eine höhere Festigkeit sowohl die inneren Kerbzähne (112) als auch die äußeren Kerbzähne (114) beendet, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Kerbzähne (114) abwechselnd mit den inneren Kerbzähnen (112) beabstandet angeordnet sind.
Kupplungsnabe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren und äußeren Kerbzähne (112, 114) in der Nabe (100) benachbart ausgebildet sind.
Kupplungsnabe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenkörper umfasst: eine sich radial erstreckende Wand (116), eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand (118), die einstückig mit der sich radial erstreckenden Wand (116) ausgebildet ist, wobei die sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand (118) die inneren und äußeren Kerbzähne (112, 114) und einen zylindrischen Endabschnitt (120) an einem distalen Ende der Nabe (100) umfasst, der für eine erhöhte Festigkeit sowohl die inneren Kerbzähne (112) als auch die äußeren Kerbzähne (114) beendet.
Kupplungsnabe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Kerbzähne (114) einen Eintrittsweg aufweisen, der von dem radialen Abschnitt (116) der Nabe (100) weitergeht, und die inneren Kerbzähne (112) einen Eintrittsweg aufweisen, der an dem distalen Ende der inneren Kerbzähne (112) vorgesehen ist.
Kupplungsnabe für ein Getriebe, umfassend: einen Nabenkörper mit inneren Kerbzähnen (112), die zu Kupplungsplatten (104) passen, die innerhalb der Nabe (100) angeordnet sind, und äußeren Kerbzähnen (114), die zu Kupplungsplatten (110) passen, die außerhalb des Nabenkörpers angeordnet sind, wobei die inneren und äußeren Kerbzähne (112, 114) in der Nabe (100) benachbart ausgebildet sind, wobei der Nabenkörper eine sich radial erstreckende Wand (116) und eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand (118) umfasst, die einstückig mit der sich radial erstreckenden Wand (116) ausgebildet ist, wobei die sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand (118) die inneren und äußeren Kerbzähne (112, 114) und einen zylindrischen Endabschnitt (120) an einem distalen Ende der Nabe (100) umfasst, der sowohl die inneren Kerbzähne (112) als auch die äußeren Kerbzähne (114) beendet, um ein Versagen bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb zu verhindern, wobei die äußeren Kerbzähne (114) einen Eintrittsweg aufweisen, der von dem radialen Abschnitt (116) der Nabe (100) weitergeht, und die inneren Kerbzähne (112) einen Eintrittsweg aufweisen, der an dem distalen Ende der inneren Kerbzähne (112) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Kerbzähne (114) abwechselnd mit den inneren Kerbzähnen (112) beabstandet angeordnet sind.