DE102007028258A1

DE102007028258A1 - Drehfeste Verbindung zweier Bauteile eines Getriebes zur Drehmomentübertragung

Info

Publication number: DE102007028258A1
Application number: DE102007028258A
Authority: DE
Inventors: Gabor Diosi; Josef Haupt; Martin Dr. Brehmer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2008-12-18
Also published as: DE502008002089D1; WO2008151921A2; EP2158419A2; JP2010530047A; US8540066B2; ATE492753T1; CN101680528A; CN101680528B; WO2008151921A3; US20100178102A1; EP2158419B1

Abstract

Es wird eine drehfeste Verbindung zweier Bauteile (2, 4) eines Getriebes (1) zur Drehmomentübertragung vorgeschlagen, welche durch die Kombination von zwei unterschiedlichen Arten von Verbindungselementen (6, 7, 8, 9) erzeugt ist, wobei eine Art von Verbindungselementen (6, 8) die Zentrierung der beiden zu verbindenden Bauteile (2, 4) und die Drehmomentübertragung gewährleistet und die andere Art von Verbindungselementen (7, 9) die axiale Fixierung der beiden Bauteile (2, 4) und die Übertragung axialer Betriebskräfte ermöglicht.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die drehfeste Verbindung zweier Bauteile eines Getriebes zur Drehmomentübertragung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Vorrichtungen zum Verbinden von Bauteilen sind aus der Kraftfahrzeugtechnik bekannt. Beispielsweise ist aus der DT 2548581 A1 eine Rohrsteckverbindung mit einem zu einer Muffe erweiterten Außenrohr bekannt, in die das Innenrohrende eingesteckt ist, umfassend eine weitere muffenförmige Erweiterung am Muffenende, in die ein Druckring eingedrückt ist, der auf die in der muffenförmigen Erweiterung befindliche Dichtung einen Druck ausübt und der durch eine Rastverbindung mit dem Muffenende gehalten wird. Hierbei sind im Muffenende wenigstens zwei ringsum gleichmäßig verteilte Fenster vorgesehen, in die aus Teilen des Druckrings herausgeprägte Zungen eingreifen, die durch ihren Eingriff den Druckring festhalten.
Des weiteren ist aus der DE 20 2006 011 424 U1 der Anmelderin eine Schaltelementanordnung mit einem als Lamellenträger ausgebildeten Zylinder eines ersten Schaltelementes und einem als Lamellenträger oder Bandbremszylinder ausgebildeten Zylinder eines zweiten Schaltelementes bekannt, wobei der Zylinder des ersten Schaltelementes eine an einer Welle oder an einem Gehäuse gelagerte antreibbare Nabe aufweist, und wobei der Zylinder des zweiten Schaltelementes den Zylinder des ersten Schaltelementes zumindest weitgehend radial umschließt. Bei der bekannten Schaltelementanordnung ist der Zylinder des zweiten Schaltelementes am Außendurchmesser des Zylinders des ersten Schaltelementes verdrehbar gelagert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine unlösbare, starre, spielfreie und drehfeste Verbindung zweier Bauteile eines Getriebes zur Drehmomentübertragung anzugeben, durch die die Drehmomentübertragung bei hohen Drehzahlen und Übertragungsmomenten über die Getriebelebensdauer sichergestellt ist. Des weiteren soll die Zentrierwirkung der Verbindungselemente die hohen Anforderungen bezüglich Rundlauf und Unwucht erfüllen. insbesondere sollen Bauteile verbunden werden, die einen runden Querschnitt aufweisen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine drehfeste Verbindung zweier Bauteile eines Getriebes zur Drehmomentübertragung vorgeschlagen, welche zwei unterschiedliche Arten von (formschlüssigen) Verbindungselementen umfasst, wobei eine Art von Verbindungselementen die Zentrierung der beiden zu verbindenden Bauteile und die Drehmomentübertragung gewährleistet und die andere Art von Verbindungselementen die axiale Fixierung der beiden Baueile und die Übertragung axialer Betriebskräfte ermöglicht.
Vorzugsweise sind die Verbindungselemente radial über den Umfang der sich gegenüberliegenden Seiten der miteinander zu verbindenden Bauteile angeordnet.
Insbesondere wird vorgeschlagen, die Verbindung mittels mehrerer an einem der beiden zu verbindenden Bauteile vorgesehener Kupplungselemente und Nietzapfen zu realisieren, wobei am anderen Bauteil entsprechende Schlitze und Nietlöcher zur Aufnahme der Kupplungselemente und der Nietzapfen vorgesehen sind. Vorzugsweise sind die Kupplungselemente und die Nietzapfen radial über den Umfang des einen zu verbindenden Bauteils angeordnet; die entsprechenden Schlitze und Nietlöcher sind radial über den Umfang des anderen zu verbindenden Bauteils vorgesehen.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Kupplungselemente wird eine Zentrierung der beiden zu verbindenden Bauteile über die tangentialen Flächen der Kupplungselemente erzielt; des weiteren wird das Drehmoment über die tangentialen Flächen der Kupplungselemente übertragen. Gemäß der Erfindung wird die axiale Fixierung der beiden Baueile und die Übertragung axialer Betriebskräfte durch die Nietzapfen realisiert.
im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die zu verbindenden Teile als Blechumformteile hergestellt, was in einer kostengünstigen Ausführung resultiert.
Die Kupplungselemente und die Nietzapfen werden in der Blechumformung durch einen Durchstellprozess erzeugt. Hierbei wird der Werkstoff auf der Rückseite des Bleches angeschnitten und auf der gegenüberliegenden Seite extrudiert. Hierdurch entstehen aus der Blechoberfläche herausragende Formelemente. Die Ausnehmungen (d. h. die Schlitze und die Nietlöcher) am zweiten Bauteil werden gemäß der Erfindung vorzugsweise über Stanzen (Feinschneiden) erzeugt.
Alternativ zur Herstellung als Blechumformteile können die Bauteile mittels anderer Fertigungstechnologien, wie Gießen, Fräsen, usw. hergestellt werden.
Gemäß der Erfindung ist das Tangentialspiel derart gestaltet, dass unter Berücksichtigung der Grundabmaße vom erhabenen Kupplungselement und des Schlitzes, sowie der Positionstoleranz dieser Elemente im Grenztoleranzfall eine leichte Überdeckung entsteht; des weiteren sind die Nietzapfen und die entsprechenden Nietlöcher mit einem vorgegebenen Spiel versehen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1: Eine Schnittansicht eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs bei dem ein Topf, der den Planetenträger eines Radsatzes mit einem Innenlamellenträger eines Schaltelementes verbindet, mit dem Innenlamellenträger gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden werden soll;
2: Eine perspektivische Innenansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten und mit dem Innenlamellenträger zu verbindenden Topfes von innen;
3: Eine perspektivische Außenansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten und mit dem Innenlamellenträger zu verbindenden Topfes;
4: Eine perspektivische Außenansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten und mit dem Topf zu verbindenden Innenlamellenträgers;
5: Eine perspektivische Innenansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten und mit dem Topf zu verbindenden Innenlamellenträgers;
6: Eine perspektivische Innenansicht des Topfes und des mit dem Topf gemäß der Erfindung verbundenen Innenlamellenträgers;
7: Eine perspektivische Detailansicht der Verbindung zwischen Topf und Innenlamellenträger; und
8: Eine perspektivische Detailansicht der Verbindung zwischen Topf und Innenlamellenträger.
In 1 ist ein Automatgetriebe 1 gezeigt, bei dem der Topf 2, der den Planetenträger 3 eines Radsatzes mit einem Innenlamellenträger 4 eines Schaltelementes 5 verbindet, mit dem Innenlamellenträger 4 gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden werden soll. Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäß am Innenlamellenträger 4 mehrere radial angeordnete vorzugsweise längliche Kupplungselemente und Nietzapfen vorgesehen, die mit am Topf 2 entsprechenden Schlitzen und Nietlöchern zur Aufnahme der Kupplungselemente und der Nietzapfen zusammenwirken, was anhand der 2 bis 8 veranschaulicht wird.
In 2 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Topf 2 dargestellt; die Schlitze 6 und die Nietlöcher 7 sind radial über den Umfang des dem Innenlamellenträger zugewandten Teils des Topfes 2 angeordnet. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 2 gezeigten Topfes 2. Die Schlitze 6 und die Nietlöcher 7 sind vorzugsweise ausgestanzt.
Gegenstand der 4 ist eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäß ausgebildeten Innenlamellenträgers 4 von außen; 5 zeigt eine perspektivische Innenansicht des Innenlamellenträgers 4. Wie aus 4 und 5 ersichtlich sind an der mit, dem Topf 2 zu verbindenden Seite des Innenlamellenträgers 4 mehrere herausragende Kupplungselemente 8 und Nietzapfen 9 vorgesehen, die zur Herstellung der Verbindung mit den am Topf 2 vorgesehenen Schlitzen 6 und Nietlöchern 7 zusammenwirken.
Die Kupplungselemente 8 und die Nietzapfen 9 werden vorzugsweise im Rahmen einer Blechumformung durch einen Durchstellprozess erzeugt, wobei der Werkstoff auf der Rückseite des Bleches angeschnitten und auf der gegenüberliegenden Seite extrudiert wird, so dass die aus der Blechoberfläche herausragenden Kupplungselemente 8 und die Nietzapfen 9 entstehen.
In 6 ist der mit dem Innenlamellenträger 4 verbundene Topf 2 gezeigt. Die Verbindung entsteht gemäß der Erfindung durch axiales Fügen der zu verbindenden Bauteile und Vernieten der Nietzapfen, durch die die axiale Fixierung der beiden Baueile und die Übertragung axialer Betriebskräfte realisiert wird. Durch die tangentialen Flächen der Kupplungselemente wird erfindungsgemäß eine Zentrierung der beiden zu verbindenden Bauteile erzielt und die Drehmomentübertragung gewährleistet.
Die Verbindung zwischen Topf 2 und Innenlamellenträger 4 wird anhand 7 und 8 im Detail veranschaulicht. Gemäß der Erfindung ist das Tangentialspiel derart gestaltet, dass unter Berücksichtigung der Grundabmaße der erhabenen Kupplungselemente 8 und der Schlitze 6, sowie der Positionstoleranz der Kupplungselemente 8 und der Schlitze 6 im Grenztoleranzfall eine leichte Überdeckung entsteht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Nietzapfen 9 und die entsprechenden Nietlöcher 7 mit einem vorgegebenen Spiel versehen sind.
Wie aus 8 ersichtlich, sind die Nietzapfen 9 als Flachkopf vernietet, wobei die Kupplungselemente 8 derart dimensioniert sind, dass sie nach Herstellung der Verbindung zwischen den beiden zu verbindenden Teilen nicht hervorstehen.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine kostengünstige, unlösbare, starre, spielfreie und drehfeste Verbindung zweier Bauteile eines Getriebes zur Drehmomentübertragung zur Verfügung gestellt, welche eine Dreh momentübertragung bei hohen Drehzahlen und Übertragungsmomenten über die Getriebelebensdauer gewährleistet. Die Verbindung weist in vorteilhafter Weise eine hohe Zentrierwirkung auf, welche den Anforderungen bezüglich Rundlauf und Unwucht genügt.

1: Automatgetriebe
2: Topf
3: Planetenträger
4: Innenlamellenträger
5: Schaltelement
6: Schlitz
7: Nietloch
8: Kupplungselement
9: Nietzapfen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DT 2548581 A1 [0002]
- DE 202006011424 U1 [0003]

Claims

Drehfeste Verbindung zweier Bauteile (2, 4) eines Getriebes (1) zur Drehmomentübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch die Kombination von zwei unterschiedlichen Arten von Verbindungselementen (6, 7, 8, 9) erzeugt ist, wobei eine Art von Verbindungselementen (6, 8) die Zentrierung der beiden zu verbindenden Bauteile (2, 4) und die Drehmomentübertragung gewährleistet und die andere Art von Verbindungselementen (7, 9) die axiale Fixierung der beiden Baueile (2, 4) und die Übertragung axialer Betriebskräfte ermöglicht.
Drehfeste Verbindung zweier Bauteile (2, 4) eines Getriebes (1) zur Drehmomentübertragung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mittels mehrerer an einem der beiden zu verbindenden Bauteile (4) vorgesehener Kupplungselemente (8) und Nietzapfen (9) realisiert ist, wobei am anderen Bauteil (2) entsprechende Schlitze (6) und Nietlöcher (7) zur Aufnahme der Kupplungselemente (8) und der Nietzapfen (9) vorgesehen sind, wobei die Verbindung durch axiales Fügen der zu verbindenden Bauteile (2, 4) und Vernieten der Nietzapfen (9) entsteht, wobei die Zentrierung der beiden zu verbindenden Bauteile (2, 4) und die Drehmomentübertragung durch die tangentialen Flächen der Kupplungselemente (8) gewährleistet ist und die axiale Fixierung der beiden Baueile (2, 4) und die Übertragung axialer Betriebskräfte durch die Nietzapfen (9) realisiert ist.
Drehfeste Verbindung zweier Bauteile (2, 4) eines Getriebes (1) zur Drehmomentübertragung, nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nietzapfen (9) als Flachkopf vernietet sind und dass die Kupplungselemente (8) derart dimensioniert sind, dass sie nach Herstellung der Verbindung zwischen den beiden zu verbindenden Teilen (2, 4) nicht hervorstehen.
Drehfeste Verbindung zweier Bauteile (2, 4) eines Getriebes (1) zur Drehmomentübertragung, nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Tangentialspiel derart gestaltet ist, dass unter Berücksichtigung der Grundabmaße der erhabenen Kupplungselemente (8) und der Schlitze (6) sowie der Positionstoleranz der Kupplungselemente (8) und der Schlitze (6) im Grenztoleranzfall eine leichte Überdeckung entsteht.
Drehfeste Verbindung zweier Bauteile (2, 4) eines Getriebes (1) zur Drehmomentübertragung, nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nietzapfen (9) und die entsprechenden Nietlöcher (7) im Montagezustand mit einem vorgegebenen Spiel versehen sind.
Drehfeste Verbindung zweier Bauteile (2, 4) eines Getriebes (1) zur Drehmomentübertragung, nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (8, 9, 6, 7) radial über den Umfang der sich gegenüberliegenden Seiten der miteinander zu verbindenden Bauteile (2, 4) angeordnet sind.
Drehfeste Verbindung zweier Bauteile (2, 4) eines Getriebes (1) zur Drehmomentübertragung, nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zu verbindenden Bauteile als Blechumformteile hergestellt sind.
Drehfeste Verbindung zweier Bauteile (2, 4) eines Getriebes (1) zur Drehmomentübertragung, nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente (8) und die Nietzapfen (9) in der Blechumformung durch einen Durchstellprozess erzeugbar sind, wobei der Werkstoff auf der Rückseite des Bleches angeschnitten und auf der gegenüberliegenden Seite durchgestellt wird.
Drehfeste Verbindung zweier Bauteile (2, 4) eines Getriebes (1) zur Drehmomentübertragung, nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (6) und die Nietlöcher (7) ausgestanzt sind.