DE102012204140A1 - Torque transmission medium for use in drive train of motor vehicle, has spline teeth made of plastic, where spline teeth has multiple connecting components mutually complementary with external toothing and internal toothing - Google Patents
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- F16D21/06—Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways at least two driving shafts or two driven shafts being concentric
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung in einem Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zur Herstellung dieser mit zwei miteinander mittels einer Steckverzahnung drehschlüssig, spielfrei und unter Ausgleich eines Achsversatzes verbindbaren Teilaggregaten.The invention relates to a torque transmission device in a drive train of a motor vehicle and a method for producing these with two by means of a spline rotationally, play-free and under compensation of a misalignment connectable subaggregates.
Derartige Drehmomentübertragungseinrichtungen wirken nach Fertigstellung des Antriebsstrangs als Funktionseinheit. Vor der Endmontage des Antriebsstrangs sind diese allerdings in Teilaggregate aufgeteilt, wobei ein Teilaggregat beispielsweise als Drehschwingungsdämpfer mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine fest verbunden und das andere Teilaggregat als auf einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes wie Doppelkupplungsgetriebe aufgenommene Doppelkupplung ausgebildet sein kann. Beim Zusammenbau des Antriebsstrangs werden die Brennkraftmaschine und das Getriebe mittels einer Steckverzahnung miteinander verbunden, wobei ein Verbindungsteil dieser am ersten und ein weiteres Verbindungsteil am zweiten Teilaggregat angeordnet sind und einen Drehschluss miteinander bilden. Such torque transmission devices act after completion of the drive train as a functional unit. Before the final assembly of the drive train, however, these are divided into partial units, a partial unit, for example, as a torsional vibration damper fixedly connected to the crankshaft of an internal combustion engine and the other sub-unit can be formed as recorded on a transmission input shaft of a transmission such as dual clutch double clutch. When assembling the drive train, the internal combustion engine and the transmission are connected to each other by means of splines, wherein a connecting part of these are arranged on the first and another connecting part on the second sub-assembly and form a rotational lock with each other.
Hierbei hat sich gezeigt, dass die Drehachsen der Teilaggregate einen geringfügigen Winkelversatz aufweisen können, die zu einer Taumelbewegung in der Steckverzahnung führen, die zu Verspannung dieser und Verschleiß führen. Das Einbringen eines Zahnspiels in die Steckverzahnung kann zu Klappergeräuschen insbesondere bei Lastwechsel und bei geringer Belastung führen. Aus der
Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung einer Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer zwei Teilaggregate gegebenenfalls unter Ausgleich eines Winkelversatzes dieser verbindenden Steckverzahnung insbesondere vor dem Hintergrund einer Verringerung und Vereinfachung der verwendeten Teile und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Steckverzahnung.The object of the invention is the advantageous development of a torque transfer device with a two sub-units, where appropriate, while compensating for an angular offset of these connecting splines, in particular against the background of a reduction and simplification of the parts used and a method for producing such a spline.
Die Aufgabe wird durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung in einem Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs mit zwei miteinander mittels einer Steckverzahnung drehschlüssig, spielfrei und unter Ausgleich eines Achsversatzes verbindbaren Teilaggregaten gelöst, wobei die Steckverzahnung aus zwei plastisch und werkzeugfallend mittels eines Blechumformverfahrens hergestellten Verbindungsteilen mit zueinander komplementärer Außenverzahnung und Innenverzahnung und jeweils einem Befestigungsflansch zur Verbindung mit dem zugehörigen Teilaggregat gebildet ist. Durch die Verwendung zweier nach demselben Herstellverfahren gefertigten Verbindungsringen können die Anschlussteile der Teilaggregate einfach ausgebildet werden. Beispielsweise kann das Flanschteil eines Drehschwingungsdämpfers zur Beaufschlagung der Federeinrichtung unabhängig von der Ausbildung der Steckverzahnung gefertigt werden. Dies führt zu einer einfachen und kostengünstigen Ausbildung des Flanschteils einerseits, andererseits können die werkzeugfallenden und aufeinander insbesondere zum Ausgleich von Taumelbewegungen in der Steckverzahnung angepassten Verbindungsteilen in einfacher Weise hergestellt und auf die Anforderung der Steckverzahnung angepasst werden. Auf diese Weise kann die Drehmomentübertragungseinrichtung in Modulbauweise ausgebildet werden, bei der einfach ausgebildete Anschlussteile jeweils mit einem an die Steckverzahnung angepassten Verbindungsteile vorgesehen werden können.The object is achieved by a torque transmission device in a drive train of a motor vehicle with two rotatably connected to each other by means of splines, play and compensating a misalignment subaggregates, the spline of two plastic and tool falling produced by a Blechumformverfahrens connecting parts with mutually complementary external teeth and internal teeth and each a mounting flange is formed for connection to the associated subassembly. By using two connecting rings manufactured according to the same manufacturing method, the connecting parts of the partial aggregates can be easily formed. For example, the flange of a torsional vibration damper for acting on the spring device can be made independent of the formation of the spline. This leads to a simple and cost-effective design of the flange on the one hand, on the other hand, the tool falling and in particular adapted to compensate for wobbling movements in the spline connection parts can be easily prepared and adapted to the requirement of the spline. In this way, the torque transmission device can be designed in a modular design, in which simply formed connection parts can each be provided with a connection piece adapted to the splines.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Drehmomentübertragungseinrichtung ein erstes Teilaggregat in Form eines Drehschwingungsdämpfers mit einem ausgangsseitigen Flanschteil und ein zweites Teilaggregat in Form einer nass oder trocken betriebenen Doppelkupplung mit einem ein Eingangsteil bildenden Gehäusebauteil, wobei die Steckverzahnung zwischen Flanschteil und Gehäusebauteil angeordnet ist. Die Drehmomentübertragungseinrichtung erfüllt dabei die Funktion eines geteilten Schwungrads, wobei die erste Schwungmasse direkt mit der Kurbelwelle und die zweite Schwungmasse durch die Doppelkupplung gebildet und die Steckverzahnung zwischen diesen angeordnet ist. Diese schließt sich direkt an das Flanschteil zur sekundärseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung, beispielsweise über den Umfang mit ein- oder mehrstufiger Kennlinie geschalteter Bogenfedern an. According to a preferred embodiment, the torque transmission device includes a first subassembly in the form of a torsional vibration damper with an output side flange and a second subassembly in the form of a wet or dry operated dual clutch with a housing part forming an input part, wherein the spline is disposed between the flange and housing member. The torque transmission device fulfills the function of a split flywheel, wherein the first flywheel is formed directly with the crankshaft and the second flywheel by the double clutch and the spline is disposed between them. This adjoins directly to the flange for secondary loading of the spring device, for example, over the circumference with single or multi-stage curve switched bow springs.
Die Verbindungsteile sind mittels ihrer sich radial gegenüber den Drehachsen der Teilaggregate erstreckenden Befestigungsflansche an ebenfalls radial ausgerichteten Bereichen der Teilaggregate, beispielsweise am Flanschteil des Drehschwingungsdämpfers beziehungsweise einem aus Blech geformten Gehäusebauteil der Doppelkupplung angelegt und befestigt, bevorzugt in axiale Richtung miteinander vernietet. Hierbei können in vorteilhafter Weise durch axiale überschneidende Anordnung der Innen- und Außenverzahnung der Verbindungsteile der Steckverzahnung gegenüber dem Innenumfang des Flanschteils Bauraumvorteile erzielt werden. Die Befestigungsflansche können dabei an den einander abgewandten Seiten des Flanschteils und des Gehäusebauteils, an den einander zugewandten Seiten oder gemischt an einer abgewandten und zugewandten Seite angeordnet sein. Um eine axialen Bauraum sparende radiale Überlappung der Befestigungsflansche mit dem Flanschteil beziehungsweise dem Gehäusebauteil vorzusehen, können im Bereich der Überlappung Flanschteil, Gehäusebauteil und/oder die Befestigungsflansche in axiale Richtung gekröpft sein. The connecting parts are by means of their radially opposite the axes of rotation of the subaggregates extending mounting flanges also radially aligned areas of the subaggregates, for example, applied to the flange of the torsional vibration damper or a molded sheet metal housing component of the double clutch and preferably riveted together in the axial direction. This can be achieved in an advantageous manner by axial overlapping arrangement of the inner and outer teeth of the connecting parts of the spline against the inner periphery of the flange space advantages. The Mounting flanges can be arranged on the opposite sides of the flange and the housing member, on the sides facing each other or mixed on a side facing away from and facing. In order to provide an axial space-saving radial overlap of the mounting flanges with the flange part or the housing component, in the region of the overlap flange part, housing member and / or the mounting flanges may be cranked in the axial direction.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform einer Drehmomentübertragungseinrichtung können Innen- und Außenverzahnung der Steckverzahnung sich und eine Anpressplatte an deren Innenumfang zumindest teilweise überschneiden, so dass auch hier ein Bauraumvorteil erzielt werden kann. According to a further advantageous embodiment of a torque transmission device inner and outer teeth of the spline and a pressure plate on the inner circumference at least partially overlap, so that here a space advantage can be achieved.
Die Herstellung beider Verbindungsteile aus Blech ermöglicht einen komplementären Zahneingriff der Innenverzahnung eines Verbindungsteils in eine Außenverzahnung des anderen Verbindungsteils. Durch entsprechende Einformung der Verzahnungen beispielsweise mittels eines Kaltreduzierverfahrens, bei dem beispielsweise Blechstärken von 2 mm auf eine Stärke von 1,0 mm bis 1,5 mm im Funktionsbereich der Verzahnung reduziert werden, können an beiden Verbindungsteilen mechanisch ähnliche Eigenschaften vorgesehen werden. Beispielsweise können durch dieselben Wandstärken der Zahnflanken beide Teile bezüglich ihres Verformungsverhaltens während durch einen Winkelversatz der Teilaggregate gegeneinander erzeugte Taumelbewegungen dasselbe elastische Verhalten, Verschleißverhalten und dergleichen aufweisen. Im Weiteren können durch entsprechende Abstimmung der Verzahnungen der Verbindungsteile aufeinander leichte Montagekräfte bei der Ausbildung der Steckverzahnung erzielt werden, ohne ein Umfangsspiel in der Verzahnung vorsehen zu müssen. Diesbezüglich können Klappergeräusche in der Verzahnung vermieden werden, ohne eine separate Vorspanneinrichtung vorsehen zu müssen. An den Verbindungsteilen können zur erleichterten Montage wie Ausbildung der Steckverzahnung insbesondere zur Vermeidung von Zahn-auf-Zahnstellungen und einfacheren Zentrierung der Verbindungsteile aufeinander entsprechende Einfuhrschrägen aufweisen. The production of both connecting parts made of sheet metal allows a complementary tooth engagement of the internal toothing of a connecting part in an external toothing of the other connecting part. By corresponding indentation of the teeth, for example by means of a cold reduction method in which, for example, sheet thicknesses of 2 mm are reduced to a thickness of 1.0 mm to 1.5 mm in the functional area of the toothing, mechanically similar properties can be provided on both connecting parts. For example, with the same wall thicknesses of the tooth flanks, both parts can have the same elastic behavior, wear behavior and the like with regard to their deformation behavior during wobbling movements generated by an angular offset of the partial aggregates. Furthermore, by matching the teeth of the connecting parts to each other light assembly forces in the formation of the spline can be achieved without having to provide a circumferential clearance in the teeth. In this regard, rattling noises in the gearing can be avoided without having to provide a separate biasing device. At the connecting parts may have to facilitate assembly as training of the spline particular to avoid tooth-on-tooth positions and easier centering of the connecting parts corresponding to each other import chamfers.
Besonders vorteilhaft zur Ermöglichung einer Taumelbewegung ohne hohe und damit verschleißintensive und ökonomisch unwirtschaftliche Ausbildung von elastischer Verformung der Verzahnungen der Verbindungsteile ist, die Zahnflanken der Außenverzahnung und der Innenverzahnung der Verbindungsteile gegeneinander in Umfangsrichtung spielfrei auszubilden und in axialer Richtung zwischen komplementären Zahnköpfen und Zahngründen zumindest über einen Teilbereich Radialspiel und/oder zwischen den Zahnflanken axial beabstandet von den Kontaktflächen ein Umfangsspiel vorzusehen. Als besonders vorteilhaft hat sich gezeigt, wenn die den Kontakt zueinander bildenden Oberflächen der Verzahnung zumindest eines der beiden Verbindungsteile in axiale Richtung ballig ausgebildet sind. Durch die in axiale Richtung ballige Ausbildung wälzen die Verzahnungen der Verbindungsteile punktuell beziehungsweise auf kleinen Kontaktflächen aufeinander ab, die abhängig von der Taumelbewegung axial verlagert werden und in besonders vorteilhafter Weise eine evolventenförmige Abwälzung der Verzahnungen aufeinander über den Drehwinkel bei vorhandenem Achsversatz der beiden Teilaggregate ergeben. Hierdurch wird eine besonders verschleißarme und verbrauchsfreundliche Ausbildung der Steckverzahnung mittels werkzeugfallender Verbindungsteile erzielt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das Spiel zwischen den Zahngründen und Zähnen bei mittiger Anlage aufeinander am Ballus, beispielsweise an einem freien Ende der Verzahnungen auf wenige Zehntel Millimeter, beispielsweise zwischen 0,1 mm und 0,4 mm zu begrenzen. Particularly advantageous for enabling a tumbling motion without high and thus wear-intensive and economically uneconomical training of elastic deformation of the teeth of the connecting parts, the tooth flanks of the external teeth and the internal teeth of the connecting parts against each other in the circumferential direction play-free form and in the axial direction between complementary tooth tips and tooth reasons at least one Partial area radial clearance and / or between the tooth flanks axially spaced from the contact surfaces provide a circumferential clearance. It has proven to be particularly advantageous if the surfaces of the toothing forming at least one of the two connecting parts in the axial direction are of spherical design. Due to the crowned in the axial direction training the teeth of the connecting parts roll selectively from each other or on small contact surfaces, which are axially displaced depending on the wobbling motion and result in a particularly advantageous manner an involute-shaped agitation of the teeth successive about the rotation angle with existing axial offset of the two partial units. As a result, a particularly low-wear and consumption-friendly design of the spline is achieved by means of tool-connecting parts. It has proven to be advantageous to limit the game between the tooth roots and teeth at a central abutment on the ball, for example, at a free end of the teeth to a few tenths of a millimeter, for example, between 0.1 mm and 0.4 mm.
In vereinfachter Bauweise kann das Spiel an einem freien Ende zumindest eines der beiden Verbindungsteile eingestellt sein, so dass bei vorhandener Taumelbewegung das quasi elastisch zu verformende Material zumindest in diesem Bereich zwischen den Zähnen eines Verbindungsteils und den Zahngründen des anderen Verbindungsteils ausgespart wird. In a simplified construction, the game can be set at a free end of at least one of the two connecting parts, so that when there is a wobbling movement, the quasi elastic material to be deformed is recessed at least in this area between the teeth of a connecting part and the tooth bases of the other connecting part.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, das ein Fliehkraftpendels ausbildendes und/oder die Federeinrichtung eines Drehschwingungsdämpfers wie Zweimassenschwungrad ausgangsseitig beaufschlagendes Flanschteil mit dem Verbindungsteil mit der Innenverzahnung zur Bildung der Steckverzahnung einteilig und werkzeugfallend auszubildenden, so dass das Verbindungsteil als separates Bauteil eingespart wird und damit sowohl Herstellungs- und Teilerverwaltungskosten gespart werden können. It has also proved to be advantageous, the one centrifugal pendulum forming and / or the spring means of a torsional vibration damper such as dual mass flywheel on the output side acting flange with the connecting part with the internal teeth to form the spline integrally and tool falling trainees, so that the connecting part is saved as a separate component and thus Both manufacturing and divisional administration costs can be saved.
Die Aufgabe wird im Weiteren durch ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungsteilen mit einer Innen- beziehungsweise Außenverzahnung der vorgeschlagenen Drehmomentübertragungseinrichtung gelöst, wobei die Verbindungsteile herstellt werden, indem aus einer Blechronde ein Topf gezogen und in den Umfang des Topfs die Innen- beziehungsweise Außenverzahnung mittels eines Kaltreduzierverfahrens eingeprägt werden. Hierzu kann der Tiefziehdorn bereits die Gravur für den Innenumfang des Verbindungsteils enthalten. Der Kaltreduzierschritt erfolgt durch zu dieser komplementäre Prägerollen, die die entsprechende Innenbeziehungsweise Außenverzahnung durch Abrollen in Umfangsrichtung einprägen. The object is further achieved by a method for producing connecting parts with an internal or external toothing of the proposed torque transmission device, wherein the connecting parts are produced by pulling a pot from a sheet metal blank and in the periphery of the pot, the inner or outer toothing by means of a Kaltreduzierverfahrens be embossed. For this purpose, the thermoforming mandrel may already contain the engraving for the inner circumference of the connecting part. The cold reduction step is carried out by complementary embossing rollers which impress the corresponding inner or outer toothing by rolling in the circumferential direction.
Die Erfindung wird anhand der in den
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Teilaggregat
Aus Fertigungsgründen wird vor der Endmontage des mit der Drehmomentübertragungseinrichtung
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Drehmomentübertragungseinrichtung Torque transfer device
- 1a1a
- Drehmomentübertragungseinrichtung Torque transfer device
- 1b1b
- Drehmomentübertragungseinrichtung Torque transfer device
- 1c1c
- Drehmomentübertragungseinrichtung Torque transfer device
- 22
- Steckverzahnung splines
- 2a2a
- Steckverzahnung splines
- 2b2 B
- Steckverzahnung splines
- 2c2c
- Steckverzahnung splines
- 2d2d
- Steckverzahnung splines
- 2e2e
- Steckverzahnung splines
- 33
- Teilaggregat part aggregate
- 44
- Teilaggregat part aggregate
- 55
- Innenverzahnung internal gearing
- 5a5a
- Innenverzahnung internal gearing
- 5b5b
- Innenverzahnung internal gearing
- 5c5c
- Innenverzahnung internal gearing
- 5d5d
- Innenverzahnung internal gearing
- 5e5e
- Innenverzahnung internal gearing
- 66
- Außenverzahnung external teeth
- 6a6a
- Außenverzahnung external teeth
- 6b6b
- Außenverzahnung external teeth
- 6c6c
- Außenverzahnung external teeth
- 6d6d
- Außenverzahnung external teeth
- 6e 6e
- Außenverzahnung external teeth
- 77
- Drehschwingungsdämpfer torsional vibration dampers
- 88th
- Eingangsteil introductory
- 99
- Federeinrichtung spring means
- 1010
- Flanschteil flange
- 10a10a
- Flanschteil flange
- 10b10b
- Flanschteil flange
- 10c10c
- Flanschteil flange
- 1111
- Doppelkupplung Double coupling
- 11a11a
- Doppelkupplung Double coupling
- 1212
- Gehäusebauteil housing component
- 12a12a
- Gehäusebauteil housing component
- 12b12b
- Gehäusebauteil housing component
- 1313
- Verbindungsteil connecting part
- 13a13a
- Verbindungsteil connecting part
- 13b13b
- Verbindungsteil connecting part
- 13d13d
- Verbindungsteil connecting part
- 13e13e
- Verbindungsteil connecting part
- 1414
- Verbindungsteil connecting part
- 14a14a
- Verbindungsteil connecting part
- 14b14b
- Verbindungsteil connecting part
- 14d14d
- Verbindungsteil connecting part
- 14e14e
- Verbindungsteil connecting part
- 1515
- Befestigungsflansch mounting flange
- 15a15a
- Befestigungsflansch mounting flange
- 15b15b
- Befestigungsflansch mounting flange
- 1616
- Befestigungsflansch mounting flange
- 16a16a
- Befestigungsflansch mounting flange
- 16b16b
- Befestigungsflansch mounting flange
- 16c16c
- Befestigungsflansch mounting flange
- 1717
- Anpressplatte pressure plate
- 17a17a
- Anpressplatte pressure plate
- 1818
- Vernietung clinch
- 18a18a
- Vernietung clinch
- 18b18b
- Vernietung clinch
- 1919
- Vernietung clinch
- 19a19a
- Vernietung clinch
- 19b19b
- Vernietung clinch
- 19c19c
- Vernietung clinch
- 2020
- Zahnflanke tooth flank
- 2121
- Zahnflanke tooth flank
- 2222
- Zahn tooth
- 2323
- Kontaktfläche contact area
- 2424
- Kontaktfläche contact area
- 2525
- Abwälzfläche rolling surface
- 25a25a
- Abwälzfläche rolling surface
- 2626
- Abwälzfläche rolling surface
- 26a26a
- Abwälzfläche rolling surface
- 2727
- Abwälzfläche rolling surface
- 27a27a
- Abwälzfläche rolling surface
- 2828
- Abwälzfläche rolling surface
- 28a28a
- Abwälzfläche rolling surface
- 2929
- Spiel game
- 3030
- Spiel game
- 3131
- Zahnkopf addendum
- 3232
- Zahngrund tooth root
- dd
- Winkelversatz angular displacement
- xx
- Drehachse axis of rotation
- yy
- Drehachse axis of rotation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE102011101133 | 2011-05-11 | ||
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-
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- 2012-03-16 DE DE102012204140A patent/DE102012204140A1/en not_active Ceased
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150407 |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |