DE102012212919A1

DE102012212919A1 - Method for manufacturing coupling body for synchronizing device of motor vehicle manual transmission, involves drawing hollow cylinder from circular plate along symmetrical axis of coupling body for forming hub and disk-shaped section

Info

Publication number: DE102012212919A1
Application number: DE201210212919
Authority: DE
Inventors: Christian Nikolaizig
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2014-01-30

Abstract

The method involves drawing a hollow cylinder from a circular plate along a symmetrical axis (16) of a coupling body (10) for forming a hub (14) and a disk-shaped section (12). Another disk-shaped section (26) is formed by radially outwardly bending of a free end section of the hollow cylinder. A taper section (28) is manufactured under generation of a cavity by radially inwardly bending of an outer section of the latter disk-shaped section.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kupplungskörpers für eine Synchronisiereinrichtung eines Kraftfahrzeugschaltgetriebes sowie einen nach diesem Verfahren herstellbaren Kupplungskörper. The invention relates to a method for producing a coupling body for a synchronizing device of a motor vehicle transmission as well as a coupling body which can be produced by this method.

Kupplungskörper werden in Synchronisiereinrichtungen von Kraftfahrzeugschaltgetrieben benötigt, um bei einem Gangwechsel eine Drehzahlangleichung von einem Losrad zu einer mit dem Losrad zu verbindenden Getriebewelle zu erreichen. Hierzu ist der Kupplungskörper axial zwischen dem Losrad und zumindest einem Synchronring angeordnet, wobei der Synchronring bei einem Schaltvorgang durch eine Stellkraft betätigt axial an den Kupplungskörper reibend anläuft und der Kupplungskörper selbst drehfest mit dem Losrad verbunden ist. Die Verbindung zwischen Kupplungskörper und Losrad erfolgt gewöhnlich mittels einer korrespondierenden Axialverzahnung beider Bauteile. Kupplungskörper werden üblicherweise aus spanend nachbearbeiteten Schmiederohlingen gefertigt, was zeitaufwendig und kostenintensiv ist. Coupling bodies are needed in synchronizers of automotive gearboxes to achieve a speed change from a loose wheel to a gear shaft to be connected to the idler gear in a gear change. For this purpose, the coupling body is arranged axially between the idler gear and at least one synchronizer ring, wherein the synchronizer ring actuated during a switching operation by a force axially rubbing against the coupling body and the coupling body itself rotatably connected to the idler gear. The connection between the coupling body and loose wheel is usually carried out by means of a corresponding axial toothing of the two components. Coupling bodies are usually made of machined forged blanks, which is time consuming and costly.

Aus der DE 10 2006 056 487 A1 ist ein gattungsgemäßer Kupplungskörper mit angeformtem Konus für eine Synchronisiereinrichtung eines Schaltgetriebes sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt. Der Kupplungskörper weist einen Kupplungsscheibenabschnitt auf, an dem ein Reibkonusabschnitt angeformt ist, der für einen reibbehafteten axialen Anlauf eines Synchronrings radial außen eine Reibkonusfläche aufweist. Das Verfahren zur Herstellung dieses Kupplungskörpers umfasst zumindest die Arbeitsschritte des Bereitstellens eines Stahlblechs, das Kragenziehen eines Kragenabschnittes aus der Ebene des Stahlbleches in einer ersten Richtung entlang einer Symmetrieachse, und das teilweise Rückstauchen des Kragenabschnittes entgegen der ersten Richtung des Kragenziehens zur Bildung des Reibkonusabschnittes. Unter anderem aufgrund des axialen Zurückbiegens beim Zurückstauchen des Bleches um insgesamt etwa 180° ergibt sich in einem Übergangsbereich zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt und dem Rückstauchbereich ein verhältnismäßig hoher Umformgrad, so dass vor allem in dieser Zone die Gefahr des Auftretens von Festigkeitsproblemen, insbesondere in der Form einer verstärkten Rissbildungsneigung besteht. Darüber hinaus bedingt das Einbringen einer Axialverzahnung in eine radiale Innenfläche des Nabenbereichs des Kupplungskörpers eine weitere Materialschwächung, die ebenfalls zu einer weiteren Erhöhung des Risikos eines Totalausfalls des Bauteils führt. From the DE 10 2006 056 487 A1 is a generic coupling body with molded cone for a synchronizer of a gearbox and a method for its production known. The coupling body has a clutch disk portion, on which a Reibkonusabschnitt is formed, which has a Reibkonffichteten axial start-up of a synchronizer ring radially outwardly a Reibkonusfläche. The method for producing this coupling body comprises at least the steps of providing a steel sheet, collaring a collar portion from the plane of the steel sheet in a first direction along an axis of symmetry, and partially back-upsetting the collar portion against the first direction of collar drawing to form the friction cone portion. Due in part to the axial bending back when the sheet is dipped back by a total of about 180 ° results in a transition region between the clutch disc portion and the Rückstauchbereich a relatively high degree of deformation, so that especially in this zone the risk of the occurrence of strength problems, especially in the form of a increased tendency to cracking exists. In addition, the introduction of an axial toothing in a radial inner surface of the hub region of the coupling body causes a further material weakening, which also leads to a further increase in the risk of total failure of the component.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Verfahren zur weitestgehend nichtspanenden, im Wesentlichen durch Umformprozesse erfolgenden Herstellung eines Kupplungskörpers mit einer hohen mechanischen Belastbarkeit vorzustellen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen Kupplungskörper mit einer geometrischen Gestaltung anzugeben, die eine weitestgehend nicht spanende, im Wesentlichen durch Umformprozesse erfolgende Fertigung bei zugleich optimalen mechanischen Eigenschaften des Kupplungskörpers gestattet. The invention is therefore based on the object to present a simplified method for largely non-chipping, essentially by forming processes taking place producing a coupling body with a high mechanical strength. Another object is to provide a coupling body with a geometric design that allows a largely non-cutting, essentially taking place by forming processes production at the same time optimal mechanical properties of the coupling body.

Die erste Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein die weitere Aufgabe lösender Kupplungskörper ist im unabhängigen Vorrichtungsanspruch definiert. Die jeweils zugeordneten Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen an. The first object is achieved by a method having the features of claim 1. A further object solving coupling body is defined in the independent device claim. The respectively associated subclaims indicate advantageous embodiments.

Demnach betrifft die Erfindung zunächst ein Verfahren zur Herstellung eines Kupplungskörpers für eine Synchronisiereinrichtung eines Kraftfahrzeugschaltgetriebes, mit einer hohlzylindrischen Nabe, einen an diese Nabe einstückig angeformten ersten scheibenförmigen Abschnitt, einen an die Nabe einstückig angeformten zweiten scheibenförmigen Abschnitt, sowie mit einem Konusabschnitt, welcher mit dem zweiten scheibenförmigen Abschnitt einstückig verbunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

a) Ziehen eines Hohlzylinders aus einem in etwa kreisförmigen Blech entlang einer Symmetrieachse des herzustellenden Kupplungskörpers zur Ausbildung der Nabe und des ersten scheibenförmigen Abschnitts,
b) Ausbilden des zweiten scheibenförmigen Abschnitts durch radial nach außen gerichtetes Biegen eines freien Endabschnittes des Hohlzylinders, und
c) Herstellen des Konusabschnittes unter Schaffung eines Hohlraumes durch radial nach innen gerichtetes Biegen eines Außenabschnittes des zweiten scheibenförmigen Abschnitts.

Accordingly, the invention relates first to a method for producing a coupling body for a synchronizing device of a motor vehicle transmission, with a hollow cylindrical hub, integrally formed on this hub first disc-shaped portion, integrally formed on the hub second disc-shaped portion, as well as with a cone portion, which with the second disc-shaped portion is integrally connected, the method comprising the steps of

a) pulling a hollow cylinder from an approximately circular sheet along an axis of symmetry of the coupling body to be produced to form the hub and the first disc-shaped portion,
b) forming the second disc-shaped portion by radially outwardly bending a free end portion of the hollow cylinder, and
c) producing the cone portion to provide a cavity by radially inwardly bending an outer portion of the second disc-shaped portion.

Das Verfahren gemäß der Erfindung erlaubt eine einstückige Herstellung eines Kupplungskörpers mit sämtlichen erforderlichen Funktionselementen ohne die Notwendigkeit von spanenden Fertigungsschritten durch einfache Umformschritte aus einem ebenen, kreisförmigen Blechzuschnitt. Das Umformen erfolgt durch zweimaliges Biegen des Blechs, wobei die betreffenden Blechabschnitte zur Minimierung der Rissbildungsgefahr bei jedem Biegeschritt höchstens einer Biegung um 90° unterworfen werden. Außerdem erlaubt das Verfahren im Vergleich zu den vorbekannten Herstellprozessen die Ausbildung einer größeren synchronringseitigen Stirnfläche, nämlich des zweiten scheibenförmigen Abschnitts des Kupplungskörpers, wodurch der Kupplungskörper vergleichsweise steif ist. Daneben ermöglicht das Verfahren die Ausbildung einer in axialer Richtung verhältnismäßig langen Nabe, so dass eine im Bereich der Innenfläche der Nabe einzubringende Axialverzahnung bei vorgegebener Verdrehfestigkeit eine geringere Tiefe aufweisen kann und eine Schwächung des Materials in diesem Bereich weitgehend vermieden wird. The method according to the invention allows a one-piece production of a coupling body with all the necessary functional elements without the need of cutting manufacturing steps by simple forming steps from a flat, circular sheet metal blank. The forming takes place by bending the sheet twice, the respective sheet metal sections being subjected to at most one bend of 90 ° in each bending step in order to minimize the risk of cracking. In addition, the method allows in comparison to the previously known manufacturing processes, the formation of a larger synchronizing ring-side end face, namely the second disc-shaped portion of the coupling body, whereby the coupling body is relatively stiff. In addition, the method allows the formation of an in axial direction relatively long hub, so that a to be introduced in the region of the inner surface of the hub axial toothing for a given torsional strength may have a smaller depth and weakening of the material in this area is largely avoided.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass vor dem Ziehen des Hohlzylinders im Bereich der Symmetrieachse des Kupplungskörpers eine Bohrung in das Blech eingebracht wird. Hierdurch wird das Herausziehen des die Nabe bildenden Hohlzylinders aus der Ebene des Bleches erleichtert. An advantageous embodiment of the method provides that a bore is introduced into the sheet before pulling the hollow cylinder in the region of the axis of symmetry of the coupling body. As a result, the extraction of the hub forming the hollow cylinder is facilitated from the plane of the sheet.

Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass an dem radialen Außenrand des ersten scheibenförmigen Abschnitts und an der radialen Innenfläche der Nabe zumindest bereichsweise eine Axialverzahnung eingebracht wird, beispielsweise durch Stanzen, Feinschneiden oder Fließpressen. Hierdurch wird unter anderem ein drehfester Sitz des Kupplungskörpers auf einem Losrad eines Schaltgetriebes mit einer entsprechenden Außenverzahnung ermöglicht. Die Außenverzahnung des Kupplungskörpers dient als Schaltverzahnung der Synchronisiereinrichtung. Another embodiment of the method provides that on the radial outer edge of the first disc-shaped portion and on the radial inner surface of the hub at least partially an axial toothing is introduced, for example by punching, fine blanking or extrusion. As a result, inter alia, a rotationally fixed seat of the coupling body is made possible on a loose wheel of a gearbox with a corresponding external toothing. The external toothing of the coupling body serves as a switching toothing of the synchronizer.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der im Verfahrensschritt c) abschließend entstehende Hohlraum als ein Ringkanal mit einer im Wesentlichen viereckigen Querschnittsgeometrie geformt wird. Hierdurch ergibt sich eine Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit des Kupplungskörpers, insbesondere gegenüber radialen Lasten, bei einem zugleich geringeren Gewicht. A further advantageous embodiment of the method provides that the cavity finally formed in method step c) is shaped as an annular channel having a substantially quadrangular cross-sectional geometry. This results in an increase in the mechanical load capacity of the coupling body, in particular with respect to radial loads, with a lower weight at the same time.

Bei einer anderen Weiterbildung des Kupplungskörpers ist vorgesehen, dass ein axialer Endabschnitt des Konusabschnittes zumindest abschnittweise mit dem ersten scheibenförmigen Abschnitt des Kupplungskörpers thermisch gefügt wird, beispielsweise durch eine Verschweißung. Hierdurch kann erforderlichenfalls vor allem die mechanische Belastbarkeit des Kupplungskörpers in radialer Richtung beträchtlich erhöht werden, wobei zugleich dessen Federelastizität in axialer Richtung abnimmt. In another embodiment of the coupling body is provided that an axial end portion of the cone portion is at least partially thermally joined to the first disc-shaped portion of the coupling body, for example by welding. In this way, if necessary, especially the mechanical strength of the coupling body can be increased considerably in the radial direction, at the same time decreases its spring elasticity in the axial direction.

Die zweite an die Erfindung gestellte Aufgabe wird durch einen Kupplungskörper mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs gelöst. The second object to the invention is achieved by a coupling body with the features of the independent device claim.

Demnach geht die Erfindung aus von einem Kupplungskörper für eine Synchronisiereinrichtung eines Kraftfahrzeugschaltgetriebes, mit einer hohlzylindrischen Nabe, einen an die Nabe einstückig angeformten ersten scheibenförmigen Abschnitt, einen an die Nabe einstückig angeformten zweiten scheibenförmigen Abschnitt, sowie mit einem Konusabschnitt, welcher mit dem zweiten scheibenförmigen Abschnitt einstückig verbunden ist. Gemäß der Erfindung ist weiter vorgesehen, dass der erste scheibenförmigen Abschnitt und der zweite scheibenförmigen Abschnitt unter Freihaltung eines Zwischenraumes axial voneinander beabstandet angeordnet sind, und dass der Konusabschnitt mit seinem freien Endabschnitt in Richtung zum ersten scheibenförmigen Abschnitt weist. Accordingly, the invention is based on a coupling body for a synchronizing device of a motor vehicle transmission, with a hollow cylindrical hub, a first disc-shaped section integrally formed on the hub, a second disc-shaped section integrally formed on the hub, and a cone section connected with the second disc-shaped section is integrally connected. According to the invention it is further provided that the first disc-shaped portion and the second disc-shaped portion are arranged axially spaced from each other while leaving a gap, and that the cone portion with its free end portion facing towards the first disc-shaped portion.

Dadurch, dass an einem ersten axialen Ende der hohlzylindrischen Nabe des Kupplungskörpers der erste scheibenförmigen Abschnitt ausgebildet ist und an einem hiervon weggerichteten zweiten axialen Ende der Nabe der zweite scheibenförmigen Abschnitt ausgebildet ist, an die sich ein Konusabschnitt anschließt, kann der Kupplungskörper durch schrittweises Umformen prozessökonomisch aus einem kreisförmigen Blechzuschnitt gefertigt werden. Hierbei können die beiden scheibenförmigen Abschnitte sowie der Konusabschnitt als wesentliche Funktionselemente eines Kupplungskörpers einstückig und weitgehend ohne die Anwendung spanender Fertigungsverfahren ausgebildet werden. Der erste scheibenförmige Abschnitt und der zweite scheibenförmigen Abschnitt verlaufen hierbei rechtwinklig zu einer Symmetrieachse bzw. Rotationsachse des Kupplungskörpers, während der Konusabschnitt leicht geneigt, also unter einem Winkel größer als 0° in Relation zur Symmetrieachse verläuft. Characterized in that the first disc-shaped portion is formed at a first axial end of the hollow cylindrical hub of the coupling body and at a second axial end of the hub directed away therefrom, the second disc-shaped portion is formed, followed by a conical section, the coupling body can process-economically by stepwise forming be made of a circular sheet metal blank. Here, the two disc-shaped sections and the conical section as integral functional elements of a coupling body can be formed integrally and largely without the use of machining manufacturing processes. The first disc-shaped portion and the second disc-shaped portion extend at right angles to an axis of symmetry or axis of rotation of the coupling body, while the cone portion is slightly inclined, ie at an angle greater than 0 ° in relation to the axis of symmetry.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Kupplungskörpers ist vorgesehen, dass ein Winkel α zwischen dem Konusabschnitt und dem zweiten scheibenförmigen Abschnitt des Kupplungskörpers kleiner als 90° und größer als 0° ist, wobei der freie Endabschnitt des Konusabschnittes unter Schaffung eines Hohlraums in Richtung zu dem ersten scheibenförmigen Abschnitt weist. According to an advantageous embodiment of the coupling body is provided that an angle α between the cone portion and the second disc-shaped portion of the coupling body is smaller than 90 ° and greater than 0 °, wherein the free end portion of the cone portion to create a cavity in the direction of the first disc-shaped Section points.

Der solchermaßen ausgestaltete Konusabschnitt erlaubt ein reibbehaftetes Anlaufen eines Synchronrings einer Synchronisiereinrichtung eines Kraftfahrzeugschaltgetriebes. Der umformbedingte Hohlraum bewirkt zudem eine Steigerung der mechanischen Eigensteifigkeit des Kupplungskörpers bei einem zugleich reduzierten Gewicht. The thus configured cone section allows a frictional start of a synchronizer ring of a synchronizer of a motor vehicle transmission. The deformation-induced cavity also causes an increase in the mechanical rigidity of the coupling body with a reduced weight at the same time.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Kupplungskörpers ist der Hohlraum als ein Ringkanal ausgebildet, mit einer im Wesentlichen viereckigen Querschnittsgeometrie. Hierdurch ergibt sich eine hohe Belastbarkeit des Kupplungskörpers gegenüber radialen Lasten bei einer gegenüber axialen Kräften zugleich begrenzt wirksamen federelastischen Wirkung. According to a further embodiment of the coupling body, the cavity is formed as an annular channel, with a substantially quadrangular cross-sectional geometry. This results in a high load capacity of the coupling body with respect to radial loads at a limited relative to axial forces simultaneously effective elastic effect.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der radiale Außenrand des ersten scheibenförmigen Abschnitts und die Innenfläche der Nabe zumindest bereichsweise eine Axialverzahnung aufweisen. Durch die Innenverzahnung wird die verdrehfeste Aufnahme des Kupplungskörpers auf einem Losrad des Getriebes ermöglicht, während die Außenverzahnung als Schaltverzahnung dient. According to an advantageous embodiment, it is provided that the radial outer edge of the first disc-shaped portion and the inner surface of the hub at least partially a Have axial toothing. Due to the internal toothing, the rotationally fixed mounting of the coupling body on a loose wheel of the transmission is made possible, while the external toothing serves as switching toothing.

Eine weitere Ausgestaltung des Kupplungskörpers sieht vor, dass der Endabschnitt des Konusabschnittes zumindest abschnittweise mit dem ersten scheibenförmigen Abschnitt thermisch gefügt, insbesondere verschweißt ist. Hierdurch kann die mechanische Belastbarkeit des Kupplungskörpers weiter erhöht werden. A further embodiment of the coupling body provides that the end portion of the cone portion is at least partially thermally joined to the first disc-shaped portion, in particular welded. As a result, the mechanical strength of the coupling body can be further increased.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt To further explain the invention, a drawing of an embodiment is attached. In this shows

1 eine perspektivische Ansicht eines Kupplungskörpers gemäß der Erfindung, 1 a perspective view of a coupling body according to the invention,

2 einen perspektivischen Teilschnitt durch den Kupplungskörper entlang der Schnittlinie II-II gemäß der 1, 2 a perspective partial section through the coupling body along the section line II-II according to the 1 .

3 eine vollständige Querschnittsdarstellung durch den Kupplungskörper, und 3 a complete cross-sectional view through the coupling body, and

4 bis 7 stark schematisierte Darstellungen des Verfahrensablaufs gemäß der Erfindung zur Herstellung eines Kupplungskörpers. 4 to 7 highly schematic representations of the procedure according to the invention for the production of a coupling body.

In der Zeichnung weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils die gleiche Bezugsziffer auf. In the drawing, the same constructive elements each have the same reference number.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kupplungskörpers 10, der gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Der Kupplungskörper 10 umfasst eine hohlzylindrische Nabe 14, an deren losradseitigen axialen ersten Ende 50 ein erster scheibenförmiger Abschnitt 12 einstückig angeformt ist. Zentrisch zu einer Dreh- bzw. Rotationsachse der näherungsweise hohlzylindrischen Nabe 14 verläuft die Symmetrieachse 16. An dem radialen Außenrand 18 des ersten scheibenförmigen Abschnitts 12 ist eine Axialverzahnung 20 ausgebildet. Im Bereich einer hohlzylindrischen Innenfläche 22 der Nabe 14 ist ebenfalls eine axiale Verzahnung 24 eingebracht. Diese Verzahnungen 20, 24 können beispielsweise durch Stanzen, Feinschneiden oder Fließpressen hergestellt sein. 1 shows a perspective view of a coupling body 10 , which is formed according to the invention. The coupling body 10 includes a hollow cylindrical hub 14 , at the loose-wheel side axial first end 50 a first disc-shaped portion 12 is integrally formed. Centric to a rotational axis of the approximately hollow cylindrical hub 14 runs the axis of symmetry 16 , At the radial outer edge 18 the first disc-shaped portion 12 is an axial toothing 20 educated. In the area of a hollow cylindrical inner surface 22 the hub 14 is also an axial toothing 24 brought in. These gears 20 . 24 can be made for example by punching, fine blanking or extrusion.

Der Kupplungskörper 10 verfügt ferner über einen zweiten scheibenförmigen Abschnitt 26, der einstückig an dem zweiten axialen Ende 52 der Nabe 14 angeformt ist. An diesen zweiten scheibenförmigen Abschnitt 26 schließt sich einstückig ein Konusabschnitt 28 unter einem Winkel von weniger als 90° an. Ein Endabschnitt 30 des Konusabschnittes 28 weist in Richtung zum ersten scheibenförmigen Abschnitt 12 und kann mit einer axialen Innenseite 32 des ersten scheibenförmigen Abschnitts 12 zumindest abschnittweise mittels einer Verbindungsnaht 34, insbesondere mittels einer umlaufenden Schweißnaht 36, verbunden sein. Eine kreisringförmige axiale Außenseite 38 des ersten scheibenförmigen Abschnitts 12 ist im Wesentlichen plan ausgebildet und dient zur an sich bekannten axialen Anlage an den Radialabschnitt eines nicht dargestellten Losrads. The coupling body 10 also has a second disc-shaped section 26 that is integral with the second axial end 52 the hub 14 is formed. At this second disc-shaped section 26 closes in one piece a cone section 28 at an angle of less than 90 °. An end section 30 of the cone section 28 points towards the first disc-shaped section 12 and can with an axial inside 32 the first disc-shaped portion 12 at least in sections by means of a connecting seam 34 , in particular by means of a circumferential weld 36 be connected. An annular axial outside 38 the first disc-shaped portion 12 is substantially planar and serves for known axial engagement with the radial portion of a idler gear, not shown.

Die erfindungsgemäße Geometrie des Kupplungskörpers 10 erleichtert eine Fertigung vorrangig durch Umformen, insbesondere durch Kragenziehen und/oder Biegen. Demzufolge wird der Kupplungskörper bevorzugt aus einem ebenen, kreisringförmigen Blechzuschnitt durch Ziehen und mit bevorzugt zwei sich daran anschließenden Biegeschritten einstückig gefertigt. Alternativ dazu kann auch ein kreisförmiger Blechzuschnitt mit einer zentrischen Bohrung mit einem hinreichend großen Durchmesser als Ausgangsmaterial für den Umformprozess dienen. Eine nicht bezeichnete Materialstärke des zweiten scheibenförmigen Abschnitts 26, des Konusabschnittes 28 sowie gegebenenfalls der Nabe 14 können im Vergleich zu der Materialstärke des ersten scheibenförmiger Abschnitts 12 insbesondere aufgrund von umformbedingten Streckvorgängen zumindest abschnittsweise geringer ausfallen. Der Blechzuschnitt ist zu diesem Zweck bevorzugt aus einer leicht umformbaren Stahllegierung gebildet und verfügt über eine Materialstärke zwischen 1 mm und 8 mm einschließlich der Intervallgrenzen. The geometry of the coupling body according to the invention 10 facilitates manufacturing primarily by forming, in particular by collar pulling and / or bending. Accordingly, the coupling body is preferably made of a flat, annular sheet metal blank by pulling and with preferably two subsequent bending advances in one piece. Alternatively, a circular sheet metal blank with a central bore with a sufficiently large diameter can serve as the starting material for the forming process. An unspecified material thickness of the second disc-shaped portion 26 , the cone section 28 and optionally the hub 14 can compare to the material thickness of the first disc-shaped section 12 in particular due to deformation-related stretching operations, at least partially smaller. The sheet metal blank is preferably formed from an easily deformable steel alloy for this purpose and has a material thickness between 1 mm and 8 mm, including the interval limits.

2 zeigt einen Teilschnitt durch den Kupplungskörper 10 entlang der Schnittlinie II-II aus der 1. Ein Hohlraum 40 wird durch einen umlaufenden Ringkanal 42 mit einer näherungsweise viereckigen Querschnittsgeometrie gebildet. Der Ringkanal 42 wird hierbei im Wesentlichen allseitig durch den ersten scheibenförmigen Abschnitt 12, die hohlzylindrische Nabe 14, den zweiten scheibenförmigen Abschnitt 26 und den Konusabschnitt 28 begrenzt. Der erste scheibenförmige Abschnitt 12 und der zweite scheibenförmiger Abschnitt 26 mit dem Konusabschnitt 28 weisen im Ergebnis eine Querschnittsgeometrie auf, die dem Kleinbuchstaben "d" ähnelt. 2 shows a partial section through the coupling body 10 along the section line II-II from the 1 , A cavity 40 is by a circumferential annular channel 42 formed with an approximately quadrangular cross-sectional geometry. The ring channel 42 This is essentially on all sides by the first disc-shaped section 12 , the hollow cylindrical hub 14 , the second disc-shaped section 26 and the cone section 28 limited. The first disc-shaped section 12 and the second disc-shaped portion 26 with the cone section 28 As a result, they have a cross-sectional geometry that is similar to the lowercase letter "d".

Die Symmetrieachse 16 verläuft zentrisch zur Nabe 14, an deren Innenfläche 22 die Axialverzahnung 24 eingebracht ist. Eine sich parallel zur Symmetrieachse 16 erstreckende axiale Länge 44 der Nabe 16 ist im Vergleich zu vorbekannten Ausführungsformen von Kupplungskörpern deutlich erhöht, so dass die Tiefe der Verzahnung 24 bei unverminderter mechanischer Belastbarkeit geringer ausfallen kann. Unter anderem aufgrund dieses Merkmals erhöhen sich die mechanische Belastbarkeit und damit die Ausfallsicherheit der Nabe 14. The symmetry axis 16 runs centric to the hub 14 , on the inner surface 22 the axial toothing 24 is introduced. One parallel to the axis of symmetry 16 extending axial length 44 the hub 16 is significantly increased compared to prior art embodiments of coupling bodies, so that the depth of the teeth 24 may be lower with undiminished mechanical load capacity. Among other things, due to this feature increase the mechanical strength and thus the reliability of the hub 14 ,

Zwischen dem freien Endabschnitt 30 des Konusabschnittes 28 und der axialen Innenseite 32 des ersten scheibenförmigen Abschnitts 12 besteht ein schmaler, keilförmiger umlaufender Spalt 46. Aufgrund des Spaltes 46 ergibt sich eine geringfügige Federwirkung des zweiten scheibenförmigen Abschnitts 26 insbesondere gegenüber parallel zur Symmetrieachse 16 einwirkenden mechanischen Lasten. Um die mechanische Belastbarkeit des Kupplungskörpers 10 insgesamt weiter zu erhöhen, kann optional eine Verbindungsnaht 34 beispielsweise durch eine Schweißnaht 36 gebildet sein, die den Endabschnitt 30 des Konusabschnittes 28 zumindest abschnittsweise mit der axialen Innenseite 32 des ersten scheibenförmigen Abschnitts 12 verbindet. Aufgrund der Verbindungsnaht 34 wird jedoch die Federelastizität des zweiten scheibenförmigen Abschnitts 26 gegenüber etwaig axial angreifenden Lasten gemindert. Eine erreichbare radiale Breite 48 des zweiten scheibenförmigen Abschnitts 26 des Kupplungskörpers 10 ist gegenüber vorbekannten Geometrien von Kupplungskörpern deutlich größer. Between the free end section 30 of the cone section 28 and the axial inside 32 the first disc-shaped portion 12 There is a narrow, wedge-shaped circumferential gap 46 , Because of the gap 46 results in a slight spring action of the second disc-shaped portion 26 especially opposite to the axis of symmetry 16 acting mechanical loads. To the mechanical strength of the coupling body 10 total increase further, optionally a seam 34 for example, by a weld 36 be formed, which is the end section 30 of the cone section 28 at least in sections with the axial inside 32 the first disc-shaped portion 12 combines. Due to the connection seam 34 However, the spring elasticity of the second disc-shaped portion 26 mitigated against any axially attacking loads. An achievable radial width 48 the second disc-shaped portion 26 of the coupling body 10 is significantly larger compared to previously known geometries of coupling bodies.

3 zeigt einen vollständigen Querschnitt durch den Kupplungskörper 10. An dem ersten axialen Ende 50 der Nabe 14 ist der erste scheibenförmige Abschnitts 12 ausgebildet, während an dem hiervon weggerichteten zweiten axialen Ende 52 der Nabe 14 der zweite scheibenförmige Abschnitt 26 mit dem daran anschließenden Konusabschnitt 28 ausgebildet ist. Dabei schließen der erste scheibenförmige Abschnitt 12 und der hierzu parallele zweite scheibenförmige Abschnitt 26 jeweils rechtwinklig an die Endabschnitte 50, 52 der Nabe 14 an. Hingegen ist ein Winkel α zwischen dem zweiten scheibenförmigen Abschnitt 26 und dem Konusabschnitt 28 kleiner als 90° und größer als 0° beziehungsweise ein Winkel β zwischen der Symmetrieachse 16 und dem Konusabschnitt 28 ist größer als 0° und kleiner als 90°. Der Winkel β liegt hierbei bevorzugt in einem Intervall zwischen 0° und 30°, vorzugsweise bei ungefähr 5° bis 15°, während die Werte für den Winkel α entsprechend in einem Intervall zwischen 90° und 60°, vorzugsweise zwischen 85° und 75° betragen. 3 shows a complete cross section through the coupling body 10 , At the first axial end 50 the hub 14 is the first disk-shaped section 12 formed while at the second axial end directed away therefrom 52 the hub 14 the second disk-shaped section 26 with the adjoining cone section 28 is trained. The first disc-shaped section closes 12 and the second disc-shaped section parallel thereto 26 each at right angles to the end sections 50 . 52 the hub 14 at. On the other hand, an angle α between the second disc-shaped portion 26 and the cone section 28 less than 90 ° and greater than 0 ° or an angle β between the axis of symmetry 16 and the cone section 28 is greater than 0 ° and less than 90 °. In this case, the angle β is preferably in an interval between 0 ° and 30 °, preferably at approximately 5 ° to 15 °, while the values for the angle α correspondingly at an interval between 90 ° and 60 °, preferably between 85 ° and 75 ° be.

Der umlaufende Ringkanal 42 wird von dem ersten scheibenförmigen Abschnitt 12, der Nabe 14, dem zweiten scheibenförmigen Abschnitt 26 sowie dem Konusabschnitt 28 begrenzt und weist eine angenähert viereckige Querschnittsgeometrie auf. The circumferential annular channel 42 is from the first disc-shaped section 12 , the hub 14 , the second disc-shaped section 26 and the cone section 28 limited and has an approximately quadrangular cross-sectional geometry.

Die 4 bis 7 illustrieren in einer stark vereinfachten Darstellung den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf zur Herstellung des Kupplungskörpers 10. Als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren dient, wie in 4 gezeigt, zum Beispiel ein kreisförmiges Blech 60, in das im Zuge eines vorbereitenden Verfahrensschrittes eine bevorzugt zylindrische Bohrung 62 im Bereich der Symmetrieachse 16 eingebracht wird, so dass der Blechzuschnitt im Ergebnis eine kreisringförmige Gestalt aufweist. The 4 to 7 illustrate in a greatly simplified representation of the process sequence according to the invention for the production of the coupling body 10 , As starting material for the process according to the invention is used, as in 4 shown, for example, a circular plate 60 in which, in the course of a preparatory process step, a preferably cylindrical bore 62 in the area of the axis of symmetry 16 is introduced, so that the sheet metal blank as a result has an annular shape.

Gemäß 5 wird in einem weiteren Verfahrensschritt ein Hohlzylinder 64 durch Kragenziehen aus der Ebene des Blechs 60 entlang der Symmetrieachse 16 ausgeformt. Der Hohlzylinder 64 weist einen Endabschnitt 66 auf, der weiteren Umformschritten durch Biegen unterworfen wird. Der unverformt bleibende Teil des Bleches 60 bildet den ersten scheibenförmigen Abschnitts 12. According to 5 In a further process step, a hollow cylinder 64 by collar pulling out of the plane of the sheet 60 along the axis of symmetry 16 formed. The hollow cylinder 64 has an end portion 66 which is subjected to further forming steps by bending. The undeformed part of the sheet 60 forms the first disk-shaped section 12 ,

In einem sich dann anschließenden weiteren Verfahrensschritt wird gemäß 6 zunächst der zweite scheibenförmige Abschnitt 26 durch in Bezug zur Symmetrieachse 16 radial nach außen gerichtetes Biegen des Endabschnittes 66 des Hohlzylinders 64 um 90° geschaffen und zugleich die hohlzylindrische Nabe 14 hinsichtlich ihrer axialen Länge ausgebildet. Ein kreisringförmiger Außenabschnitt 68 des zweiten scheibenförmigen Abschnitts 26 dient zur Ausbildung des Konusabschnittes 28 in einem nachfolgenden Umformschritt (vergleiche insbesondere 7). Der zweite scheibenförmige Abschnitt 26 verläuft im Wesentlichen parallel zum ersten scheibenförmigen Abschnitt 12 sowie in etwa senkrecht zur Symmetrieachse 16. In a subsequent subsequent process step is according to 6 first, the second disc-shaped section 26 by with respect to the axis of symmetry 16 radially outwardly directed bending of the end portion 66 of the hollow cylinder 64 created by 90 ° and at the same time the hollow cylindrical hub 14 formed with respect to their axial length. An annular outer section 68 the second disc-shaped portion 26 serves to form the cone section 28 in a subsequent forming step (compare in particular 7 ). The second disk-shaped section 26 is substantially parallel to the first disc-shaped portion 12 and approximately perpendicular to the axis of symmetry 16 ,

In einem weiteren Verfahrensschritt wird ausweislich 7 der Konusabschnitt 28 unter Schaffung des Hohlraums 40 bzw. des viereckigen Ringkanals 42 durch in Relation zur Symmetrieachse 16 radial nach innen gerichtetes Biegen des kreisringförmigen Außenabschnittes 68 der zweite scheibenförmige Abschnitt 26 um den Winkel α von kleiner als 90° und größer als 0° ausgebildet. In a further process step is shown 7 the cone section 28 under creation of the cavity 40 or the quadrangular ring channel 42 by in relation to the axis of symmetry 16 radially inwardly directed bending of the annular outer portion 68 the second disk-shaped section 26 formed by the angle α of less than 90 ° and greater than 0 °.

In einem abschließenden Verfahrensschritt werden die Verzahnungen 20, 24 in den radialen Außenrand 18 des ersten scheibenförmigen Abschnitts 12 sowie die Innenfläche 22 der hohlzylindrischen Nabe 14 eingebracht. Optional kann die axiale Innenseite 32 des ersten scheibenförmigen Abschnitts 12 mittels einer zumindest abschnittweise vorgesehenen Schweißnaht 36 mit dem Endabschnitt 30 des Konusabschnittes 28 verbunden werden. In a final process step, the teeth are 20 . 24 in the radial outer edge 18 the first disc-shaped portion 12 as well as the inner surface 22 the hollow cylindrical hub 14 brought in. Optionally, the axial inside 32 the first disc-shaped portion 12 by means of a weld provided at least in sections 36 with the end section 30 of the cone section 28 get connected.

Aufgrund der Tatsache, dass zur Ausbildung des vollständigen Kupplungskörpers 10 neben dem Kragenziehen lediglich zwei nacheinander erfolgende Biegeschritte bzw. Abkantschritte mit einem Biege- bzw. Abkantwinkel von höchstens 90° erforderlich sind, weist der fertige Kupplungskörper 10 einen verhältnismäßig geringen Umformgrad auf. Hierdurch werden prozessbedingte Schwierigkeiten, wie zum Beispiel Umformrisse oder eine erhöhte Rissbildungsneigung im fertigen Bauteil erheblich reduziert. Im Ergebnis lässt sich verfahrensgemäß ein mechanisch stark beanspruchbarer Kupplungskörper mit geringem Fertigungsaufwand produzieren. Due to the fact that to form the complete coupling body 10 in addition to the collar pulling only two successive bending steps or Abkantschritte with a bending or Abkantwinkel of at most 90 ° are required, has the finished coupling body 10 a relatively low degree of deformation. As a result, process-related difficulties, such as deformation cracks or increased cracking tendency in the finished component significantly reduced. As a result, according to the method, it is possible to produce a coupling body which can be subjected to high mechanical stress with little manufacturing effort.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Kupplungskörper clutch body
12 12: Erster scheibenförmiger Abschnitt des Kupplungskörpers First disc-shaped portion of the coupling body
14 14: Nabe hub
16 16: Symmetrieachse axis of symmetry
18 18: Außenrand des ersten scheibenförmigen Abschnitts Outer edge of the first disc-shaped portion
20 20: Axialverzahnung des ersten scheibenförmigen Abschnitts Axial toothing of the first disc-shaped section
22 22: Innenfläche der Nabe Inner surface of the hub
24 24: Axialverzahnung der Nabe Axial toothing of the hub
26 26: Zweiter scheibenförmiger Abschnitt des Kupplungskörpers Second disc-shaped portion of the coupling body
28 28: Konusabschnitt cone section
30 30: Endabschnitt am Konusabschnitt End section on the cone section
32 32: Axiale Innenseite des ersten scheibenförmigen Abschnitts Axial inside of the first disc-shaped section
34 34: Verbindungsnaht seam
36 36: Schweißnaht Weld
38 38: Axiale Außenseite des zweiten scheibenförmigen Abschnitts Axial outside of the second disc-shaped section
40 40: Hohlraum cavity
42 42: Ringkanal annular channel
44 44: Länge der Nabe Length of the hub
46 46: Keilförmiger Spalt Wedge-shaped gap
48 48: Radiale Breite des zweiten scheibenförmigen Abschnitts Radial width of the second disc-shaped section
50 50: Erstes axiales Ende der Nabe First axial end of the hub
52 52: Zweites axiales Ende der Nabe Second axial end of the hub
60 60: Blech sheet
62 62: Bohrung drilling
64 64: Hohlzylinder hollow cylinder
66 66: Endabschnitt des Hohlzylinders End portion of the hollow cylinder
68 68: Außenabschnitt des zweiten scheibenförmigen Abschnitts Outer portion of the second disc-shaped portion

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006056487 A1 [0003]

Claims

Method for producing a coupling body ( 10 ) for a synchronizer of a motor vehicle transmission, with a hollow cylindrical hub ( 14 ), one to this hub ( 14 ) integrally formed first disc-shaped portion ( 12 ), one to the hub ( 14 ) integrally formed second disc-shaped portion ( 26 ), as well as with a cone section ( 28 ), which with the second disc-shaped section ( 26 ), the method comprising the steps of: a) pulling a hollow cylinder ( 64 ) from a roughly circular sheet ( 60 ) along an axis of symmetry ( 16 ) of the coupling body to be produced ( 10 ) for the formation of the hub ( 14 ) and the first disc-shaped portion ( 12 b) forming the second disk-shaped section ( 26 ) by radially outwardly bending a free end portion (FIG. 66 ) of the hollow cylinder ( 64 ), and c) producing the cone section ( 28 ) creating a cavity ( 40 ) by radially inwardly directed bending of an outer portion ( 68 ) of the second disk-shaped section ( 26 ).

A method according to claim 1, characterized in that before pulling the hollow cylinder ( 64 ) in the region of the symmetry axis ( 16 ) a hole ( 62 ) in the sheet ( 60 ) is introduced.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that on the outer edge ( 18 ) of the first disk-shaped section ( 12 ) and on an inner surface ( 22 ) the hub ( 14 ) at least partially an axial toothing ( 20 . 24 ) is introduced.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the resulting in step c) cavity ( 40 ) as an annular channel ( 42 ) is formed with a substantially quadrangular cross-sectional geometry.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that an end portion ( 30 ) of the cone section ( 28 ) at least in sections with the first disk-shaped section ( 12 ) is thermally joined.

Coupling body ( 10 ) for a synchronizer of a motor vehicle transmission, with a hollow cylindrical hub ( 14 ), one to the hub ( 14 ) integrally formed first disc-shaped portion ( 12 ), one to the hub ( 14 ) integrally formed second disc-shaped portion ( 26 ), as well as with a cone section ( 28 ), which with the second disc-shaped section ( 26 ) is integrally connected, characterized in that the first disc-shaped portion ( 12 ) and the second disk-shaped section ( 26 ) while leaving an intermediate space ( 40 ) are arranged axially spaced from each other, and that the cone section ( 28 ) with its end portion ( 30 ) towards the first disk-shaped section ( 12 ).

Coupling body according to claim 6, characterized in that an angle (α) between the second disc-shaped portion ( 26 ) and the cone section ( 28 ) of the coupling body ( 10 ) is less than 90 ° and greater than 0 °.

Coupling body according to claim 6 or 7, characterized in that between the first disc-shaped portion ( 12 ), the hub ( 14 ), the second disk-shaped section ( 26 ) and the cone section ( 28 ) a cavity ( 40 ) is formed, which has a ring channel ( 42 ) forms with a substantially quadrangular cross-sectional geometry.

Coupling body according to one of claims 6 to 8, characterized in that the radial outer edge ( 18 ) of the first disk-shaped section ( 12 ) and an inner surface ( 22 ) the hub ( 14 ) at least partially a toothing ( 20 . 24 ) exhibit.

Coupling body according to one of claims 6 to 9, characterized in that the end portion ( 30 ) of the cone section ( 28 ) at least in sections with the clutch disc ( 12 ) is thermally joined.