DE102012218895A1

DE102012218895A1 - Kupplungskörper einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes

Info

Publication number: DE102012218895A1
Application number: DE102012218895.9A
Authority: DE
Inventors: Valerie Mandon; Bruno Scherb; Hubert Kress
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-05-15
Also published as: WO2014059979A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kupplungskörper (1) einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes, umfassend einen im radial außenliegenden Bereich des Kupplungskörpers (1) angeordneten Kupplungsscheibenabschnitt (2), einen im radial innenliegenden Bereich des Kupplungskörpers angeordneten Trägerabschnitt (3) und einen radial zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt (2) und dem Trägerabschnitt (3) angeordneten Reibkonusabschnitt (4), wobei der Reibkonusabschnitt (4) einen Reibkonus (5) mit einer zum reibungsbehafteten Anlauf gegen zumindest einen Synchronring dienenden Reibkonusfläche (6) aufweist. Um eine einfachere und kostengünstigere Herstellung des Kupplungskörpers zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2), der Trägerabschnitt (3) und der Reibkonusabschnitt (4) aus drei separaten Ringteilen bestehen, die dauerhaft miteinander verbunden sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Kupplungskörper einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes, umfassend einen im radial außenliegenden Bereich des Kupplungskörpers angeordneten Kupplungsscheibenabschnitt, einen im radial innenliegenden Bereich des Kupplungskörpers angeordneten Trägerabschnitt und einen radial zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt und dem Trägerabschnitt angeordneten Reibkonusabschnitt, wobei der Reibkonusabschnitt einen Reibkonus mit einer zum reibungsbehafteten Anlauf gegen zumindest einen Synchronring dienenden Reibkonusfläche aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Ein Kupplungskörper der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise aus der DE 10 2006 056 487 A1 bekannt. Ein solcher Kupplungskörper wird in einer Synchronisationseinrichtung benötigt, die bei Schaltgetrieben nach dem Zahnräderwechselprinzip eingesetzt werden, d. h. der klassische Anwendungsfall ist ein mechanisches Kraftfahrzeug-Schaltgetriebe. Die Synchronisationseinrichtung vereinfacht den Gangwechsel entscheidend. Der Kupplungskörper dient mit weiteren Synchronisations-Bauteilen zum Ausgleich unterschiedlicher Drehzahlen von Welle zu Gangrad beim Schaltvorgang. Der Kupplungskörper ist dabei zwischen einem Losrad und einem Synchronring angeordnet; der Synchronring läuft axial gegen den Kupplungskörper an, der Kupplungskörper selber ist drehfest mit dem Losrad verbunden. Diese Verbindung wird meist durch eine Innenverzahnung im Kupplungskörper hergestellt.
Der Kupplungskörper ist gemäß der genannten vorbekannten Lösung aus einem ringförmig ausgestanzten Blechbandteil gefertigt. Dieses Blechteil wird nach dem Ausstanzen aus dem Band umgeformt und an seinen Funktionsflächen gegebenenfalls nachbearbeitet, insbesondere durch Schleifen. Bei der genannten Lösung ist der Kupplungskörper einteilig ausgebildet, d. h. der Reibkonusabschnitt ist aus dem Kupplungsgrundkörper umformtechnisch ausgeformt, wozu das Tiefziehen eingesetzt werden kann.
Nachteilig ist bei dieser Lösung, dass die Teiledicke und Teileform von der Ausgangsblechdicke abhängig sind. Es ist namentlich nicht immer möglich, die benötigten Funktionsflächen an der gewünschten Position bereitzustellen. Dies ist auch beim Einsatz einer spanenden Nacharbeit nicht immer möglich. Daher sind auch bei manchen Ausgestaltungen die Herstellkosten erheblich.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Kupplungskörper zu schaffen, der die genannten Nachteile nicht aufweist. Demgemäß soll ein einfach und kostengünstig herstellbarer Kupplungskörper vorgeschlagen werden, bei dem die benötigten Funktionsflächen – insbesondere die Lage und Anordnung des Reibkonus – problemlos an der gewünschten Stelle platziert werden können, ohne besondere Maßnahmen bei der Fertigung treffen zu müssen. Dabei soll insbesondere auf eine spanende Nacharbeit bei der Herstellung des Kupplungskörpers verzichtet werden können.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsscheibenabschnitt, der Trägerabschnitt und der Reibkonusabschnitt aus drei separaten Ringteilen bestehen, die dauerhaft miteinander verbunden sind.
Der Kupplungsscheibenabschnitt und der Trägerabschnitt weisen dabei bevorzugt im Radialschnitt eine rechteckige Form auf.
Der Reibkonusabschnitt weist vorzugsweise im radial inneren und/oder im radial äußeren Bereich eine Ausnehmung auf, die einen axialen Anschlag für den Trägerabschnitt bzw. für den Kupplungsscheibenabschnitt bildet. Der Trägerabschnitt und der Reibkonusabschnitt und/oder der Reibkonusabschnitt und der Kupplungsscheibenabschnitt liegen hierbei vorzugsweise an einer zylindrischen Kontaktfläche aneinander.
Der Kupplungsscheibenabschnitt, der Trägerabschnitt und der Reibkonusabschnitt bilden vorzugsweise eine bündige Stirnfläche.
Der Kupplungsscheibenabschnitt kann in seinem radial äußeren Endbereich mit einer Verzahnung versehen sein. Genauso kann auch der Trägerabschnitt in seinem radial inneren Endbereich mit einer Verzahnung versehen sein.
Die Verbindung zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt und dem Reibkonusabschnitt bzw. die Verbindung zwischen dem Reibkonusabschnitt und dem Trägerabschnitt ist vorzugsweise stoffschlüssig hergestellt, wobei insbesondere an eine Verbindung durch Schweißen, durch Löten oder durch Kleben gedacht ist.
Es ist aber auch möglich, dass die Verbindung zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt und dem Reibkonusabschnitt bzw. die Verbindung zwischen dem Reibkonusabschnitt und dem Trägerabschnitt reibschlüssig hergestellt ist, insbesondere durch einen Pressverband oder Kegelpressverband; als weitere alternative oder additive Lösung kann eine formschlüssige Verbindung vorgesehen werden, insbesondere durch eine Verstemmung.
Der Kupplungsscheibenabschnitt, der Trägerabschnitt und der Reibkonusabschnitt sind vorzugsweise jeweils aus einem Ringteil spanlos hergestellt. Auf diese Weise kann ohne spanende Bearbeitung der komplette Kupplungskörper gefertigt werden. Die genannten Bauteile werden dann beispielsweise aus einer Blechscheibe bzw. einem Blechring mit konstanter Ausgangsdicke per Umformung hergestellt, wobei keine spanende Bearbeitung mehr vorgesehen werden muss.
Mit der vorgeschlagenen Lösung wird erreicht, dass bei problemloser umformtechnischer Fertigung ein Kupplungskörper hergestellt werden kann, der genau an der gewünschten Position seine Funktionsfläche aufweist, insbesondere die Reibkonusfläche. Eine spanende Bearbeitung kann genauso vermieden werden wie eine Materialanhäufung an funktionsrelevanten Stellen.
Kurze Beschreibung der Figuren
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 die Draufsicht auf einen Kupplungskörper einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes gemäß der Erfindung,
2 den Schnitt A-A gemäß 1 und
3 in perspektivischer Ansicht den Kupplungskörper nach 1, wobei nur der halbe Kupplungskörper dargestellt ist.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung skizziert. Dargestellt ist in verschiedenen Ansichten ein Kupplungskörper 1, der zu einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes gehört. Der Kupplungskörper 1 ist dreiteilig aufgebaut.
Ein erstes Teil des Kupplungskörpers 1 wird durch einen Kupplungsscheibenabschnitt 2 gebildet, der im Radialschnitt (s. hierzu am besten 2) eine rechteckige Form aufweist. Der Kupplungsscheibenabschnitt 2 ist in einem radial äußeren Bereich des Kupplungskörpers 1 angeordnet.
Ein weiteres, zweites Teil des Kupplungskörpers 1 ist ein Trägerabschnitt 3, der gleichermaßen eine im Radialschnitt rechteckige Form aufweist. Der Trägerabschnitt 3 ist in einem radial inneren Bereich des Kupplungskörpers 1 angeordnet.
Ein drittes Teil des Kupplungskörpers 1 ist ein Reibkonusabschnitt 4, der radial zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt 2 und dem Trägerabschnitt 3 angeordnet ist. Der Reibkonusabschnitt 4 weist einen Radialschnitt auf (s. wiederum am besten 2), der auch eine etwa rechteckige Form hat. Allerdings ist die Rechteckform durch eine kegelige Abflachung modifiziert, durch die ein Reibkonus 5 gebildet wird. Der Reibkonus 5 hat eine kegelförmige Reibkonusfläche 6, die zum Anlauf an einem (nicht dargestellten) Gegenring der Synchronisationseinrichtung ausgebildet ist.
Eine Abweichung von der exakten Rechteckform des Radialschnitts des Reibkonusabschnitts 4 ergibt sich ferner durch zwei Ausnehmungen 7 und 8, die durch Einrollen hergestellt sein können. Die Ausnehmungen 7, 8 bilden jeweils eine zylindrische Kontaktfläche 11 bzw. 12, an denen der Kupplungsscheibenabschnitt 2 bzw. der Trägerabschnitt 3 mit ihren kongruenten Flächen anliegen.
Die Ausnehmungen 7, 8 bilden auch zwei axiale Anschläge 9 bzw. 10. Die Anschläge 9, 10 dienen dazu, zum einen den Kupplungsscheibenabschnitt 2 und zum anderen den Trägerabschnitt 3 bei der Montage des Kupplungskörpers 1 axial auf den Reibkonusabschnitt 4 bis zu einer definierten Position aufschieben bzw. einpressen zu können. Die Ausformung der Ausnehmungen 7, 8 sind hinsichtlich ihrer axialen Erstreckung so gewählt, dass sich beim Aufschieben des Kupplungsscheibenabschnitts 2 und des Trägerabschnitts 3 bis zum axialen Anschlag 9 bzw. 10 eine bündige Stirnfläche 13 am Kupplungskörper 1 ergibt.
Die drei Teile 2, 3 und 4 sind durch einfache fertigungstechnische Prozesse herstellbar. Zunächst wird aus einem Blechband ein ringförmiges Teil ausgeschnitten bzw. ausgestanzt.
Durch Umformen, Prägen, Rollen und/oder Tiefziehen werden die dargestellten Teile 2, 3 und 4 gefertigt, wobei auf spanende Bearbeitung verzichtet werden kann. Dann werden die drei Teile 2, 3 und 4 miteinander verbunden (die Verbindung ist schematisch in 2 mit den Bezugsziffern 16 und 17 angedeutet).
Die Verbindung 16, 17 kann beispielsweise durch Stoffschluss erfolgen, d. h. die benachbarten Teile werden beispielsweise miteinander verschweißt.
Sowohl im radial außenliegenden Bereich des Kupplungsscheibenabschnitt 2 als auch im radial innenliegenden Bereich des Trägerabschnitts 3 ist je eine Verzahnung 14 bzw. 15 angeformt, die für die Funktion des Kupplungskörpers – wie an sich bekannt – wichtig ist. Die Verzahnungen 14, 15 sind ebenfalls vorzugsweise spanlos eingebracht, d. h. durch entsprechendes Rollieren.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungskörper
2: Kupplungsscheibenabschnitt
3: Trägerabschnitt
4: Reibkonusabschnitt
5: Reibkonus
6: Reibkonusfläche
7: Ausnehmung
8: Ausnehmung
9: axialer Anschlag
10: axialer Anschlag
11: zylindrische Kontaktfläche
12: zylindrische Kontaktfläche
13: Stirnfläche
14: Verzahnung
15: Verzahnung
16: Verbindung
17: Verbindung

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

DE 102006056487 A1 [0002]

Claims

Kupplungskörper (1) einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes, umfassend einen im radial außenliegenden Bereich des Kupplungskörpers (1) angeordneten Kupplungsscheibenabschnitt (2), einen im radial innenliegenden Bereich des Kupplungskörpers angeordneten Trägerabschnitt (3) und einen radial zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt (2) und dem Trägerabschnitt (3) angeordneten Reibkonusabschnitt (4), wobei der Reibkonusabschnitt (4) einen Reibkonus (5) mit einer zum reibungsbehafteten Anlauf gegen zumindest einen Synchronring dienenden Reibkonusfläche (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2), der Trägerabschnitt (3) und der Reibkonusabschnitt (4) aus drei separaten Ringteilen bestehen, die dauerhaft miteinander verbunden sind.
Kupplungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2) und der Trägerabschnitt (3) im Radialschnitt eine rechteckige Form aufweisen.
Kupplungskörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkonusabschnitt (4) im radial inneren und/oder im radial äußeren Bereich eine Ausnehmung (7, 8) aufweist, die einen axialen Anschlag (9, 10) für den Trägerabschnitt (3) bzw. für den Kupplungsscheibenabschnitt (2) bildet.
Kupplungskörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerabschnitt (3) und der Reibkonusabschnitt (4) und/oder der Reibkonusabschnitt (4) und der Kupplungsscheibenabschnitt (2) an einer zylindrischen Kontaktfläche (11, 12) aneinander liegen.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2), der Trägerabschnitt (3) und der Reibkonusabschnitt (4) eine bündige Stirnfläche (13) bilden.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2) in seinem radial äußeren Endbereich mit einer Verzahnung (14) versehen ist.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerabschnitt (3) in seinem radial inneren Endbereich mit einer Verzahnung (15) versehen ist.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (16) zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt (2) und dem Reibkonusabschnitt (4) und/oder die Verbindung (17) zwischen dem Reibkonusabschnitt (4) und dem Trägerabschnitt (3) stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, durch Löten oder durch Kleben, hergestellt ist.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (16) zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt (2) und dem Reibkonusabschnitt (4) und/oder die Verbindung (17) zwischen dem Reibkonusabschnitt (4) und dem Trägerabschnitt (3) reibschlüssig, insbesondere durch einen Pressverband, oder formschlüssig, insbesondere durch eine Verstemmung, hergestellt ist.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2), der Trägerabschnitt (3) und der Reibkonusabschnitt (4) jeweils aus einem Ringteil spanlos hergestellt sind.