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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Kupplungskörper einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes, umfassend einen ringförmigen Kupplungsscheibenabschnitt, wobei am Kupplungsscheibenabschnitt ein Reibkonus angeordnet ist, der zum reibungsbehafteten Anlauf gegen zumindest einen Synchronring eine Reibkonusfläche aufweist, wobei der Reibkonus durch ein separates Bauteil gebildet wird, das am Kupplungsscheibenabschnitt angeordnet und mit diesem dauerhaft verbunden ist und Mittel zum drehfesten Verbinden mit einem Losrad aufweist.
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Hintergrund der Erfindung
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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 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 selbst ist drehfest mit dem Losrad verbunden. Diese Verbindung wird beispielsweise durch eine Innenverzahnung im Kupplungskörper hergestellt.
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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.
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Nachteilig an dieser Lösung ist es, dass die Teiledicke und Teileform von der Ausgangsblechdicke abhängig sind. Es ist nicht immer möglich, die benötigten Funktionsflächen an der gewünschten Position bereitzustellen. Dies ist auch unter Einsatz spanender Nacharbeit nicht immer möglich.
DE 198 11 096 A1 löst dieses Problem durch einen mehrteiligen Aufbau des Kupplungskörpers, indem ein Konusring auf eine Scheibe gesteckt wird. Speziell bei Verwendung von dünnwandigen Blechen ist der Konusring unter Umständen nicht ausreichend verwindungssteif. Eine ähnliche Lösung ist aus
DE 101 15 355 A1 bekannt.
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Aufgabe der Erfindung
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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.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Aufgabe wird durch einen Kupplungskörper gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Dadurch dass der Kupplungskörper nicht nur über den Kupplungsscheibenabschnitt mit dem Losrad verbindbar ist, sondern sich der Kupplungskörper zusätzlich über den Reibkonus am Losrad abstützen kann, ist die Stabilität des Kupplungskörpers erhöht. Das über die Konusfläche aufgebrachte Reibmoment führt damit nicht zu einem Einfedern des Reibkonusendes, das der Kupplungsscheibe abgewandt ist. Die Anbindung des Reibkonus an das Losrad kann durch eine Verzahnung erfolgen. Die Verzahnung ist dann vorzugsweise parallel zu einer etwaigen Verzahnung des Kupplungsscheibenabschnitts gerichtet. Alternativ kann beispielsweise ein Verschweißen des Losrads mit dem Reibkonus erfolgen.
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Der Reibkonus wird bevorzugt durch ein ringförmiges Bauteil gebildet, das im Radialschnitt eine U-förmige Kontur mit einem ersten Schenkelabschnitt und einem zweiten Schenkelabschnitt sowie einem Verbindungsabschnitt zwischen den beiden Schenkelabschnitten aufweist.
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Dadurch dass der Reibkonus und der Kupplungsscheibenabschnitt separat fertigbar sind, können auch unterschiedliche Werkstoffe miteinander verbunden werden. Der Reibkonus kann beispielsweise aus einem anderen Material wie einem Reibwerkstoff bestehen oder mit diesem beschichtet sein. Er kann ferner eine geringere (Blech-)Stärke aufweisen als der Kupplungsscheibenabschnitt.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung bildet einer der beiden Schenkelabschnitte die Reibkonusfläche. Dies ist vorzugsweise derjenige Schenkelabschnitt, der mit dem Kupplungsscheibenabschnitt verbunden ist.
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Der Reibkonus kann dabei mit einem der Schenkelabschnitte auf einem sich axial erstreckenden Trägerabschnitt des Kupplungsscheibenabschnitts mit einer zylindrischen Sitzfläche angeordnet sein.
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Eine bevorzugte Lösung sieht vor, dass der Verbindungsabschnitt der U-förmigen Kontur an einer sich in radiale Richtung erstreckenden Stirnseite des Kupplungsscheibenabschnitts anliegt.
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Eine Alternative hierzu sieht vor, dass der Verbindungsabschnitt von einer sich in radiale Richtung erstreckenden Stirnseite des Kupplungsscheibenabschnitts abgewandt ist, wobei einer der Schenkelabschnitte an der Stirnseite des Kupplungsscheibenabschnitts anliegt.
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Die beiden Schenkelabschnitte schließen im Radialschnitt zueinander vorzugsweise einen Winkel ein, der zwischen 3° und 20° liegt, besonders bevorzugt zwischen 6° und 15°.
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Der Kupplungsscheibenabschnitt weist zwecks einfacher Herstellung im Radialschnitt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine L-förmige Kontur auf.
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Der Kupplungsscheibenabschnitt kann in seinem radial innenliegenden Bereich mit einer Verzahnung versehen sein; er kann auch in seinem radial außenliegenden Bereich mit einer Verzahnung versehen sein.
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Die Verbindung zwischen Reibkonus und Kupplungsscheibenabschnitt kann stoffschlüssig (insbesondere durch Schweißen, durch Löten oder durch Kleben), reibschlüssig (insbesondere durch einen Pressverband oder Kegelpressverband) bzw. formschlüssig (insbesondere durch eine Verstemmung) hergestellt sein.
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Der Kupplungsscheibenabschnitt besteht bevorzugt aus einem umgeformten Blechteil. Genauso kann auch der Reibkonus durch Umformen hergestellt werden. In beiden Fällen sind Bauteile mit einer einfachen Geometrie gegeben, so dass die Herstellung kostengünstig möglich ist.
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Die genannten beiden Bauteile werden insbesondere aus einer Blechscheibe bzw. einem Blechring mit konstanter Ausgangsdicke per Umformung hergestellt, wobei vorzugsweise keine spanende Bearbeitung vorgesehen wird.
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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.
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Das U-förmige Bauteil, das den Reibkonus bildet, weist vorteilhaft gewisse Federeigenschaften auf, so dass sich die Reibkonusfläche in gewissen Grenzen an die Geometrie des reibenden Gegenstücks anpassen kann, d. h. der Federkonus mit der Reibkonusfläche kann sich an den Konus der zusammenwirkenden Gegenfläche anpassen.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 die Aufsicht auf einen Kupplungskörper einer Synchronisiereinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2 den Schnitt II-II gemäß 1,
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3 in perspektivischer Ansicht den Kupplungskörper nach 1, wobei nur der halbe Kupplungskörper dargestellt ist,
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4 die Aufsicht auf einen Kupplungskörper einer Synchronisiereinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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5 den Schnitt V-V gemäß 4 und
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6 in perspektivischer Ansicht den Kupplungskörper nach 4, wobei nur der halbe Kupplungskörper dargestellt ist.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung skizziert. Dargestellt ist in verschiedenen Ansichten ein Kupplungskörper 1, der zu einer Synchronisiereinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes gehört. Der Kupplungskörper 1 ist zweiteilig aufgebaut.
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Der eine Teil des Kupplungskörpers 1 wird durch einen Kupplungsscheibenabschnitt 2 gebildet, der im Radialschnitt (s. hierzu 2) eine L-förmige Kontur aufweist. Der Kupplungsscheibenabschnitt 2 weist eine nach radial außen gerichtete Außenverzahnung 12 auf und ist innenseitig rechtwinklig abgekantet, so dass er einen Rohrabschnitt 14 als einen Flansch aufweist, der innenseitig mit einer Innenverzahnung 11 zur Anbindung an ein nicht dargestelltes Losrad versehen ist.
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Das zweite Teil des Kupplungskörpers 1 wird durch einen Reibkonus 3 gebildet, der eine Reibkonusfläche 4 aufweist und mit dem Kupplungsscheibenabschnitt 2 durch eine permanente Verbindung 13 verbunden ist.
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Beide Teile 2 und 3 sind durch einfache fertigungstechnische Prozesse herstellbar. Zunächst wird aus einem Blechband ein ringförmiges Teil ausgeschnitten bzw. ausgestanzt. Durch Umformen, Prägen und/oder Tiefziehen werden die dargestellten Teile 2 und 3 gefertigt, wobei auf spanende Bearbeitung verzichtet werden kann. Dann werden die beiden Teile 2 und 3 miteinander verbunden (die Verbindung ist schematisch in 2 mit der Bezugsziffer 13 angedeutet).
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Der Kupplungsscheibenabschnitt 2 besteht aus einem Bauteil, das neben einem sich in radialer Richtung r erstreckenden Ringscheibe 8 einen sich in axiale Richtung erstreckenden Rohrabschnitt 14 als Träger aufweist. Die sich radial erstreckende Ringscheibe 8 des Kupplungsscheibenabschnitts 2 hat eine Stirnseite 10, die dem sich in axiale Richtung erstreckenden Trägerabschnitt 8 zugewandt ist.
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Bei den Ausführungsbeispielen ist auf den Trägerabschnitt 8 der Reibkonus 3 aufgesetzt und stoffschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder formschlüssig befestigt.
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Der Reibkonus 3 ist aus einem im Radialschnitt gewinkelten Bauteil ausgebildet, d. h. der Reibkonus 3 hat einen ersten Schenkelabschnitt 5 und einen zweiten Schenkelabschnitt 6.
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Im Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 3 ist vorgesehen, dass der Reibkonus 3 so auf den Kupplungsscheibenabschnitt 2 aufgesetzt ist, dass der Reibkonus 3 mit seinem zweiten, radial gerichteten Schenkelabschnitt 5 auf einem Teil des Rohrabschnitts 14 aufliegt und mit diesem eine axiale Anlagefläche ohne Versatz bildet. Der erste Schenkelabschnitt 5 bildet eine konische Reibfläche 4.
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Sowohl im radial innenliegenden Bereich des Kupplungsscheibenabschnitt 2 als auch im radial außenliegenden Bereich desselben ist je eine Verzahnung 11 bzw. 12 angeformt.
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Die Lösung gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den 4 bis 6 zeichnet sich dadurch aus, dass hier der Reibkonus 3 als U-förmig gebogenes Bauteil ausgebildet ist. Ein radial verlaufender Verbindungsabschnitt 7 verbindet die beiden Schenkelabschnitte 5, 6 miteinander, und die Öffnung des „U” ist der Stirnseite 10 zugewandt. Die beiden Schenkelabschnitte 5 und 6 sind dabei so gebogen, dass sie einen Winkel ☐ einschließen, der zwischen 3° und 20° beträgt; hierdurch wird die kegelige Reibkonusfläche 4 gebildet. Ansonsten entspricht die Ausgestaltung im wesentlichen derjenigen gemäß den 1 bis 3.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungskörper
- 2
- Kupplungsscheibenabschnitt
- 3
- Reibkonus
- 4
- Reibkonusfläche
- 5
- erster Schenkelabschnitt
- 6
- zweiter Schenkelabschnitt
- 7
- Verbindungsabschnitt
- 8
- Ringscheibe
- 9
- zylindrische Sitzfläche
- 10
- Stirnseite
- 11
- Innenverzahnung
- 12
- Außenverzahnung
- 13
- Verbindung
- 14
- Rohrabschnitt
- r
- radiale Richtung
- ☐
- Winkel
