DE102014006633A1 - CLUTCH ELEMENT - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein gesintertes Kupplungselement (1) mit einem ringförmigen Kupplungskörper (2) und einer Kupplungsverzahnung (3), welche zum axialen Einkuppeln in eine Gegenverzahnung ausgebildet ist und eine Vielzahl von Zähnen (6) aufweist. Zwei in Umfangsrichtung (5) benachbarte Zähne (6) sind durch eine Zahnlücke (14) voneinander beabstandet. Die Zahnlücke (14) weist am Umfang (4) des Kupplungskörpers (2) eine Lückenfläche (15) auf, welche relativ zur Axialrichtung (7) in einem Neigungswinkel geneigt angeordnet ist.The invention relates to a sintered coupling element (1) with an annular coupling body (2) and a coupling toothing (3), which is designed for axial engagement in a counter-toothing and a plurality of teeth (6). Two circumferentially (5) adjacent teeth (6) are spaced by a tooth gap (14). The tooth gap (14) has on the circumference (4) of the coupling body (2) on a gap surface (15) which is arranged inclined relative to the axial direction (7) at an inclination angle.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kupplungselement mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The invention relates to a coupling element with the features of the preamble of
Aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines gesinterten Kupplungselementes zu verbessern.The invention has for its object to improve the production of a sintered coupling element.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen entnehmbar.This object is achieved by the combination of features of
Gemäß Patentanspruch 1 weist das Kupplungselement aus Sinterwerkstoff einen ringförmigen Kupplungskörper und eine Kupplungsverzahnung auf. Die Kupplungsverzahnung ist derart ausgebildet, dass sie ein axiales Einkuppeln in eine Gegenverzahnung eines mit dem Kupplungselement zusammenwirkenden Bauteiles ermöglicht. Die Kupplungsverzahnung weist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung aneinander gereihten Zähnen auf. Sie können am Außenumfang des Kupplungskörpers (Außenverzahnung, z. B. Kupplungsring, Synchronring) oder am Innenumfang des Kupplungskörpers (Innenverzahnung, z. B. Schaltmuffe) angeordnet sein. Mindestens ein Zahn, vorzugsweise jedoch sämtliche Zähne, ist bzw. sind derart ausgebildet, dass der Zahn eine Zahnstirn und zwei sich daran entlang der Axialrichtung anschließende Seitenflanken aufweist.According to
Zwei in Umfangsrichtung unmittelbar benachbarte Zähne sind durch eine Zahnlücke voneinander beabstandet. Die Zahnlücke weist am Umfang des Kupplungskörpers, d. h. im Bereich des Fußkreises, eine Lückenfläche auf, welche relativ zur Axialrichtung in einem Neigungswinkel geneigt angeordnet ist.Two circumferentially adjacent teeth are spaced apart by a tooth space. The tooth gap has on the circumference of the coupling body, d. H. in the region of the root circle, a gap surface which is inclined relative to the axial direction at an inclination angle.
Diese geneigte Fläche im Bereich des Fußkreises unterstützt eine effiziente Betriebsweise eines geeigneten Werkzeugs beim Herstellen des Kupplungselementes. Insbesondere können die Lückenflächen prozesstechnisch einfach bearbeitet werden (z. B. Kalibrieren oder Nachverdichten nach dem Sintern), indem axiale Bewegungen des Werkzeugs und entsprechende Druckkräfte über relativ zur Axialrichtung schräg bzw. geneigt angeordnete Werkzeugflächen auf die Lückenflächen übertragen werden. Die geneigten Lückenflächen können deshalb mit einer einfachen, axial beweglichen Werkzeugkonstruktion effizient hergestellt oder bearbeitet werden. Eine geeignete Werkzeugkonstruktion weist z. B. eine Matrize zur Aufnahme des Kupplungselementes und einen mit der Matrize zusammenwirkenden Stempel auf. Matrize und Stempel können in Axialrichtung gegeneinander bewegt werden und trotzdem Oberflächenbereiche der Lückenfläche wirksam bearbeiten, da die Lückenfläche nicht exakt parallel zur Axialrichtung angeordnet ist. Außerdem trägt die Neigung der Lückenflächen dazu bei, dass neben diesen Lückenflächen selbst gleichzeitig noch weitere Oberflächenbereiche des Kupplungselementes, insbesondere der Kupplungsverzahnung, während derselben axialen Werkzeugbewegung bearbeitet werden können. Weiterhin bewirkt die Neigung der Lückenflächen, dass Werkzeugteile (z. B. ein axialer Stempel) von den bearbeiteten Lückenflächen ohne einen axialen Gleitkontakt entfernt werden kann. Auf diese Weise können unerwünschte Beeinflussungen der Oberfläche der Kupplungsverzahnung beim Entfernen des Werkezugs technisch einfach vermieden werden.This inclined surface in the area of the root circle supports an efficient operation of a suitable tool in the manufacture of the coupling element. In particular, the gap surfaces can be easily processed in terms of process technology (eg, calibration or re-compression after sintering) by transmitting axial movements of the tool and corresponding pressure forces to the gap surfaces via tool surfaces which are inclined or inclined relative to the axial direction. The inclined gap surfaces can therefore be efficiently manufactured or machined with a simple, axially movable tool design. A suitable tool design has z. B. a die for receiving the coupling element and a cooperating with the die stamp. Die and punch can be moved in the axial direction against each other and still effectively work surface areas of the gap area, since the gap area is not arranged exactly parallel to the axial direction. In addition, the inclination of the gap surfaces contributes to the fact that, in addition to these gap surfaces, even further surface regions of the coupling element, in particular the coupling toothing, can be machined simultaneously during the same axial tool movement. Furthermore, the inclination of the gap surfaces causes tool parts (eg, an axial punch) to be removed from the machined gap surfaces without axial sliding contact. In this way, unwanted influences on the surface of the coupling teeth when removing the works can be technically easily avoided.
Die vorgenannten Vorteile gelten analog für weitere Oberflächenbereiche der Kupplungsverzahnung, wie z. B. für relativ zur Axialrichtung geneigt verlaufende Zahn-Seitenflanken bzw. Hinterlegungen an diesen Seitenflanken. So können hierdurch auch etwaige Rissbildungen einzelner Oberflächenbereiche des Kupplungselementes, insbesondere im Bereich der Verzahnung (z. B. an den Seitenflanken und/oder der Lückenfläche), zuverlässig vermieden werden, wodurch der Ausschuss-Anteil bei der Herstellung der Kupplungselemente sinkt. Beispielsweise werden Rissbildungen beim Verdichten von Seitenflanken, insbesondere beim Verdichten von Hinterlegungen im Bereich der Seitenflanken, der Zähne vermieden.The aforementioned advantages apply analogously to other surface areas of the coupling teeth, such. B. for relative to the axial direction inclined tooth side edges or deposits on these side edges. Thus, any crack formation of individual surface regions of the coupling element, in particular in the region of the toothing (eg on the side flanks and / or the gap surface), can thereby be reliably avoided, as a result of which the proportion of scrap decreases during the production of the coupling elements. For example, cracking when compacting side flanks, in particular when compacting deposits in the region of the side flanks, of the teeth is avoided.
Das Verfahren zur Herstellung des Kupplungselementes enthält mindestens die folgenden Verfahrensschritte:
- – Pressen des Sinterpulvers zu einem Grünteil,
- – Sintern des Grünteiles,
- – Kalibrieren des gesinterten Kupplungselementes; hierbei werden zumindest einzelne Oberflächenbereiche (z. B. Lückenflächen und/oder Zahn-Seitenflanken) der Kupplungsverzahnung nachverdichtet.
- Pressing the sintered powder into a green part,
- Sintering the green part,
- - Calibrating the sintered coupling element; In this case, at least individual surface areas (eg gap areas and / or tooth side flanks) of the coupling toothing are recompressed.
Weitere Verfahrensschritte vor, zwischen oder nach den genannten Verfahrensschritten können in bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen sein. Das Pulvermaterial wird vorzugsweise in Axialrichtung des zukünftigen Kupplungselementes zunächst zu einem Grünteil gepresst. Dabei sind die Lückenflächen und gegebenenfalls weitere Bereiche der Kupplungsverzahnung (insbesondere die Zahn-Seitenflanken) des Grünteiles entweder parallel zur Axialrichtung oder bereits geneigt zur Axialrichtung angeordnet.Further method steps before, between or after the mentioned method steps can be provided in preferred embodiments. The powder material is preferably first pressed in the axial direction of the future coupling element to a green part. In this case, the gap surfaces and possibly further regions of the coupling toothing (in particular the tooth side edges) of the green part are arranged either parallel to the axial direction or already inclined to the axial direction.
Wie bereits erwähnt, enthält eine konstruktiv einfache Werkzeugkonstruktion zum Kalibrieren vorzugsweise eine Matrize zur Aufnahme des gesinterten Kupplungselementes und einen Stempel, der in Axialrichtung des Kupplungselementes mit der Matrize zusammenwirkt. Die in Axialrichtung gegeneinander bewegten Werkzeugteile bewirken die Presskräfte zur Kalibrierung und gegebenenfalls lokalen Verdichtung der Kupplungsverzahnung.As already mentioned, a structurally simple tool design for calibrating preferably contains a die for receiving the sintered coupling element and a punch which interacts with the die in the axial direction of the coupling element. The axially moving tool parts cause the pressing forces for calibration and possibly local compression of the coupling teeth.
Ganz allgemein erfolgt eine lokale Verdichtung der Kupplungsverzahnung (insbesondere der Lückenflächen und/oder der Hinterlegungen an den Zahn-Seitenflanken) mittels eines geeigneten Werkzeuges, welches an den Zähnen entsprechend positioniert und nach dem Verdichten wieder von den Zähnen entfernt wird. Hierbei unterstützt der Neigungswinkel der Lückenfläche Relativbewegungen zwischen Werkzeug und Kupplungselement sowie eine Beaufschlagung der Kupplungsverzahnung bzw. der Zähne derart, dass eine etwaige Bildung von Rissen im Material der Kupplungsverzahnung oder angrenzenden Bereichen des Kupplungselementes ohne zusätzliche technische Maßnahmen zuverlässig vermieden wird.In general, a local compression of the coupling teeth (in particular the gap surfaces and / or the deposits on the tooth side edges) by means of a suitable tool which is positioned according to the teeth and removed after compression again from the teeth. In this case, the angle of inclination of the gap surface supports relative movements between the tool and coupling element and an action on the coupling teeth or teeth such that a possible formation of cracks in the material of the coupling teeth or adjacent areas of the coupling element is reliably avoided without additional technical measures.
Insbesondere sind auch die Seitenflanken der Zähne bzw. deren Hinterlegungen relativ zur Axialrichtung geneigt angeordnet und unterstützen hierdurch eine Herstellung des Kupplungselementes mit den vorgenannten Vorteilen, insbesondere der Vermeidung einer etwaigen Rissbildung im Material ohne zusätzliche technische Maßnahmen.In particular, the side edges of the teeth or their deposits are inclined relative to the axial direction and thereby support a production of the coupling element with the aforementioned advantages, in particular the avoidance of any cracking in the material without additional technical measures.
Eine Verdichtung einer Seitenflanke bzw. ihrer Hinterlegung und der Lückenfläche erfolgt vorzugsweise, nachdem das noch nicht fertige Kupplungselement aus einem Pulver zu einem Grünteil gepresst und danach als Grünteil gesintert worden ist. Am Grünteil sind die Zahn-Seitenflanken und/oder die Lückenflächen entweder etwa parallel zur Axialrichtung angeordnet oder sie weisen bereits einen zur Axialrichtung geneigten Verlauf auf. Spätestens beim Kalibrieren oder Nachverdichten entsteht die Neigung der Lückenfläche und gegebenenfalls auch der Hinterlegung relativ zur Axialrichtung.A compression of a side edge or its deposit and the gap surface is preferably carried out after the not yet finished coupling element has been pressed from a powder to a green part and then sintered as a green part. At the green part, the tooth side flanks and / or the gap surfaces are either arranged approximately parallel to the axial direction or they already have an inclined course to the axial direction. At the latest during calibration or recompression, the inclination of the gap surface and possibly also the deposit relative to the axial direction arises.
Die genannten Hinterlegungen sind vorzugsweise an einzelnen oder sämtlichen Seitenflanken der Zähne vorhanden. Die Hinterlegungen können z. B. am fertigen Kupplungselement durch Rollieren, radiales Formen oder ein sonstiges plastisches Umformen an den Seitenflanken zusätzlich mechanisch geformt bzw. mit einem Oberflächenrelief ausgestattet werden. Die Hinterlegung verläuft entweder geneigt zur Axialrichtung oder parallel zur Axialrichtung.The said deposits are preferably present on individual or all side edges of the teeth. The deposits can z. B. on the finished coupling element by rolling, radial forms or other plastic forming on the side edges additionally mechanically shaped or equipped with a surface relief. The deposit is either inclined to the axial direction or parallel to the axial direction.
Die Hinterlegung ist vorzugsweise als Flächenausnehmung oder Flächenabschnitt an der Seitenflanke gebildet. In einer weiteren Ausführungsform besteht die Hinterlegungs-Fläche aus der Seitenflanke. Die Kupplungsverzahnung des Kupplungselementes ist insbesondere eine Geradverzahnung.The deposit is preferably formed as a surface recess or surface portion on the side edge. In another embodiment, the deposit surface is the side edge. The coupling teeth of the coupling element is in particular a straight toothing.
Das Kupplungselement ist aus Sinterwerkstoff bzw. Sintermetall hergestellt. Vorzugsweise erfolgt die Herstellung pulvermetallurgisch, insbesondere aus Sintereisen oder Sinterstahl.The coupling element is made of sintered material or sintered metal. The preparation is preferably carried out by powder metallurgy, in particular of sintered iron or sintered steel.
Vorzugsweise ist der Neigungswinkel der Lückenfläche ausgewählt aus einem Bereich mit einem oberen Grenzwert von 30°, weiter bevorzugt 15° und insbesondere 5°. Eine Realisierung größerer Neigungswinkel erfordern einen größeren Aufwand bei der Herstellung der Kupplungselemente, bietet aber gleichzeitig keinen wesentlichen zusätzlichen Vorteil für die erforderliche Qualität des gesinterten Kupplungselementes.Preferably, the angle of inclination of the void area is selected from a range having an upper limit of 30 °, more preferably 15 ° and more preferably 5 °. A realization of larger angles of inclination require more effort in the production of the coupling elements, but at the same time offers no significant additional advantage for the required quality of the sintered coupling element.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lückenfläche in Axialrichtung derart geneigt, dass ein der ersten Stirnseite des Kupplungskörpers (oder der Zahnstirn der Zähne) zugewandter Flächenabschnitt der Lückenfläche einen größeren radialen Abstand zur Mittellängsachse des Kupplungskörpers aufweist als ein der zweiten Stirnseite des Kupplungskörpers zugewandter Flächenabschnitt der Lückenfläche. Mit anderen Worten ist die Lückenfläche in einem der ersten Stirnseite axial zugewandten Flächenabschnitt bezüglich der Mittellängsachse radial weiter außen angeordnet, während die Lückenfläche in einem der ersten Stirnseite axial entfernten Flächenabschnitt bezüglich der Mittellängsachse radial weiter innen angeordnet ist. Diese geometrische Ausrichtung der Lückenfläche unterstützt eine einfache Handhabung und Positionierung eines geeigneten Werkzeugs zur Herstellung der Kupplungsverzahnung und/oder zur Realisierung einer lokalen Oberflächenverdichtung im Bereich der Kupplungsverzahnung (z. B. an den Lückenflächen, an den Seitenflanken der Zähne, insbesondere an Hinterlegungen).In a preferred embodiment, the gap surface is inclined in the axial direction such that a surface portion of the gap surface facing the first end side of the coupling body (or the teeth of the teeth) has a greater radial distance from the central longitudinal axis of the coupling body than a surface portion of the gap surface facing the second end side of the coupling body , In other words, the gap area in a first end face axially facing surface portion with respect to the central longitudinal axis is arranged radially further out, while the gap surface in a first end face axially remote surface portion with respect to the central longitudinal axis is arranged radially further inside. This geometric alignment of the gap surface facilitates easy handling and positioning of a suitable tool for producing the coupling toothing and / or for realizing a local surface compaction in the area of the coupling toothing (eg at the gap surfaces, on the Side flanks of the teeth, especially on deposits).
Die Zahnstirn eines Zahnes ist insbesondere derart angeordnet, dass sie der ersten Stirnseite des Kupplungskörpers zugewandt ist, während sich die an die Zahnstirn anschließenden Seitenflanken axial zwischen der ersten Stirnseite und einer axial entgegengesetzten zweiten Stirnseite des Kupplungskörpers erstrecken. Die Stirnseiten können als in jeweils einer Radialebene einliegende Flächen des Kupplungskörpers ausgebildet sein. Die axiale Erstreckung eines Zahnes kann unterschiedlich ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausführung hat er eine axiale Erstreckung, welche dem Axialabstand zwischen beiden Stirnseiten entspricht. Dabei kann der Zahn genau in dem Axialabstand zwischen beiden Stirnseiten positioniert sein. In weiteren Ausführungen ragt der Zahn über mindestens eine der beiden Stirnseiten axial hinaus.The tooth end of a tooth is in particular arranged such that it faces the first end face of the coupling body, while the adjoining the tooth end side flanks extend axially between the first end side and an axially opposite second end side of the coupling body. The end faces may be formed as in each case one radial plane einliegen surfaces of the coupling body. The axial extent of a tooth can be designed differently. In a preferred embodiment, it has an axial extension, which corresponds to the axial distance between the two end faces. In this case, the tooth can be positioned exactly in the axial distance between the two end faces. In further embodiments, the tooth protrudes axially beyond at least one of the two end faces.
Vorzugsweise ist die Lückenfläche Bestandteil der Oberfläche einer Ausnehmung an dem die Zähne tragenden Umfang des Kupplungskörpers. Diese Ausnehmung bewirkt eine mechanische Spannungen reduzierende Geometrie im Bereich der Kupplungsverzahnung, erhöht folglich die mechanische Festigkeit der Zähne und wirkt gleichzeitig materialsparend bei der Herstellung der Kupplungsverzahnung. Insbesondere ist die Festigkeit der Zähne gegen angreifende Drehmomente während des Betriebes des Kupplungselementes erhöht. Hierdurch kann vorteilhaft die Geometrie des gesamten Kupplungselementes in Radialrichtung kleiner dimensioniert werden, so dass das Kupplungselement volumensparend auch bei beengten Raumverhältnissen eingesetzt werden kann.Preferably, the gap surface is part of the surface of a recess on the circumference of the coupling body carrying the teeth. This recess causes a stress-reducing geometry in the region of the coupling teeth, thus increasing the mechanical strength of the teeth and at the same time saves material in the production of the coupling teeth. In particular, the strength of the teeth against attacking torques during operation of the coupling element is increased. In this way, advantageously, the geometry of the entire coupling element in the radial direction can be made smaller, so that the coupling element can be used in a space-saving manner even in confined spaces.
Die mechanische Festigkeit der Zähne wird weiter verbessert, indem die Lückenfläche bzw. die Ausnehmung entlang der Umfangsrichtung vorzugsweise einen gebogenen Verlauf aufweist. Insbesondere ist der gebogene Verlauf kreisbogenförmig, so dass das geometrische Profil eines entsprechenden Press- und/oder Formwerkzeuges zur Herstellung der Lückenfläche am Umfang des Kupplungskörpers verhältnismäßig einfach und somit kostengünstig bleiben kann.The mechanical strength of the teeth is further improved by the gap surface or the recess along the circumferential direction preferably having a curved course. In particular, the curved profile is a circular arc, so that the geometric profile of a corresponding pressing and / or molding tool for producing the gap surface on the circumference of the coupling body can remain relatively simple and therefore cost-effective.
Um eine gewünschte mechanische Festigkeit zu erzielen, kann der Radius der im Querschnitt kreisbogenförmigen Lückenfläche entsprechend dimensioniert werden. Dabei wird der Radius vorteilhaft in Abhängigkeit von dem Durchmesser des die Zähne tragenden Kupplungskörper-Umfanges und/oder von dem sogenannten Modul (Teilkreisdurchmesser im Verhältnis zur Anzahl der Zähne) dimensioniert.In order to achieve a desired mechanical strength, the radius of the cross-sectionally circular gap area can be dimensioned accordingly. The radius is advantageously dimensioned as a function of the diameter of the coupling body circumference carrying the teeth and / or of the so-called module (pitch circle diameter in relation to the number of teeth).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Lückenfläche kegelstumpfförmig ausgebildet. Diese Lückenfläche unterstützt mit einer einfach zu fertigenden Geometrie die gewünschte Festigkeit der Zähne. Außerdem kann diese Geometrie einen zuverlässigen axialen Eingriff zwischen der Kupplungsverzahnung und der Gegenverzahnung eines korrespondierenden Bauteiles erleichtern.In a further preferred embodiment, the gap surface is frustoconical. This gap surface supports the desired strength of the teeth with an easy-to-manufacture geometry. In addition, this geometry can facilitate a reliable axial engagement between the coupling teeth and the counter teeth of a corresponding component.
Die vorzugsweise kegelstumpfförmige Ausrundung der Lückenfläche am Fußkreis der Kupplungsverzahnung bietet insbesondere dann eine einfache Geometrie zur Reduzierung mechanischer Spannungen, wenn die Oberfläche einer Seitenflanke des Zahnes oder die Oberflächen von zwei einander zugewandten Seitenflanken zweier benachbarter Zähne relativ zur Axialrichtung geneigt verlaufen. Entsprechendes gilt für Hinterlegungs-Flächen an den Seitenflanken. In all diesen Fällen wirkt die ausgerundete Lückenfläche als mechanisch stabilisierende Verbindung zwischen den einander zugewandten Seitenflanken bzw. Hinterlegungen benachbarter Zähne.The preferably frusto-conical rounding of the gap surface on the root circle of the coupling toothing offers a simple geometry for reducing mechanical stresses, in particular, when the surface of one side flank of the tooth or the surfaces of two mutually facing side flanks of two adjacent teeth run inclined relative to the axial direction. The same applies to deposit areas on the side edges. In all these cases, the rounded gap surface acts as a mechanically stabilizing connection between the mutually facing side edges or deposits of adjacent teeth.
In einer bevorzugten Ausführung bildet zumindest ein Abschnitt bzw. ein Teil der Kupplungsverzahnung (insbesondere Zahnstirn und/oder Hinterlegung und/oder Lückenfläche) eine lokale Verdichtung auf, deren Dichte höher ist im Vergleich zu der mittleren Dichte des gesamten Kupplungselementes.In a preferred embodiment, at least a portion or a part of the coupling toothing (in particular tooth face and / or deposit and / or gap area) forms a local compaction whose density is higher in comparison to the average density of the entire coupling element.
Insbesondere handelt es sich bei der lokalen Verdichtung um einen Bereich mit größerer Oberflächendichte im Vergleich zur Oberflächendichte von benachbart angeordneten Oberflächenbereichen des Kupplungselementes oder der Kupplungsverzahnung. Mit anderen Worten weist beispielsweise eine Seitenflanke bzw. eine Hinterlegung oder eine Lückenfläche eine lokal verdichtete Randschicht auf, deren Dichte größer ist als in den Randschichten anderer Bereiche des Zahnes und/oder der übrigen Kupplungsverzahnung. Die Dichte der lokalen Verdichtung ist insbesondere größer als die mittlere Dichte des gesamten Kupplungselementes. Somit unterstützen die verdichteten Seitenflanken bzw. Hinterlegungen eine größere Festigkeit und somit eine längere Lebensdauer des Kupplungselementes im Betrieb.In particular, the local compaction is an area with greater surface density compared to the surface density of adjacent surface areas of the coupling element or the coupling teeth. In other words, for example, has a side edge or a deposit or a gap surface on a locally densified edge layer whose density is greater than in the edge layers of other areas of the tooth and / or the remaining coupling teeth. The density of the local compression is in particular greater than the average density of the entire coupling element. Thus, the compressed side edges or deposits support greater strength and thus a longer life of the coupling element during operation.
Die höhere Dichte der Seitenflanke bzw. der Hinterlegung wird insbesondere durch lokales Verdichten nach dem Sintern realisiert. Beispielsweise erfolgt dieses lokale Nachverdichten mittels eines axialen oder radialen Nachpressens oder Kalibrierens nach dem Sintern des Kupplungselementes.The higher density of the side edge or the deposit is realized in particular by local compression after sintering. For example, this local re-compression takes place by means of an axial or radial repressing or calibration after sintering of the coupling element.
Auch weitere Bereiche der Kupplungsverzahnung, insbesondere die Lückenflächen und/oder die Zahnstirn der Zähne, können wie vorbeschrieben nachverdichtet werden, um die mechanische Festigkeit der Kupplungsverzahnung zu verbessern. Dabei erfolgt die lokale Verdichtung der verschiedenen Bereiche der Kupplungsverzahnung vorzugsweise gleichzeitig in einem einzigen Verfahrensschritt, z. B. mittels eines Stempels, der in Axialrichtung relativbeweglich zu einer das Kupplungselement enthaltenden Matrize ist. Eine gleichzeitige Verdichtung der verschiedenen Oberflächenbereiche mittels eines einzigen Werkzeugs ermöglicht kostengünstig eine verbesserte mechanische Festigkeit des Kupplungselementes mit geringem Fertigungsaufwand.Other areas of the coupling teeth, in particular the gap surfaces and / or the teeth of the teeth, can be densified as described above in order to improve the mechanical strength of the coupling teeth. The local compression of the different areas of the coupling teeth preferably simultaneously in a single process step, for. Example by means of a punch which is relatively movable in the axial direction to a die containing the coupling element. Simultaneous compression of the various surface areas by means of a single tool allows cost-effective improved mechanical strength of the coupling element with little manufacturing effort.
Insbesondere wird ein zum Nachpressen oder Kalibrieren geeignetes Werkzeug bereitgestellt, welches eine Matrize zur Aufnahme des gesinterten Kupplungselementes und einen Stempel aufweist. Relativbewegungen zwischen Stempel und Matrize in Axialrichtung des Kupplungselementes erzeugen dann mit geringem Prozessaufwand die gewünschten Nachverdichtungen und können gleichzeitig die Neigungen der Seitenflanken bzw. Hinterlegungen und der Lückenflächen relativ zur Axialrichtung erzeugen, falls am gesinterten Grünteil die Lückenflächen und/oder Seitenflanken noch parallel zur Axialrichtung verlaufen sollten.In particular, a suitable tool for repressing or calibrating is provided which has a die for receiving the sintered coupling element and a punch. Relative movements between punch and die in the axial direction of the coupling element then produce the desired densifications with little process outlay and can simultaneously produce the inclinations of the side flanks or deposits and the gap surfaces relative to the axial direction, if the gap surfaces and / or side flanks still run parallel to the axial direction on the sintered green part should.
Die relativ zur Axialrichtung geneigten Flächen der Kupplungsverzahnung tragen bei gleichzeitig geringem Werkzeugaufwand dazu bei, dass etwaige Rissbildungen einzelner Oberflächenbereiche des Kupplungselementes, insbesondere im Bereich der Verzahnung (z. B. an den Seitenflanken und/oder der Lückenfläche), zuverlässig vermieden werden.The surfaces of the coupling toothing, which are inclined relative to the axial direction, contribute to the simultaneous avoidance of any possible formation of cracks on individual surface regions of the coupling element, in particular in the region of the toothing (eg on the side flanks and / or the gap surface).
Alternativ oder zusätzlich zu einem Kalibrieren oder Nachpressen kann die gewünschte lokal höhere Oberflächendichte im Bereich der Seitenflanke bzw. Hinterlegung und/oder der Lückenfläche erzielt werden während eines Vorganges zur lokalen Veränderung der Geometrie bzw. des Oberflächenprofils des Kupplungselementes (z. B. in Radialrichtung des Kupplungselementes wirksame Formungswerkzeuge zum radialen Formen), während eines Rolliervorganges oder während eines Kalibriervorganges (z. B. Pressen oder Rollieren). Hierzu werden insbesondere serienmäßig ohnehin benutzte Werkzeuge verwendet, wodurch die Herstellung des lokalen Verdichtungsbereiches besonders kostengünstig ist. Beispielsweise kann die lokal höhere Dichte der Seitenflanke bzw. Hinterlegung und/oder der Lückenfläche prozesstechnisch einfach und automatisch, d. h. ohne zusätzliche Prozessschritte, während eines radialen Formungsvorganges nach dem Sintern erzielt werden, bei dem ein Profil einzelner Zähne mittels radialer Formungskräfte hergestellt wird.Alternatively or in addition to a calibration or repressing, the desired locally higher surface density in the area of the side flank or deposit and / or the void area can be achieved during a process for locally changing the geometry or the surface profile of the coupling element (eg in the radial direction of the coupling element) Coupling element effective shaping tools for radial shaping), during a rolling process or during a calibration process (eg pressing or rolling). For this purpose, in particular used in series anyway tools are used, whereby the production of the local compression area is particularly cost. For example, the locally higher density of the side flank or deposit and / or the gap surface process technology simple and automatic, d. H. without additional process steps, are achieved during a radial molding process after sintering, in which a profile of individual teeth is produced by means of radial forming forces.
Vorzugsweise ist mindestens ein Zahn, insbesondere jedoch sämtliche Zähne, derart ausgebildet, dass seine Zahnstirn zwei Dachschrägen und einen diese miteinander verbindenden Dachfirst als Zahnspitze aufweist.Preferably, at least one tooth, but in particular all teeth, is formed such that its tooth front has two sloping roofs and a roof ridge connecting them to one another as a tooth tip.
Vorteilhaft werden die beschriebenen Merkmale des Kupplungselementes für eine kostengünstige Herstellung von Synchronisierbauteilen für Automobil-Getriebe angewendet. Die Kupplungsverzahnung kann als eine Außenverzahnung oder als eine Innenverzahnung ausgebildet sein. Das Kupplungselement mit Außenverzahnung dient deshalb vorzugsweise zur Herstellung von Kupplungsringen und Synchronringen, während ein Kupplungselement mit Innenverzahnung insbesondere als Schaltmuffe hergestellt wird.Advantageously, the described features of the coupling element are used for cost-effective production of synchronizing components for automotive transmissions. The coupling teeth may be formed as an external toothing or as an internal toothing. The coupling element with external teeth therefore preferably serves for the production of coupling rings and synchronizing rings, while a coupling element with internal toothing is produced in particular as a sliding sleeve.
Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings. Show it:
Das gesinterte Kupplungselement
In dem Ausführungsbeispiel haben sämtliche Zähne
Die Zahnstirn
In
Die Lückenfläche
Die bogenförmige Ausnehmung
Wie bereits gesagt, bildet die Oberfläche der Seitenflanke
Die hier in Verbindung mit einem Kupplungsring dargestellten technischen Merkmale sind auch bei anderen Ausführungsformen eines Kupplungselementes, insbesondere bei Synchronisierbauteilen eines Getriebes für Kraftfahrzeuge, realisierbar. Auch wenn hier die Merkmale anhand einer Außenverzahnung geschildert sind, können dieselben Merkmale teilweise oder vollständig entsprechend bei einer Innenverzahnung eines Kupplungselementes verwendet werden. Die hier dargestellten Merkmale können bei einzelnen oder sämtlichen Zähnen der Verzahnung eines Kupplungselementes realisiert sein.The technical features shown here in connection with a coupling ring can also be realized in other embodiments of a coupling element, in particular in synchronizing components of a transmission for motor vehicles. Although the features are described here with reference to an external toothing, the same features can be used partially or completely correspondingly in the case of internal toothing of a coupling element. The features shown here can be realized in individual or all teeth of the teeth of a coupling element.
Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die in den Zeichnungen dargestellten Details nicht notwendigerweise maßstäblich sind und zum leichteren Verständnis einzelner Merkmale der Schaltmuffe teilweise vergrößert oder verkleinert dargestellt sind.For completeness, it should be noted that the details shown in the drawings are not necessarily to scale and are partially enlarged or reduced to facilitate understanding of individual features of the shift sleeve.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kupplungselementcoupling member
- 22
- Kupplungskörperclutch body
- 33
- Kupplungsverzahnungcoupling teeth
- 44
- Außenumfangouter periphery
- 55
- Umfangsrichtungcircumferentially
- 66
- Zahntooth
- 7 7
- Axialrichtungaxially
- 88th
- Zahnstirntooth face
- 99
- Seitenflankeside flank
- 1010
- erste Stirnseitefirst end face
- 1111
- zweite Stirnseitesecond end face
- 1212
- Dachschrägesloping roof
- 1313
- Zahnspitzetooth tip
- 1414
- Zahnlückegap
- 1515
- Lückenflächevoid area
- 1616
- Flächenabschnittsurface section
- 1717
- Flächenabschnittsurface section
- 1818
- Mittellängsachsecentral longitudinal axis
- 1919
- UmfangsteilflächePeripheral part surface
- 2020
- Ausnehmungrecess
- 2121
- Hinterlegungdeposit
- 2222
- Radialrichtungradial direction
- 2323
- Stirnkragenend collar
- WW
- Neigungswinkeltilt angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2011/041811 A1 [0002] WO 2011/041811 A1 [0002]
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102014006633.9A DE102014006633A1 (en) | 2014-05-08 | 2014-05-08 | CLUTCH ELEMENT |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE102014006633.9A DE102014006633A1 (en) | 2014-05-08 | 2014-05-08 | CLUTCH ELEMENT |
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---|---|
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004020485A1 (en) * | 2004-04-26 | 2005-11-10 | R&W Antriebselemente Gmbh | plug-in coupling |
DE102005056827A1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-05-31 | Getrag Synchrontechnik Gmbh | Synchronizing ring for synchronous clutch, has annular base body and spring element is fixed to synchronizing ring whereby spring element is designed to transmit axial pre-synchronizing force |
DE102007042798A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Schaeffler Kg | Ratchet wheel for a synchronizer of a change-speed gearbox |
WO2011041811A1 (en) | 2009-10-07 | 2011-04-14 | Miba Sinter Austria Gmbh | Sintered coupling ring |
FR2990732A1 (en) * | 2012-05-16 | 2013-11-22 | Renault Sa | Washer for idler dog clutch of idler gear of e.g. double cone synchronizer in gear box, has welding zones dissociated from support and centering zones and placed alternate to support and centering zones on interior circumference of washer |
-
2014
- 2014-05-08 DE DE102014006633.9A patent/DE102014006633A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004020485A1 (en) * | 2004-04-26 | 2005-11-10 | R&W Antriebselemente Gmbh | plug-in coupling |
DE102005056827A1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-05-31 | Getrag Synchrontechnik Gmbh | Synchronizing ring for synchronous clutch, has annular base body and spring element is fixed to synchronizing ring whereby spring element is designed to transmit axial pre-synchronizing force |
DE102007042798A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Schaeffler Kg | Ratchet wheel for a synchronizer of a change-speed gearbox |
WO2011041811A1 (en) | 2009-10-07 | 2011-04-14 | Miba Sinter Austria Gmbh | Sintered coupling ring |
FR2990732A1 (en) * | 2012-05-16 | 2013-11-22 | Renault Sa | Washer for idler dog clutch of idler gear of e.g. double cone synchronizer in gear box, has welding zones dissociated from support and centering zones and placed alternate to support and centering zones on interior circumference of washer |
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