DE102018116044A1 - Coupling body for gear synchronization - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kupplungskörper (10) für eine Getriebesynchronisierung, mit einem Grundkörper (30), der einen Reibkonus (36) aufweist, und mit einer Kupplungsscheibe (32), die mit einer Kupplungsverzahnung (26) versehen und mit dem Grundkörper (30) drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (30) aus Stahl mit einem geringen Kohlenstoffgehalt besteht und die Kupplungsscheibe (32) aus einem einsatzhärtbaren Stahl oder einem aufgekohlten Stahl besteht.

Figure DE102018116044A1_0000
The invention relates to a clutch body (10) for a transmission synchronization, with a base body (30) which has a friction cone (36), and with a clutch disc (32) which is provided with a clutch toothing (26) and with the base body (30) is non-rotatably connected, characterized in that the base body (30) consists of steel with a low carbon content and the clutch disc (32) consists of case-hardenable steel or a carburized steel.
Figure DE102018116044A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Kupplungskörper für eine Getriebesynchronisierung.The invention relates to a clutch body for a transmission synchronization.

Ein solcher Kupplungskörper ist beispielsweise aus der DE 10 2016 104 495 A1 bekannt (siehe die beigefügte 1).Such a coupling body is for example from the DE 10 2016 104 495 A1 known (see the attached 1 ).

Der Kupplungskörper (in 1 mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet) dient allgemein ausgedrückt dafür, die Drehgeschwindigkeit einer Getriebewelle 12 mit der Drehgeschwindigkeit eines lose auf der Getriebewelle 12 angeordneten Gangrades 14 zu synchronisieren und anschließend das Gangrad 14 drehfest mit der Getriebewelle 12 zu koppeln.The clutch body (in 1 with the reference symbol 10 Generally speaking, serves the speed of rotation of a gear shaft 12 at the speed of rotation of a loose on the gear shaft 12 arranged gear wheel 14 to synchronize and then the gear wheel 14 rotationally fixed with the gear shaft 12 to couple.

Die Funktionsweise einer solchen Getriebesynchronisierung ist allgemein bekannt und wird nachfolgend nur sehr kurz erläutert.The mode of operation of such a transmission synchronization is generally known and is only explained briefly below.

Drehfest auf der Getriebewelle 12 ist eine Synchronnabe 16 angeordnet, auf deren Außenumfang eine Schaltmuffe 18 drehfest, jedoch in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist.Non-rotatable on the gear shaft 12 is a synchronous hub 16 arranged on the outer circumference of a shift sleeve 18 is rotatably, but slidably arranged in the axial direction.

Zwischen der Schaltmuffe 18 und einem zu schaltenden Gangrad 14 ist ein Synchronring 20 vorgesehen, der mit einem Reibkonus 24 zusammenwirken kann, der am Kupplungskörper 10 vorgesehen ist. Der Kupplungskörper 10 ist ferner auf seinem Außenumfang mit einer Kupplungsverzahnung 26 versehen, auf die eine auf der Innenseite der Schaltmuffe 18 angeordnete Verzahnung aufgeschoben werden kann. Wenn die Schaltmuffe 18 in die Kupplungsverzahnung 26 eingreift, ist eine drehfeste Verbindung von der Getriebewelle 12 über die Synchronnabe 16 und die Schaltmuffe 18 zur Kupplungsverzahnung 26 und damit zum Kupplungskörper 10 hergestellt. Der Kupplungskörper 10 ist wiederum drehfest mit dem Gangrad 14 verbunden, insbesondere verschweißt (siehe eine hier schematisch dargestellte Schweißnaht 28).Between the gearshift sleeve 18 and a gear wheel to be switched 14 is a synchronizer ring 20 provided with a friction cone 24 can cooperate on the clutch body 10 is provided. The clutch body 10 is also on its outer circumference with a coupling toothing 26 provided on the one on the inside of the shift sleeve 18 arranged toothing can be pushed. If the shift sleeve 18 into the clutch teeth 26 engages, is a non-rotatable connection from the gear shaft 12 via the synchronous hub 16 and the gearshift sleeve 18 for coupling teeth 26 and thus to the clutch body 10 manufactured. The clutch body 10 is in turn non-rotatable with the gear wheel 14 connected, in particular welded (see a weld seam shown schematically here 28 ).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Herstellungskosten für den Kupplungskörper zu verringern.The object of the invention is to reduce the manufacturing costs for the coupling body.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Kupplungskörper für eine Getriebesynchronisierung vorgesehen, mit einem Grundkörper, der einen Reibkonus aufweist, und mit einer Kupplungsscheibe, die mit einer Kupplungsverzahnung versehen und mit dem Grundkörper drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper aus Stahl mit einem geringen Kohlenstoffgehalt besteht und die Kupplungsscheibe aus einem einsatzhärtbaren Stahl oder einem aufgekohlten Stahl besteht. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, den Grundkörper und die Kupplungsscheibe als zwei getrennte Bauteile herzustellen, und dann die Kupplungsscheibe so am Grundkörper anzubringen, dass die Kupplungsscheibe drehfest mit dem Grundkörper verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass optimal angepasste Herstellungsverfahren und/oder Materialien für den Grundkörper und die Kupplungsscheibe verwendet werden können. Der Grundkörper kann dann optimal mit dem Gangrad verschweißt werden, während die Kupplungsverzahnung durch Härten auf die gewünschte Härte gebracht werden kann. Der „weiche“ Grundkörper kann mit geringem Aufwand mit den gewünschten Abmessungen zur Anbringung am Gangrad hergestellt oder nachbearbeitet werden, beispielsweise mittels Drehen oder Fräsen. Der Reibkonus kann dann ungehärtet ausgeführt werden, wenn Karbonreibbeläge verwendet werden.To achieve this object, a clutch body for a transmission synchronization is provided according to the invention, with a base body that has a friction cone, and with a clutch disc that is provided with a clutch toothing and is connected to the base body in a rotationally fixed manner, characterized in that the base body made of steel with a low carbon content and the clutch disc is made of case hardenable steel or carburized steel. The invention is based on the basic idea of producing the base body and the clutch disc as two separate components, and then attaching the clutch disc to the base body in such a way that the clutch disc is connected to the base body in a rotationally fixed manner. This has the advantage that optimally adapted manufacturing processes and / or materials can be used for the base body and the clutch disc. The base body can then be optimally welded to the gear wheel, while the coupling teeth can be brought to the desired hardness by hardening. The “soft” body can be manufactured or reworked with little effort with the desired dimensions for attachment to the gear wheel, for example by turning or milling. The friction cone can then be made uncured if carbon friction linings are used.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplungsscheibe mit dem Grundkörper durch eine Formschlussverbindung verbunden ist. Die Formschlussverbindung ermöglicht es, auch hohe Drehmomente zuverlässig zu übertragen.According to one embodiment of the invention, it is provided that the clutch disc is connected to the base body by a positive connection. The positive connection enables even high torques to be reliably transmitted.

Die Formschlussverbindung kann eine Verzahnung enthalten oder mehrere in Umfangsrichtung wirksame Vorsprünge. Grundsätzlich ist jede Gestaltung geeignet, mit der die gewünschten Drehmomente in Umfangsrichtung zuverlässig übertragen werden können.The interlocking connection can contain a toothing or a plurality of projections which act in the circumferential direction. In principle, any design is suitable with which the desired torques can be reliably transmitted in the circumferential direction.

Die Formschlussverbindung kann auch plastisch verformte Halteelemente aufweisen, die über die Drehmomentübertragung in Umfangsrichtung hinaus auch eine Haltewirkung in axialer Richtung bereitstellen.The form-fitting connection can also have plastically deformed holding elements which, in addition to the torque transmission in the circumferential direction, also provide a holding effect in the axial direction.

Zusätzlich zur Formschlussverbindung oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Kupplungsscheibe mittels einer Presspassung mit dem Grundkörper verbunden ist. Auch mit einer Presspassung können sehr hohe Drehmomente übertragen werden. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Presspassung thermisch gefügt wird.In addition to the positive connection or alternatively, it can be provided that the clutch disc is connected to the base body by means of an interference fit. Very high torques can also be transmitted with a press fit. It can be provided that the press fit is thermally joined.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Kupplungsscheibe mittels eines Fügekonus mit dem Grundkörper verbunden ist. In diesem Fall wird die Kupplungsscheibe axial auf den Grundkörper aufgepresst, wobei sie sich beim Aufschieben auf den Fügekonus geringfügig aufweitet und dadurch der gewünschte Reibschluss erzielt wird.Additionally or alternatively, it can be provided that the clutch disc is connected to the base body by means of a joining cone. In this case, the clutch disc is pressed axially onto the base body, whereby it widens slightly when it is pushed onto the joining cone, thereby achieving the desired frictional connection.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:

  • - 1 eine Getriebesynchronisierung mit einem Kupplungskörper gemäß dem Stand der Technik,
  • - 2 einen Querschnitt durch einen Kupplungskörper gemäß der Erfindung;
  • - 3 ein Beispiel für einen beim Kupplungskörper von 2 verwendeten Formschluss;
  • - 4 ein weiteres Beispiel für einen verwendeten Formschluss;
  • - 5 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung; und
  • - 6 eine dritte Ausführungsform der Erfindung.
The invention is described below with reference to various embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. In these show:
  • - 1 a transmission synchronization with a clutch body according to the prior art,
  • - 2 a cross section through a coupling body according to the invention;
  • - 3 an example of one in the coupling body of 2 form fit used;
  • - 4 another example of a form fit used;
  • - 5 in a view corresponding to that of 2 a second embodiment of the invention; and
  • - 6 a third embodiment of the invention.

In 2 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kupplungskörpers 10 gezeigt. Der Kupplungskörper 10 besteht dabei aus einem Grundkörper 30 und einer Kupplungsscheibe 32.In 2 is an embodiment of a coupling body according to the invention 10 shown. The clutch body 10 consists of a basic body 30 and a clutch disc 32 ,

Der Grundkörper 30 besteht aus Stahl, der an das Gangrad schweißbar ist, also aus einem Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt.The basic body 30 consists of steel that can be welded to the gear wheel, i.e. a steel with a low carbon content.

Der Grundkörper 30 ist allgemein ringförmig ausgeführt und weist eine Innenumfangsfläche 34 auf, die einen Fügedurchmesser zur Verbindung mit dem Gangrad darstellt.The basic body 30 is generally annular and has an inner peripheral surface 34 on, which represents a joint diameter for connection to the gear wheel.

Auf seinem Außenumfang weist der Grundkörper 30 einen Reibkonus 36 auf, der zum Zusammenwirken mit dem entsprechenden Synchronring vorgesehen ist.The base body faces on its outer circumference 30 a friction cone 36 on, which is intended to cooperate with the corresponding synchronizer ring.

Der Reibkonus 36 kann mit einem Reibbelag versehen sein, beispielsweise einem Karbonreibbelag.The friction cone 36 can be provided with a friction lining, for example a carbon friction lining.

Die Kupplungsscheibe 32 besteht aus einem Material, das gehärtet werden kann. Insbesondere besteht sie aus Stahl, der einsatzgehärtet werden kann und zu diesem Zweck einen ausreichend hohen Kohlenstoffgehalt hat (beispielsweise C35) oder einem Material, das vor dem Härten aufgekohlt wird (beispielsweise 16MnCr5).The clutch disc 32 consists of a material that can be hardened. In particular, it is made of steel that can be case hardened and for this purpose has a sufficiently high carbon content (for example C35) or a material that is carburized before hardening (for example 16MnCr5).

Die Kupplungsscheibe 32 weist auf ihrem Außenumfang die Kupplungsverzahnung 26 auf.The clutch disc 32 has the clutch teeth on its outer circumference 26 on.

Radial innerhalb der Kupplungsverzahnung ist eine Formschlussverbindung mit dem Grundkörper 30 vorgesehen. Die Formschlussverbindung trägt hier allgemein das Bezugszeichen 40.Radially inside the coupling teeth there is a positive connection with the base body 30 intended. The form-fit connection generally bears the reference symbol here 40 ,

Für die Formschlussverbindung 40 können verschiedene Geometrien verwendet werden. Es kann sich um eine axiale Formschlussverbindung oder um eine radiale Formschlussverbindung handeln. Eine axiale Formschlussverbindung ist gebildet durch Geometrien, die einander in axialer Richtung gegenüberliegen, also an einer Stirnfläche des Grundkörpers 30 und einer Seitenfläche der Kupplungsscheibe 32 angeordnet sind. Eine radiale Formschlussverbindung ist gebildet durch Geometrien, die radial ausgerichtet sind, also an einer Außenumfangsfläche des Grundkörpers 30 und einer Innenumfangsfläche der Kupplungsscheibe 32 angeordnet sind.For the positive connection 40 different geometries can be used. It can be an axial positive connection or a radial positive connection. An axial interlocking connection is formed by geometries that lie opposite one another in the axial direction, that is to say on an end face of the base body 30 and a side surface of the clutch disc 32 are arranged. A radial positive connection is formed by geometries that are aligned radially, that is, on an outer peripheral surface of the base body 30 and an inner peripheral surface of the clutch disc 32 are arranged.

In 3 ist als Beispiel für eine Formschlussverbindung 40 eine Evolventen- oder Keilverzahnung gezeigt.In 3 is an example of a positive connection 40 an involute or spline is shown.

In 4 ist als Beispiel für eine Formschlussverbindung 40 eine Geometrie mit Mitnahmenocken/-taschen gezeigt.In 4 is an example of a positive connection 40 a geometry with driving cams / pockets is shown.

Bei diesen beiden Ausführungsformen handelt es sich um radiale Formschlussverbindungen.These two embodiments are radial positive connections.

In 5 ist als Beispiel für eine axiale Formschlussverbindung 40 gezeigt, dass die Kupplungsscheibe 32 mit zylindrischen Durchstellungen 42 versehen ist, die von der Seite der Kupplungsscheibe aus fließgepresst werden, die dem Gangrad zu- und vom Grundkörper 30 abgewandt ist.In 5 is an example of an axial positive connection 40 shown that the clutch disc 32 with cylindrical passages 42 is provided, which are extruded from the side of the clutch disc, the gear wheel to and from the base body 30 is turned away.

In 6 sind als weiteres Beispiel für eine axiale Formschlussverbindung mehrere Vorsprünge 44 gezeigt, die in geeignete Öffnungen der Kupplungsscheibe 32 eingreifen. Die Vorsprünge 44 können innerhalb der Kupplungsscheibe 32 verstemmt werden, um eine axiale Verbindung zu gewährleisten.In 6 are a further example of an axial positive connection several projections 44 shown in suitable openings of the clutch disc 32 intervention. The tabs 44 can inside the clutch disc 32 be caulked to ensure an axial connection.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Fläche 46 des Grundkörpers 30, auf die die Kupplungsscheibe 32 aufgeschoben ist, als Konus ausgeführt ist, sodass hier eine Presspassung bzw. ein Reibschluss gebildet ist.In addition, it can be provided that the surface 46 of the basic body 30 on which the clutch disc 32 is pushed on as a cone, so that an interference fit or a frictional connection is formed here.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016104495 A1 [0002]DE 102016104495 A1 [0002]

Claims (7)

Kupplungskörper (10) für eine Getriebesynchronisierung, mit einem Grundkörper (30), der einen Reibkonus (36) aufweist, und mit einer Kupplungsscheibe (32), die mit einer Kupplungsverzahnung (26) versehen und mit dem Grundkörper (30) drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (30) aus Stahl mit einem geringen Kohlenstoffgehalt besteht und die Kupplungsscheibe (32) aus einem einsatzhärtbaren Stahl oder einem aufgekohlten Stahl besteht.Coupling body (10) for a transmission synchronization, with a base body (30) which has a friction cone (36), and with a clutch disc (32) which is provided with a clutch toothing (26) and is connected to the base body (30) in a rotationally fixed manner, characterized in that the base body (30) consists of steel with a low carbon content and the clutch disc (32) consists of case-hardenable steel or a carburized steel. Kupplungskörper (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (32) mit dem Grundkörper (30) durch einen Formschlußverbindung (40) verbunden ist.Coupling body (10) after Claim 1 , characterized in that the clutch disc (32) is connected to the base body (30) by a positive connection (40). Kupplungskörper (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlußverbindung (40) eine Verzahnung enthält.Coupling body (10) after Claim 2 , characterized in that the positive connection (40) contains a toothing. Kupplungskörper (10) nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlußverbindung (40) mehrere in Umfangsrichtung wirksame Vorsprünge aufweist.Coupling body (10) after Claim 2 or Claim 3 , characterized in that the positive connection (40) has a plurality of projections which are effective in the circumferential direction. Kupplungskörper (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlußverbindung (40) plastisch verformte Halteelemente aufweist.Coupling body (10) according to one of the Claims 2 to 4 , characterized in that the positive connection (40) has plastically deformed holding elements. Kupplungskörper (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (32) mittels einer Presspassung mit dem Grundkörper (30) verbunden ist.Coupling body (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling disc (32) is connected to the base body (30) by means of an interference fit. Kupplungskörper (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (32) mittels eines Konus mit dem Grundkörper (30) verbunden ist.Coupling body (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling disc (32) is connected to the base body (30) by means of a cone.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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