DE10320949A1

DE10320949A1 - Schiebemuffe für ein Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE10320949A1
Application number: DE10320949A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl.-Ing. Spalthoff; Ernst Dipl.-Ing. Röckelein; Kristina May; Manfred Dipl.-Ing. Jansen
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2004-11-25
Also published as: WO2004099638A1

Abstract

Eine wenigstens aus zwei Teilen zusammengesetzte Schiebemuffe (1) für ein Schaltgetriebe zeichnet sich dadurch aus, dass die Oberflächenhärte der Schaltgabelführung (4) durch Blindhärten und die Oberflächenhärte der Verzahnung (5) durch Einsatzhärten eingestellt ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schiebemuffe einer Synchronisiereinheit für ein Schaltgetriebe, deren Muffenkörper an seinem Außenumfang einer sich öffnenden Schaltgabel aufnimmt und eine in Richtung der Längsmittelachse verlaufende, nach innen gerichtete Verzahnung aufweist, wobei die Schiebemuffe durch wenigstens zwei miteinander verbundene Bauteile gebildet ist.

Hintergrund der Erfindung

Eine derart gebaute Schiebemuffe ist beispielsweise aus der DE 199 12 130 A1 vorbekannt. Die Schaltgabelführung ist in diesem Fall durch zwei voneinander beabstandete Ringe gebildet, die auf die äußere Mantelfläche des Muffenkörpers aufgesetzt sind. Derartige aus zwei oder mehr Komponenten bestehende Schiebemuffen werden in der Regel spanlos hergestellt und im gefügten und geschweißten Zustand aufgekohlt und gehärtet. Bei einem derartigen Herstellungsverfahren ergibt sich durch das Einsatzhärten eine Oberflächenhärte für das gesamte Bauteil. Dadurch werden zwangsläufig auch Komponenten und deren Flächen aufgekohlt, an denen der damit verbundene Verschleißschutz gar nicht notwendig wäre, weil dort die Kontaktreibung nicht oder nur in einem sehr geringen Umfang vorhanden ist. Zum anderen sind nachträglich erforderliche Schweißvorgänge an zuvor aufgekohlten Flächen wegen Rißbildungsgefahr nicht möglich und bedürfen daher vor dem Schweißen des Abtragens des aufgekohlten Materials. Zu derartigen Flächen, die nur einer sehr bedingten Kontaktreibung unterliegen, gehört auch die Schaltgabelführung von Schiebemuffen.

Nun ist in diesem Zusammenhang aus der DE 100 21 088 A1 eine Schiebemuffe bekannt, die nicht mehr insgesamt in einem Härteprozeß gehärtet wird, sondern lediglich lokal, und zwar im Bereich der Verzahnung. Der Schaltgabeleinstich hingegen weist eine Oberflächenhärte auf, die durch Kaltwalzen eingestellt ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schiebemuffe herzustellen, die kostengünstig herstellbar ist und dennoch an allen Stellen eine genügend hohe Verschleißfestigkeit aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass die Oberflächenhärte der Schaltgabelführung durch Blindhärten und die Oberflächenhärte der Verzahnung durch Einsatzhärten eingestellt ist.

In bekannter Weise ist dabei unter Blindhärten das Härten nicht aufgekohlten Teile zu verstehen, so dass ausschließlich der vorhandene Kohlenstoff zur Steigerung der Härtewerte genutzt wird. Unter Einsatzhärten ist ebenfalls in bekannter Weise ein Randschichthärten mit vorausgegangener Anreicherung der Oberfläche mit Kohlenstoff und ggf. zusätzlich mit Stickstoff zu verstehen, so dass ein Werkstoffverbund gebildet ist.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass durch die Blindhärtung der Schaltgabelführung nur ein sehr geringer Verzug, d.h. eine nur sehr geringe Formänderung eintritt. Sind dennoch Nachbearbeitungen der Schaltgabelführung erforderlich, sind diese einfach durchführbar, weil sich das abzutragende Material in einem weichen Zustand befindet. Hinzu kommt als weiterer Vorteil, dass sich blindgehärtete Teile einfacher schweißen lassen, da diese aufgrund des geringen Kohlenstoffgehalts nicht zur Rissbildung neigen.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 beschrieben.

So geht aus Anspruch 2 hervor, dass die Verzahnung der Schiebemuffe eine Härte von 670–810 HV 5 aufweist und nach Anspruch 3 aus einem Stahl der Marke 16MnCr5 hergestellt ist. Natürlich ist die Erfindung nicht auf diesen speziellen Stahl beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf andere dem Fachmann bekannte einsatzhärtende Stähle.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 4 soll die Schaltgabelführung eine Härte von 360–440 HV 5 aufweisen und nach Anspruch 5 aus einem Stahl der Marke 16MnCr5, Cq10 oder St4 hergestellt sein.

In den Ansprüchen 6 und 7 ist die Verbindung der einzelnen Bestandteile der Schiebemuffe beschrieben. Danach ist nach Anspruch 6 vorgesehen, dass Schaltgabelführung und Verzahnung durch Formschluß miteinander verbunden sind, der durch eine Materialverschiebung von der Schaltgabelführung zur Verzahnung hergestellt ist. Nach Anspruch 7 soll schließlich die Mantelfläche der Verzahnung eine Nut aufweisen.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine zusammengesetzte Schiebemuffe.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In der einzigen Figur ist mit 1 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Schiebemuffe dargestellt. Diese besteht aus dem Muffenkörper 2, der an seiner inneren Umfangsfläche mit der Verzahnung 5 versehen ist, die sich in Richtung seiner nicht dargestellten Längsachse erstreckt. Der Außenumfang des Muffenkörpers 2 ist von einer Aufnahmebohrung der Bandage 3 aufgenommen, die wiederum an ihrem Außenumfang mit einer nach außen offenen Schaltgabelführung 4 versehen ist. Der Muffenkörper 2 weist an seinem Außenumfang die Nut 6 auf, die zur formschlüssigen Verbindung von Muffenkörper 2 und Bandage 3 vorgesehen ist.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Schiebemuffe 1 erfolgt derart, dass zunächst der spanlos aus einem profilierten Blechband hergestellte Muffenkörper 2 einer Einsatzhärtung unterworfen, d.h., seine Randschicht zunächst aufgekohlt und anschließend einer die Härte erzeugenden Wärmebehandlung unterworfen wird. Die Bandage 3 wird ebenfalls spanlos hergestellt und einer separaten Härtung in Form einer Blindhärtung unterworfen. Dies bedeutet, dass zur Härtesteigung nur der bereits vorhandene Kohlenstoffgehalt nutzbar ist. Während die Bandage 3 aus einem Stahl der Marke St4 gefertigt ist und nach dem Blindhärten eine Oberflächen- und eine Kernhärte von 395 HV 10 aufweist, ist der Muffenkörper 2 aus einem Stahl der Marke 16MnCr5 gefertigt und einer Einsatzhärtung mit einer Oberflächenhärte von 690 HV 10 unterworfen.
Das Zusammenfügen der unterschiedlich harten Teile erfolgt derart, dass der Muffenkörper 2 in die Aufnahmebohrung der Bandage 3 eingeschoben wird. Dieses Ineinanderschieben erfolgt mit leichtem Preßsitz, d. h., mit einer Über deckung < 0,2mm. Danach wird durch Verprägen von Material zwischen beiden Teilen ein Formschluß hergestellt, wobei das wesentlich weichere Material der Bandage 3 in die Nut 6 des wesentlich härteren Material des Muffenkörpers 2 verschoben wird. Auf diese Weise ist ein Verbund entstanden, der gegen axiales und radiales Verschieben gesichert ist.

1: Schiebemuffe
2: Muffenkörper
3: Bandage
4: Schaltgabelführung
5: Verzahnung
6: Nut

Claims

Schiebemuffe (1) einer Synchronisiereinheit für ein Schaltgetriebe, deren Muffenkörper (2) an seinem Außenumfang eine sich öffnende Schaltgabelführung (4) aufnimmt und eine in Richtung der Längsmittelachse verlaufende, nach innen gerichtete Verzahnung (5) aufweist, wobei die Schiebemuffe (1) durch wenigstens zwei miteinander verbundene Bauteile gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenhärte der Schaltgabelführung (4) durch Blindhärten und die Oberflächenhärte der Verzahnung (5) durch Einsatzhärten eingestellt ist.
Schiebemuffe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (5) eine Härte von 670–810 HV 5 aufweist.
Schiebemuffe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (5) aus einem Stahl der Marke 16MnCr5 hergestellt ist.
Schiebemuffe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgabelführung (4) eine Härte von 360–440 HV 5 aufweist.
Schiebemuffe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgabelführung (4) aus einem Stahl der Marke 16MnCr5, Cq10 oder St4 hergestellt ist.
Schiebemuffe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltgabelführung (4) und Verzahnung (5) durch Formschluß miteinander verbunden sind, der durch eine Materialverschiebung von der Schaltgabelführung (4) zur Verzahnung (5) hergestellt ist.
Schiebemuffe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Verzahnung (5) eine Nut (6) aufweist.