DE19536259C2 - Eingriffsstruktur - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eingriffsstruktur zwischen einer Kupplungstrommel und einem Verbindungsteil ge­ mäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Die Erfindung be­ trifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Kupplungstrommel sowie ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Verbindungsteiles.

Aus GB 1 442 254 ist eine Kupplungstrommel bekannt, welche mit einer Anzahl in Umfangsrichtung abfolgend angeordneter Ausnehmungen versehen ist zur Aufnahme von entsprechend kom­ plementär an Kupplungs-Lamellen ausgebildeten Eingriffsvor­ sprüngen. Die Ausnehmungen sind im Bereich eines axialen En­ des der Kupplungstrommel jeweils mit einem Steg-Abschnitt überbrückt. Durch diesen Steg-Abschnitt sind die Kupplungs- Lamellen in der Kupplungstrommel gesichert. Jede Ausnehmung weist zwei, sich in axialer Richtung erstreckende Kantenab­ schnitte auf. Diese Kantenabschnitte sind derart ausgebildet, daß sich zwischen dem Eingriffsursprung der jeweiligen Brems­ lammelle und der Kupplungstrommel ein verdickter Anlagebe­ reich ergibt.

Aus US-PS 3 760 921 sind Bremslamellen für eine Lamellen- Kupplung bekannt, welche radial einwärts gerichtete Ein­ griffsabschnitte aufweisen. Diese Eingriffsabschnitte sind lokal verdickt ausgebildet.

Aus JP 63-246 542 A ist ein Automatikgetriebe bekannt, bei welchem eine Kupplungstrommel vorgesehen ist, die über eine Eingriffsstruktur mit einem in einen vorderen Endbereich der Kupplungstrommel eingesetzten Verbindungsteil gekoppelt ist.

Es sind weiterhin Automatikgetriebe bekannt, bei denen ein Drehmomentwandler an einen Gangschaltmechanismus angesetzt ist, welcher ein Planetengetriebe umfaßt. Ein solches Automatikge­ triebe wird z. B. in einem Kraftfahrzeug verwendet, um einem Fahrer die Betätigung einer Kupplung zu ersparen.

Der Gangschaltmechanismus eines Automatikgetriebes eines Kraft­ fahrzeuges umfaßt üblicherweise Rotationselemente wie z. B. Pla­ netengetriebekomponenten, Kupplungen, Bremsen, eine Hauptwelle sowie Kopplungselemente wie z. B. ein Verbindungsteil zum gegen­ seitigen Verbinden der genannten Rotationselemente.

Das Verbindungsteil dient zum drehfesten Koppeln zweier oder mehrerer Rotationselemente, die sich um eine Hauptwelle drehen. Obwohl ein Fall bekannt ist, bei dem die zwei Rotationselemente mit den zugewandten Seiten eines Verbindungsteiles zu einer Baueinheit vereinigt sind, hat es sich im Hinblick auf die Be­ quemlichkeit beim Entwerfen oder beim Zusammenfügen eines Me­ chanismus als vorteilhaft erwiesen, das Rotationselement und die Verbindungshülse über eine Eingriffstruktur miteinander zu kop­ peln. In letzterem Fall wird das Drehmoment über den Eingriffs­ abschnitt zwischen diesen beiden Teilen übertragen, wobei sie auch axial verschoben werden können, um sie zu trennen.

Obwohl die Eingriffstruktur auf einen Koppelungsabschnitt zwi­ schen einer Kupplungstrommel und einem zugeordneten Verbin­ dungsteil anwendbar ist, wie aus der offengelegten JP 63-256542 A bekannt ist, kann sie auf andere Koppelungsvorrichtungen und Drehelemente als die obenerwähnten Elemente oder auf Koppe­ lungsabschnitte zwischen Drehelementen angewendet werden.

Die Eingriffstruktur zwischen dem Verbindungsteil und der Kupp­ lungstrommel umfaßt mehrere Ausschnitte, die erzeugt werden durch Ausschneiden entsprechender Segmente aus einem Endbereich der Kupplungstrommel, und mehrere Vorsprünge, die erzeugt wer­ den durch entsprechendes Ausschneiden des Umfangsabschnitts des Verbindungsteiles. Die Verbindungshülse und die Kupplungstrom­ mel überschneiden sich, wobei die Vorsprünge des Verbindungs­ teiles mit den Ausschnitten der Kupplungstrommel in Eingriff sind.

Im folgenden wird mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 die Eingriffs­ truktur des Verbindungsteiles beschrieben, die in der obener­ wähnten JP 63-246542 A offenbart ist.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Teilschnittansicht eines Automa­ tikgetriebes und eine Seitenansicht, die die Eingriffstruktur von der linken Seite der Fig. 4 aus gesehen zeigt.

Hierbei sind eine Umkehrkupplungstrommel 31 und ein Verbin­ dungsteil 32 über eine Eingriffstruktur 30 zur Übertragung von Drehmoment miteinander in Eingriff.

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist das Automatikgetriebe so konstruiert, daß ein Drehmomentwandler 36, der in einem Wandlergehäuse 39A enthalten ist, mit einem Gangschaltmechanismus 38, der in einem Getriebegehäuse 39B enthalten ist, kombiniert ist. Das Getrie­ begehäuse 39B und das Wandlergehäuse 39A sind mittels mehrerer nicht gezeigter Bolzen aneinander befestigt. Der Drehmoment­ wandler 36 dient zur Übertragung einer Antriebskraft, die von einem nicht gezeigten Motor, der rechts angeordnet ist, an eine Antriebswelle 35 abgegeben wird, auf eine Hauptwelle 33 des Gangschaltmechanismus 38. Eine Ölpumpe 37, die vom Wandlerge­ häuse 39A im Zentrum desselben unterstützt ist, dient sowohl zum Umwälzen des Öls für den Drehmomentwandler 39 als auch zum Erzeugen von Hochdrucköl, das für die Steuerung des Gangschalt­ mechanismus 38 erforderlich ist.

Ein nicht gezeigter Hauptabschnitt des Gangschaltmechanismus ist an der linken Seite der auf der linken Seite der Fig. 4 an­ geordneten Verbindungshülse 32 angeordnet. Der Hauptabschnitt umfaßt mehrere Stufen von Planetengetrieben, andere Kupplungen als diejenigen, die in der Figur gezeigt sind, eine Bremse, ei­ nen hydraulischen Steuermechanismus, einen Mechanismus zum Übertragen einer Getriebeabtriebsdrehzahl auf eine Abtriebswel­ le des Gangschaltmechanismus 38, sowie eine Lagervorrichtung für die Hauptwelle 33 etc.

Eine Umkehrkupplungstrommel 31 des Gangschaltmechanismus 38 ist eine zusammengesetzte Innen-Außen-Preßtrommel, die hergestellt wird, indem eine Stahlplatte in eine Ringröhrenform gezogen wird und ein äußerer Umfang derselben in eine Zylinderform ge­ bracht wird, und die eine Innentrommel 31H enthält, die in ih­ rem Inneren angebracht ist. An der Seite eines Zugangs der In­ nentrommel 31H sind Keilnuten zum Halten einer Kupplungsscheibe ausgebildet, während auf einer unteren Seite ein Hydraulikzy­ linder ausgebildet ist. In einem ringförmigen Zwischenraum in der Umkehrkupplungstrommel 31 ist ein Element enthalten, das die Umkehrkupplung und eine Kupplung (Hochkupplung) eines wei­ teren Satzes bildet. Zwischen der Innentrommel 31H und der Hochkupplung 34 sind dicht angeordnete innere und äußere Kupp­ lungsscheiben, eine Haltescheibe, ein Kolben, eine Feder etc. angeordnet, wobei diese Elemente die Umkehrkupplungstrommel bilden. Ein Zylinderende der Umkehrkupplungstrommel 31 ist über die Eingriffstruktur 30 mit einer Außenkante des Verbindungs­ teils 32 verbunden.

Das Verbindungsteil 32 ist ein scheibenförmiges Element, das durch Ziehen eines Stahlblechs hergestellt wird, und ist so an­ geordnet, daß es sich mit einem zylindrischen Außenumfang der Umkehrkupplungstrommel 31 überschneidet. Das Verbindungsteil 32 verbindet die Umkehrkupplungstrommel 31 und das nicht gezeigte Planetengetriebe auf der linken Seite und dreht diese gemein­ sam. Bei der Eingriffstruktur 30 sind die am Außenumfang des Verbindungsteils 32 ausgebildeten Vorsprünge 32A mit mehreren Ausschnitten in Eingriff, die am Ende der Umkehrkupplungs­ trommel 31 in Radialrichtung ausgebildet sind. Zwischen der Um­ kehrkupplungstrommel 31 und dem Verbindungsteil 32 wird durch den Eingriff Drehmoment, d. h. eine Drehkraft um die Hauptwelle übertragen. Im Gegensatz dazu gewährleistet beim Auseinander­ nehmen/Zusammenfügen ein Verschieben des Verbindungsteiles 32 nach links/rechts längs der Hauptwelle 33 ein schnelles Besei­ tigen/Herstellen des Eingriffs zwischen der Umkehrkupp­ lungstrommel 31 und dem Verbindungsteil 32.

Bei dieser Eingriffstruktur 30, die in Fig. 5 mit einer gestri­ chelten Linie umrandet ist, umfaßt die Umkehrkupplungstrommel 31 eine Aussparung 33B, die gebildet wird durch Ausschneiden des Zylinderendes des zylindrischen Außenumfangs in gleichen Abständen senkrecht zur Zeichnungsebene. Eine Kante des Vor­ sprungs 31A, der nach der Ausbildung der Aussparung 31B zurück­ bleibt, liegt an der Kante des Vorsprungs 32A an und überträgt ein Drehmoment. Durch Auseinandernehmen/Zusammenfügen wird der Eingriffzustand schnell gelöst/hergestellt, indem das Verbin­ dungsteil 32 in Richtung aus der Zeichenebene heraus/in die Zeichenebene hinein verschoben wird. Hierbei ist zu beachten, daß in Fig. 5 zum Zweck der Darstellung ein Zwischenraum zwi­ schen dem Vorsprung 32A und dem Vorsprung 31A weggelassen ist. Die Vorsprünge 31A haben über die gesamte Breite der Ausschnit­ te 32A Spiel.

Die herkömmliche Eingriffstruktur des Verbindungsteiles bringt jedoch folgende Schwierigkeiten mit sich.

Bei der in den Fig. 4 und 5 gezeigten herkömmlichen Eingriffs­ truktur wird die Übertragung des Drehmoments zwischen dem Ver­ bindungsteil 32 und der Umkehrkupplungstrommel 31 nur im Berüh­ rungsabschnitt zwischen den in Fig. 5 gezeigten Vorsprüngen 32A und 31A bewerkstelligt. Genauer wird das Drehmoment übertragen, das erhalten wird, indem eine Gesamtfläche (a) . (n), wobei (a) eine Fläche des Berührungsabschnitts (Kraftaufnahmefläche) in einer Eingriffstruktur 30 und (n) die Anzahl der Vorsprünge 32A ist, mit dem im Berührungsabschnitt anliegenden Druck (p) und mit einem Radius (r) des Berührungsabschnitts multipliziert wird. Dementsprechend wird der Druck (p) auf den Berührungsab­ schnitt erhöht, wenn das über das Verbindungsteil 32 übertrage­ ne Drehmoment erhöht wird, wenn eine Drehmomentabgabe des Auto­ matikgetriebes gesteigert wird oder wenn versucht wird, den Gangschaltmechanismus 38 zu verkleinern, indem der Durchmesser der Umkehrkupplungstrommel 31 verringert wird.

Insbesondere ist die Umkehrkupplung für einen Rückwärtsgang vorgesehen, in welchem ein großes Drehmoment abgegeben wird, so daß der am Berührungsabschnitt zwischen dem Verbindungsteil 32 und der Umkehrkupplungstrommel 31 anliegende Druck (p) ver­ gleichsweise groß ist, obwohl die Eingriffstruktur 30 außen an­ geordnet ist.

Das Erhöhen des Drucks (p) steigert eine Belastung des Berüh­ rungsabschnitts in der Eingriffstruktur 30, wodurch die Lebens­ dauer des Verbindungsteils 32 und der Umkehrkupplungstrommel 31 verkürzt wird. Ein weiteres Erhöhen des Drucks (p) verursacht Druckbrüche in den Berührungsabschnitten der Eingriffstruktur 30 und bleibende Verformungen der Vorsprünge 32A und 31A. Des­ halb ist es erforderlich, die Gesamtfläche (a) . (n) des Berüh­ rungsabschnitts zu vergrößern, um zu verhindern, daß der Druck (p) ansteigt, wenn das obenerwähnte übertragene Drehmoment ver­ größert oder der Gangschaltmechanismus 38 verkleinert werden soll.

Da die Fläche (a) des Berührungsabschnitts einer Eingriffstruk­ tur 30 ein Produkt aus der Dicke des Verbindungsteils 32 und der Dicke der Umkehrkupplungstrommel 31 ist, gewährleistet eine Vergrößerung des Verbindungsteils 32 und/oder der Umkehrkupp­ lungstrommel 31 eine Zunahme der Gesamtkraftaufnahmefläche.

Die erhöhte Dicke des Verbindungsteils 32 erfordert jedoch eine Verschiebung der Anordnungen der Drehkomponenten und Kupplungs­ komponenten des Gangschaltmechanismus, die längs der Hauptwelle 33 axial aufgereiht sind, was erhebliche Modifikationen erfor­ dert.

Die erhöhte Dicke erschwert ferner das Pressen des Verbindungs­ teils 32 und erhöht somit die Kosten für das Pressen. Außerdem ist es erforderlich, daß die Umkehrkupplungstrommel axial ge­ streckt wird, was für die Verkürzung der Gesamtlänge des Auto­ matikgetriebes unvorteilhaft ist.

Die Erhöhung der Dicke der Umkehrkupplungstrommel 31 verursacht eine Gewichtserhöhung der Umkehrkupplungstrommel 31 und wirkt der Absicht entgegen, das Automatikgetriebe leichter zu machen. Außerdem hat dies hinsichtlich der Materialkosten und der Her­ stellungskosten schwerwiegende Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eingriffsstruk­ tur zur Koppelung einer Kupplungstrommel mit einem zugeordneten Verbindungsteil zu schaffen, die sich bei vergleichsweise ge­ ringem Eigengewicht durch eine erhöhte Belastbarkeit auszeich­ net.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Eingriffsstruktur mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Kanten der Vorsprünge der Kupplungstrommel und die Kanten der Ausschnitte des Verbindungsteils, die der vorangehenden Kante derselben zugewandt ist, berühren sich, um Drehmoment zu übertragen. Eine Fläche des Berührungsabschnitts ist größer als das einfache Produkt aus der Dicke der Kupplungstrommel und der Dicke des Verbindungsteils, was auf eine Erhöhung der Teildicke wenigstens eines der Teile beruht. Im Vergleich zu dem Fall oh­ ne die teilweise Erhöhung der Dicke wird entsprechend die Über­ tragung eines gleichen oder eines größeren Drehmoments mit we­ niger Druck erreicht. Das heißt, es ist unnötig, die Dicke des gesamten Elements in Abhängigkeit vom Druck zu erhöhen, weshalb es möglich ist, die gewöhnliche Dicke oder sogar eine geringere Dicke des Elements zuzulassen, jedoch mit der Auslage, daß die Dicke lokal erhöht ist. Die Erhöhung der lokalen Dicken der Elemente in den Berührungsabschnitten derselben kann erreicht werden, indem gleichzeitig mit dem Stanzen und Pressen der Aus­ schnitte und der Vorsprünge oder anschließend eine plastische Verformung der Kanten des Berührungsabschnitts zugelassen wird. Obwohl es erforderlich ist, für die plastische Verformung auf­ grund des Stanzens und Pressens eine Aussparung vorzusehen, ist dies einfacher als eine Verarbeitung, bei der auf die Kanten ein weiteres Element aufgesetzt wird, oder als eine Verarbei­ tung, bei der die Kante doppelt gefaltet wird, wobei ferner aufgrund der Härtung durch die Verarbeitung eine Steigerung der Festigkeit der Kante erreicht wird.

Wenn die Dicken der Kupplungstrommel und des Verbindungsteiles im Berührungsabschnitt derselben gemeinsam erhöht werden, ver­ ursacht eine Erhöhung der Dicken um 10% einen Anstieg der Kraftaufnahmefläche um 20%, während eine Erhöhung der Dicken um 20% eine Steigerung der Fläche um 40% verursacht. Dementspre­ chend ist nur eine leichte Erhöhung der Dicke erforderlich, so­ fern eine Erhöhung des übertragenen Drehmoments im gewöhnlichen Rahmen und eine Verkleinerung des Automatikgetriebes beabsich­ tigt sind, wobei keine Gefahr besteht, daß die Struktur des Kantenabschnitts aufgrund einer übermäßigen plastischen Verfor­ mung zerstört wird, wenn dafür gesorgt wird, daß das Maß der plastischen Verformung gering ist.

Ferner kann ein im Vergleich mit anderen Abschnitten relativ dicker Berührungsabschnitt erhalten werden, indem zuerst der gesamte Abschnitt dicker ausgebildet wird und anschließend die anderen Abschnitte verdünnt werden, so daß der Berührungsab­ schnitt stehenbleibt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Dicken dreier auf­ einanderfolgenden Kanten, die die Aussparung der Kupplungstrom­ mel umgeben, kontinuierlich dicker als der zylindrische Außen­ umfang derselben ausgebildet.

Bei dieser Eingriffstruktur der Verbindungshülse ist nicht nur die Dicke des Abschnitts erhöht, in dem die Kupplungstrommel aufgrund der Drehmomentübertragung den Vorsprung der Verbin­ dungshülse berührt, sondern es sind auch die Dicken der gesam­ ten durchlaufenden Kanten, die die Aussparung der Kupp­ lungstrommel umgeben, lokal erhöht. Der Vorsprung aufgrund der Erhöhung der Dicke, der am Berührungsabschnitt auf der Kante des Grundes der Aussparung kontinuierlich ausgebildet ist, dient als Rippenstruktur, wirkt einem Knicken entgegen, vermin­ dert eine Spannungskonzentration in den Eckenbereichen der Aus­ sparung und verbessert die Festigkeit der gesamten Kupp­ lungstrommel.

Erfindungsgemäß sind die Dicken dreier aufeinanderfolgender Kanten, die den Vorsprung der Verbindungshülse umgeben, konti­ nuierlich dicker ausgebildet als der darin angeordnete Radial­ abschnitt. Bei der Eingriffstruktur des Verbindungsteiles wird eine lokale Erhöhung der Dicke des Verbindungsteiles nicht nur auf den Berührungsabschnitt, sondern auch auf die gesamte Kante angewendet. Der Vorsprung aufgrund der Erhöhung der Dicke, der am Berührungsabschnitt kontinuierlich ausgebildet ist, bewirkt eine Kantenbildung an dem Verbindungsteil, die dem Knicken des Vorsprung entgegenwirkt und somit die Festigkeit des gesamten Verbindungsteiles verbessert.

Bei einer Eingriffstruktur eines Verbindungsteiles ist gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung jede Ausspa­ rung der Kupplungstrommel auf eine Vertiefung ausgerichtet, die sich zur Außenseite einer Keilnut erstreckt, die auf der Innen­ fläche der Kupplungstrommel ausgebildet ist, wobei zwischen dem Außenumfang eines Schnapprings, der über der Keilnut und einem Boden der Vertiefung angeordnet ist, ein axial verlaufender Spalt vorhanden ist. Dieser Spalt, der sich zwischen der Ver­ tiefung der Keilnut der Kupplungstrommel und dem Außenumfang des Schnapprings radial erstreckt, wird als Zwischenraum zum Abführen von Öl verwendet. Das Schmieröl, das von der Seite der Hauptwelle zugeführt wird und zur Schmierung durch die Zentri­ fugalkraft entlang eines Zwischenraums zwischen den Reibschei­ ben (Antriebsscheiben und Abtriebsscheiben) befördert wird, fließt axial entlang der Vertiefung der Keilnut der Kupp­ lungstrommel und strömt ferner durch den Zwischenraum (Ölabführungszwischenraum) zur Außenseite der Kupplungstrommel.

Die obenerwähnten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich beim Lesen der fol­ genden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vor­ liegenden Erfindung, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1A eine vergrößerte Teilansicht einer ersten Ausfüh­ rungsform einer Eingriffstruktur der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 1B eine vergrößerte Teilseitenansicht einer Umkehr­ kupplungstrommel der ersten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung;

Fig. 2A eine Längsschnittansicht, die eine Kupplungstrommel ei­ ner zweiten Ausführungsform der Eingriffstruktur der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2B eine vergrößerte Teilansicht eines Zugangsabschnitts der Kupplungstrommel der Fig. 2A;

Fig. 3A eine Schnittansicht des Zugangsabschnitts der Kupp­ lungstrommel der Fig. 2B, betrachtet in Axialrichtung;

Fig. 3B eine vergrößerte Ansicht des Zugangsabschnitts der Fig. 3A, wenn dieser mit anderen Teilen kombiniert ist;

Fig. 4 die bereits erwähnte Teilschnittansicht, die ein her­ kömmliches Automatikgetriebe zeigt;

Fig. 5 die bereits erwähnte Ansicht, die die herkömmliche Ein­ griffstruktur von der linken Seite der Fig. 4 zeigt.

Im folgenden wird mit Bezug auf die Fig. 1A und 1B eine erste Ausführungsform einer Eingriffstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Eine Umkehrkupplungstrommel 11 und ein Verbindungsteil 12, die in Fig. 1A gezeigt sind, sind so konstruiert wie die Umkehrkupp­ lungstrommel 31 und das Verbindungsteil 32, die in den Fig. 4 und 5 gezeigt sind, mit der Ausnahme, daß sich die Konfigura­ tionen der Kanten der Vorsprünge 11A, 12A und der Kanten der Ausschnitte 11B, 12B von jenen der Vorsprünge 31A, 32A, die in den Fig. 4 und 5 gezeigt sind, unterscheiden.

Die Gesamtstruktur der vorliegenden Ausführungsform kann ferner mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 verstanden werden.

In Fig. 1A ist mit einer gestrichelten Linie eine Eingriff­ struktur 10 gezeigt, die der in Fig. 4 gezeigten Eingriffstruk­ tur 30 entspricht. Bei der Eingriffstruktur 10 steht ein Vor­ sprung 12A des Verbindungsteils 12 mit einer Aussparung 11B ei­ ner Umkehrkupplungstrommel 11 in Eingriff. Die Aussparung 11B wird hergestellt, indem ein Zylinderende eines zylindrischen Außenumfangs der Umkehrkupplungstrommel 11 in gleichen Abstän­ den in Axialrichtung (links und rechts) ausgeschnitten wird, wie in Fig. 1B gezeigt ist. Die Kanten 11C eines Vorsprungs 11A, der zwischen den benachbarten Ausschnitten 11B gehalten wird, liegen an den Kanten 12C des Vorsprungs 12A des Verbindungstei­ les 12 an, um Drehmoment zu übertragen. Der Vorsprung 12A wird ausgebildet, indem ein Außenumfang des Verbindungsteiles in gleichen Abständen in Radialrichtung ausgeschnitten wird. Der Vorsprung 11A der Umkehrkupplungstrommel 11 ist mit der Ausspa­ rung 12B in Eingriff und wird zwischen zwei benachbarten Vor­ sprüngen 12A gehalten. Wenn es erforderlich ist, eine Kupp­ lungsscheibe etc., die in einem Innenraum der Umkehrkupp­ lungstrommel 11 enthalten ist, zu ersetzen, kann der Eingriff schnell gelöst werden, indem das Verbindungsteil 12 in Fig. 1A in Richtung aus der Zeichenebene heraus verschoben wird.

Das Verbindungsteil 12 ist über die gesamte Länge der Kante 12C längs des Vorsprungs 12A und der Aussparung 12B in seiner Dicke lokal verstärkt. Der dicke Abschnitt der Kante 12C wird ausge­ bildet, indem durch Pressen eines Rohstahlbleches des Verbin­ dungsteiles 12 zur Ausbildung der Aussparung 12B gleichzeitig die Kante 12C einer plastischen Verformung unterworfen wird.

Die Umkehrkupplungstrommel 11 ist bezüglich der Kante 11C, die die Aussparung 11B umgibt, in ihrer Dicke lokal stärker vergrö­ ßert als andere Abschnitte, wie in Fig. 1B gezeigt ist. Der dicke Abschnitt der Kante 11C wird ausgebildet, indem die Kante 11C beim Pressen eines Rohstahlbleches der Umkehrkupplungstrom­ mel 11 zum Ausbilden der Aussparung 11B gleichzeitig einer pla­ stischen Verformung unterworfen wird.

Gemäß der ersten Ausführungsform der Eingriffstruktur, wie sie oben beschrieben worden ist, wird das Drehmoment übertragen, indem die Kante 12C des Vorsprungs 12A, der lokal dicker ausge­ bildet ist, an der Kante 11C des Vorsprungs 11A, der lokal dic­ ker ausgebildet ist, anliegt, so daß eine Kraftaufnahmefläche (a) des Berührungsabschnitts im Vergleich zu dem Beispiel des Standes der Technik, bei dem die Dicke lokal nicht erhöht ist, vergrößert ist, wodurch der Druck p (Flächenpressung) ver­ ringert wird, wenn das gleiche Drehmoment übertragen wird. Im Gegensatz dazu kann bei gleichem Druck p ein größeres Drehmo­ ment übertragen werden.

Die meisten Abschnitte der Umkehrkupplungstrommel 11 und des Verbindungsteiles 12 sind mit Ausnahme der Eingriffstruktur 10 in der gleichen Dicke gehalten wie beim Stand der Technik, so daß es nicht möglich ist, daß andere Elemente aufgrund des Ra­ dius und des Durchmessers gestört werden, wobei alle anderen Abschnitte gemeinsam mit herkömmlichen Elementen verwendbar sind. Da eine Gewichtserhöhung aufgrund der lokalen Dickenerhö­ hung im wesentlichen vernachlässigt werden kann, wird das Ge­ samtgewicht des Gangschaltmechanismus nicht erhöht.

Da sich in einem Bereich nahe der Hauptwelle kein Element be­ findet, dessen Dicke erhöht wird, wird auch die axiale Abmes­ sung des Gangschaltmechanismus nicht verändert.

Ferner wird der Vorgang der Dickenzunahme gleichzeitig mit dem Pressen durchgeführt, das bei der ursprünglichen Herstellung erforderlich ist, so daß die Materialkosten und die Herstel­ lungskosten der Umkehrkupplungstrommel 11 und des Verbindungs­ teiles 12 im wesentlichen nicht erhöht werden. Da die Massen der Umkehrkupplungstrommel 11 und des Verbindungsteiles 12 nur leicht erhöht werden, ist es nicht möglich, daß durch die Zen­ trifugalkraft aufgrund hoher Drehzahlen der Eingriffstruktur die Eingriffstruktur zerstört wird.

Da nicht nur die Dicke in dem Abschnitt kontinuierlich erhöht ist, in dem die Umkehrkupplungstrommel 11 und das Verbindungs­ teil 12 aneinander stoßen, um Drehmoment zu übertragen, sondern auch die Dicke entlang der gesamten Kante 11C, die die Ausspa­ rung 11B der Umkehrkupplungstrommel 11 umgibt, und auch die Dicke der äußeren Umfangskante des Vorsprungs 12A und die Dicke der gesamten Kante 12C der Aussparung 12B des Verbindungsteiles 12 vergrößert ist, kann kaum ein Knicken der Vorsprünge 11A, 12A verursacht werden, wodurch die Gesamtfestigkeit der Umkehr­ kupplungstrommel 11 und des Verbindungsteiles 12 ebenfalls er­ höht wird. Daher werden jeglicher Lärm und jegliche Vibrationen verringert, die bei hoher Belastung und aufgrund hoher Drehzah­ len erzeugt werden könnten. Somit wird ein verkleinertes, leichtes Hochlast-Automatikgetriebe geschaffen, das kostengün­ stig ist und eine hohe Zuverlässigkeit und den Vorteil besitzt, daß es zusammen mit Bauteilen herkömmlicher Strukturen verwen­ det werden kann.

Obwohl bei der ersten Ausführungsform nur die Eingriffstruktur zwischen der Umkehrkupplungstrommel 11 und dem Verbindungsteil 12 beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung allge­ mein auf eine Einzelstruktur anwendbar, bei der ein Trommeltyp­ bauteil und ein Radialtypbauteil, das sich mit dem Trommeltyp­ bauteil überschneidet, so angeordnet sind, daß sie axial ge­ trennt werden können, indem ein Vorsprung in eine Aussparung eingreift. Die vorliegende Erfindung kann ferner nicht nur auf Eingriffstrukturen zwischen dem Verbindungsteil und Drehbautei­ len, sondern auch auf andere Koppelungselemente und auf Ein­ griffstrukturen zwischen Drehbauteilen angewendet werden.

Im folgenden wird mit Bezug auf die Fig. 2A bis 3B eine zweite Ausführungsform der Eingriffstruktur der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 2A ist eine Längsschnittansicht der oberen Hälfte einer Kupplungstrommel, während Fig. 2B eine vergrößerte Teilansicht des Zugangsabschnitts einer Kupplungstrommel zeigt. Fig. 3A ist eine senkrecht zur Achse aufgeschnittene Ansicht des Zugangsabschnitts, während Fig. 3B eine vergrößerte Ansicht des Zugangsabschnitts ist, der mit einer Halteplatte kombiniert ist.

Am Boden der Keilnut 21S der Kupplungstrommel 21 ist ein Ölab­ führungszwischenraum 21N angeordnet. Die Kupplungstrommel 21 ist in ihrem Gewicht verringert, indem der Außenumfang der Kupplungstrommel 21, der hinter einem Berührungsabschnitt 21D der Kupplungstrommel 21 stehenbleibt, bezüglich des Verbin­ dungsteiles 22 verdünnt ist.

Wie in Fig. 2A gezeigt, verhindert die auf der inneren Umfangs­ seite der Kupplungstrommel 21 ausgebildete Keilnut 21S direkt eine Drehung einer Antriebsscheibe 25 und einer Haltescheibe 23. Im Gegensatz dazu wird eine Abtriebsscheibe 24, die bezüg­ lich der Kupplungstrommel 21 drehbar ist, zwischen der An­ triebsscheibe 25 und der Haltescheibe 23 gehalten und wird durch eine Keilnut eines nicht gezeigten inneren Drehelements an einer Drehung gehindert.

Innerhalb der Kupplungstrommel 21 ist ein nicht gezeigter Hy­ draulikkolben angeordnet. Der Hydraulikkolben drängt die An­ triebsscheibe 25 in Richtung zur Zugangsseite und drückt die Antriebsscheibe 25 und die Abtriebsscheibe 24 gemeinsam gegen die Haltescheibe 23, die durch den Schnappring 26 in ihrer Axialbewegung beschränkt ist.

Hierdurch wird zwischen der Antriebsscheibe 25 und der Ab­ triebsscheibe 24 eine Reibkraft erzeugt, um die Lei­ stungsübertragung von der Kupplungstrommel 21 auf das innere Drehelement zu bewirken.

Der Schnappring 26 ist auf eine Ringnut 21M mit einer Tiefe, die nicht den Boden der Keilnut 21S erreicht, aufgesetzt.

Wie in Fig. 2B gezeigt, sind am Boden der Keilnut 21S ähnlich einem Trocknerkorb einer Waschmaschine mehrere Ölabführungsboh­ rungen 21H ausgebildet. Das während des Betriebs von der Seite der Hauptwelle zugeführte Schmieröl wird durch die Zentrifugal­ kraft durch einen Zwischenraum zwischen der Antriebsscheibe 25 und der Abtriebsscheibe 24 gedrückt und am Boden der Keilnut 21S der Kupplungstrommel 21 gesammelt, woraufhin es axial be­ fördert und durch die Ölabführungsbohrungen 21H zur Seite des äußeren Umfangs abgeführt wird.

Wie in Fig. 3A gezeigt, nimmt der Vorsprung 21A der Kupplungs­ trommel 21 den gesamten oberen Abschnitt (ein in Richtung zum Zentrum vorstehender Abschnitt) der Keilnut 21S und Abschnitte des Grundes, die auf beiden Seiten des oberen Abschnitts ange­ ordnet sind, ein. Dementsprechend nimmt die Aussparung 21B der Kupplungstrommel 21 einen Zentralabschnitt eines Grundes der Keilnut 21S ein.

Wie in Fig. 3B gezeigt, ist in einem Zwischenraum zwischen dem Grund der Keilnut 21S und dem Außenumfang des Schnapprings 26 ein radial verlaufender Ölabführungsraum 21N angeordnet. Ein Zwischenraum zwischen dem Berührungsabschnitt 21D der Kupp­ lungstrommel 21 und dem Verbindungsteil 22 wird mit Öl ge­ schmiert, das aus dem Ölabführungszwischenraum 21N ausströmt.

Wie in den Fig. 2A, 2B und 3B gezeigt, bildet ein Umge­ bungsabschnitt des Vorsprungs 21A der Kupplungstrommel 21 einen dicken Berührungsabschnitt 21B. Bei einem zylindrischen Ab­ schnitt 21E, der dahinter angeordnet ist, ist durch Verdünnen des Außenumfangs des zylindrischen Abschnitts nach der Ausbil­ dung der Keilnut 21S eine Kontaktoberfläche mit einer nicht ge­ zeigten Bandbremse aufgebaut, wobei das Trägheitsmoment der Kupplungstrommel 21 und das Gewicht derselben verringert sind.

Ferner ist in "einem Zwischenabschnitt 21F zwischen den gegen­ überliegenden Berührungsabschnitten 21D" im Vorsprung 21A eine axiale Flachnut ausgebildet, um die Kupplungstrommel dünner zu machen.

Die Kupplungstrommel 21 ist in anderen Abschnitten außer dem Berührungsabschnitt 21D dünner ausgeführt, so daß der Berüh­ rungsabschnitt 21D wie in der Ausführungsform der Fig. 1 rela­ tiv dickwandig ist.

Gemäß der zweiten Ausführungsform der Eingriffstruktur, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird die Kupplungstrommel 21 verdünnt, wobei der Berührungsabschnitt 21D stehenbleibt. Somit wird eine größere Berührungsfläche zwischen der Kupplungstrom­ mel 21 und dem Verbindungsteil 22 sichergestellt, um den Ober­ flächendruck zu beschränken, so daß wie bei der ersten Ausfüh­ rungsform eine hohe Drehmomentübertragung, eine Verkleinerung und Gewichtsverringerung aufgrund der Verringerung des Durch­ messers der Kupplungstrommel, eine lange Lebensdauer sowie eine hohe Zuverlässigkeit sichergestellt werden.

Ferner wird jede Beschädigung (Zerreißen der Trommel) aufgrund der Zentrifugalkraft verringert, da das Trägheitsmoment und das Gewicht aufgrund der dünnen Wände verringert werden, so daß ho­ he Drehzahlen ermöglicht werden.

Da ferner der Ölabführungsraum 21N vorhanden ist, wird eine Öl­ abführungsgeschwindigkeit in der Kupplungstrommel 21 erhöht, wodurch das Kriechmoment, das durch das Vorhandensein und durch die Viskosität des Öls verursacht wird (Drehmoment, das die An­ triebsscheibe auf die Abtriebsscheibe ausübt) verringert, so daß die Drehmomentübertragungswirkung verbessert und damit die Kraftstoffkosten verringert werden. Da Vibrationen der Ab­ triebsscheibe und eine Stoßwirkung des Koppelungsabschnitts der Kupplungstrommel aufgrund der Verringerung des Kriechens ver­ ringert werden, werden ein Geräuschpegel des Automatikgetriebes im Leerlauf und im Rückwärtsgang verringert.

Obgleich bei der zweiten Ausführungsform die Kupplungstrommel nach dem Ausbilden der Keilnut spanabhebend dünner ausgeführt wird, kann die Kupplungstrommel auch durch Pressen dünner ge­ macht werden.

Gemäß der Eingriffstruktur der Verbindungshülse der vorliegen­ den Erfindung wird ein Oberflächendruck des Berührungsab­ schnitts durch die lokale Dickenzunahme verringert, so daß im Vergleich zu dem Fall, in dem keine lokale Dickenzunahme vor­ handen ist, ein größeres Drehmoment übertragen wird, wenn der gleiche Druck anliegt. Ferner wird bei gleicher Drehmomentüber­ tragung das Gewicht des Elements verringert, indem die Dicke des gesamten Elements verringert wird, wobei durch Herabsetzen einer Umfangsgeschwindigkeit des Elements eine lange Lebensdau­ er erreicht wird und der Durchmesser der Kupplungstrommel ver­ ringert wird.

Da die Dicke des gesamten Elements nicht erhöht wird, werden das Gewicht des Elements und die Drehmasse desselben nicht er­ höht, so daß eine Verkleinerung und Gewichtsreduzierung des Au­ tomatikgetriebes nicht behindert wird. Da ferner der Durchmes­ ser und die axiale Abmessung des gesamten Trommeltypbauteils und des sich radial erstreckenden Bauteils nicht verändert wer­ den müssen, ist die vorliegende Erfindung auf herkömmliche Au­ tomatikgetriebe anwendbar, wobei in diesen nur wenige Teile zu ersetzen sind. Bei dem Fall, in dem die lokale Dickenzunahme verwirklicht wird, indem die Kante beim Pressen einer plasti­ schen Verformung unterworfen wird, ist die Erhöhung der Her­ stellungskosten sehr gering.

Wenn die gesamte Kante der Aussparung der Kupplungstrommel kon­ tinuierlich dicker ausgeführt wird, wird der Oberflächendruck des Berührungsabschnitts während der Drehmomentübertragung wirksam verringert, wobei ein herkömmlicher Entwurf und ein herkömmliches Herstellungsverfahren der Kupplungstrommel bis zuletzt verwendet werden und die Kompatibilität zu anderen zu­ sammenzufügenden Bauteilen bis zuletzt sichergestellt wird, wo­ durch die obenerwähnte Wirkung sichergestellt ist. Ferner kann aufgrund der Verstärkung durch den im Berührungsabschnitt der Kupplungstrommel kontinuierlich ausgebildeten dickeren Ab­ schnitt ein entsprechend größeres Drehmoment übertragen werden, wobei ferner jegliche Schwingung und jeglicher Lärm verringert werden und die Verkleinerung und Gewichtsreduzierung des gesam­ ten Automatikgetriebes leicht erreicht werden.

Wenn die gesamte Kante des Vorsprungs des Verbindungsteiles kontinuierlich dicker ausgeführt wird, wird der Oberflächen­ druck des Berührungsabschnitts wirksam verringert, wobei ein herkömmlicher Entwurf und ein herkömmliches Herstellungsverfah­ ren des Verbindungsteiles bis zuletzt verwendet werden und die Kompatibilität zu anderen zusammenzufügenden Bauteilen bis zu­ letzt sichergestellt wird, wodurch die obenerwähnte Wirkung si­ chergestellt ist. Ferner kann aufgrund der Verstärkung durch den im Berührungsabschnitt der Verbindungshülse kontinuierlich ausgebildeten dickeren Abschnitt ein entsprechend größeres Drehmoment übertragen werden, wobei ferner jegliche Schwingun­ gen und jeglicher Lärm verringert werden und eine Verkleinerung des Automatikgetriebes leicht erreicht werden können.

Claims (4)

1. Eingriffsstruktur zwischen einer Kupplungstrommel (11, 21), die mehrere Aussparungen (11B, 21B) in einem Ende eines Umfangsabschnittes aufweist, und ei­ nem Verbindungsteil (12), das mehrere Vorsprünge (12A) aufweist, die entlang eines Umfangsabschnittes des Verbindungsteiles (12) in gleichen Abständen ausgebildet sind, wobei die Vorsprünge (12A) und jene, die Aussparungen (11B, 21B) bildenden Ab­ schnitte der Kupplungstrommel (11, 21) jeweils miteinander in einem Berührungsab­ schnitt in Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Berührungsabschnitt die Kupplungstrommel (11, 21) und/oder das Verbindungsteil (12) wenigstens entlang dreier aufeinanderfol­ gender Kanten, die die Aussparung (11B, 21B) oder den Vorsprung (12A) umgeben, lokal wulstartig verstärkt ausgebildet ist.

2. Eingriffsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Aus­ schnitt (21B) der Kupplungstrommel (21) mit einer Keilnut (21S) ausgerichet ist, und daß ein axial verlaufender Zwischenraum (21N) zwischen einem Außenumfang eines Schnapprings (26), der in eine Ringnut (21M) eingesetzt ist, vorgesehen ist.

3. Verfahren zur Herstellung einer Kupplungstrommel mit einer Eingriffsstruktur gemäß Patentanspruch 1 aus einem Blechmaterial, bei welchem im Rahmen eines Pressvorgangs die Aussparungen (11B) gebildet werden, wobei ein dicker Abschnitt der Kante (11C) jeder Aussparung gebildet wird, indem der Kantenbereich beim Pres­ sen des Blechmaterials plastisch verformt wird.

4. Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsteiles mit einer Eingriffsstruktur gemäß Patentanspruch 1 aus einem Blechmaterial, bei welchem im Rahmen eines Preßvorganges die Aussparungen (12B) gebildet werden, wobei an den zwischen den Aussparungen (12B) gebildeten Vorsprüngen (12A) ein dicker Abschnitt gebildet wird, indem der Kantenbereich der Vorsprünge (12A) beim Pressen plastisch verformt wird.