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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Scheibenkupplungsanordnung mit einem Drehmomentübertragungselement,
das eine verbesserte Dammstruktur zur Schmierungssteuerung aufweist,
und ein Verfahren zum Herstellen des Drehmomentübertragungselements mit der
verbesserten Dammstruktur zur Schmierungssteuerung.
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2. Hintergrund
der Erfindung
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Eine übliche Scheibenkupplungsanordnung, die
bspw. in einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges verwendet
wird, umfaßt
ein inneres Zahnrad mit äußeren Zähnen oder
Keilverzahnungen und ein äußeres ringförmiges Zahnrad
mit inneren Zähnen
oder Keilverzahnungen. Die inneren Zähne des äußeren Zahnrads sind radial
auswärts
zu den äußeren Zähnen des
inneren Zahnrads versetzt, um zwischen ihnen einen ringförmigen Raum
zu bilden. Die inneren und äußeren Zahnräder funktionieren
als Drehmomentübertragungselemente.
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Eine erste Gruppe Kupplungsscheiben
ist an den inneren Zähnen
des äußeren ringförmigen Zahnrads
verkeilt, um eine Drehung der ersten Gruppe Kupplungsscheiben relativ
zu dem äußeren ringförmigen Zahnrad
zu verhindern. Eine zweite Gruppe Kupplungsscheiben ist mit den äußeren Zähnen des inneren
Zahnrads so ineinandergreifend, daß eine axiale Bewegung der
zweiten Gruppe Kupplungsscheiben relativ zu den äußeren Zähnen möglich ist. Die erste und die
zweite Gruppe von Kupplungsscheiben sind in dem ringförmigen Raum
zwischen dem inneren Zahnrad und dem äußeren Zahnrad parallel angeordnet.
Die Kupplungsscheiben sind so angeordnet, daß sich eine Kupplungsscheibe
der ersten Gruppe und eine Kupplungsscheibe der zweiten Gruppe einander
abwechseln. Eine Gruppe der Kupplungsscheiben ist eine angetriebene
Gruppe und die andere Gruppe ist eine antreibende Gruppe. Die Kupplungsscheiben
sind für
eine axiale Bewegung relativ zueinander zwischen einer relativen
gleitenden Beziehung und einer eingerückten Beziehung aufgebaut und
angeordnet. Wenn sich die Kupplungsscheiben aus der relativen gleitenden
Beziehung zu der eingerückten
Beziehung axial bewegen, wird ein Drehmoment von der antreibenden
Gruppe an die angetriebene Gruppe übertragen.
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Wenn die Kupplungsscheiben in der
relativen gleitenden Beziehung sind, drehen sich die antreibenden
Kupplungsscheiben relativ zu den angetriebenen Kupplungsscheiben
weiter. Um einen Verschleiß an
den Kupplungsscheiben, der auftreten kann, wenn sie in einer relativen
gleitenden Beziehung sind, zu minimieren, ist es erwünscht, ein
flüssiges
Schmiermittel zwischen benachbarten Flächen der Kupplungsscheiben
vorzusehen.
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Das flüssige Schmiermittel kann vorgesehen werden,
indem das Schmiermittel in Muldenoberflächen eingebracht wird, die
an der Innenseite der äußeren Zähne des
inneren Zahnrads definiert sind und eine Strömung des Schmiermittels radial
nach außen durch
eine Öffnung
ermöglichen,
die sich von der Innenmuldenoberfläche zu einer Außenzahnoberfläche erstreckt,
wobei das Schmiermittel durch die Zentrifugalbewegung des inneren
Zahnrads getrieben wird. Außerdem
wird das flüssige
Schmiermittel ebenfalls axial längs
der Innenmuldenoberfläche strömen.
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Um die axiale Bewegung des Schmiermittels in
der Mulde des inneren Zahnrads zu steuern und um zu verhindern, daß das Schmiermittel
an dem axialen Ende der Mulde vorbei strömt, kann eine Dammstruktur
nahe am axialen Ende der Mulde vorgesehen sein.
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Bei Zahnrädern mit Keilverzahnungen des Standes
der Technik wurde diese Dammstruktur vorgesehen, indem lediglich
ein Abschnitt des axialen Endes jeder Keilverzahnung radial einwärts gebogen wurde,
wie in den 17 und 18 gezeigt ist. In 17 ist eine Schnittansicht
des inneren Zahnrads des Standes der Technik oder des Drehmomentübertragungselements 138 gezeigt,
wobei das Zahnrad 138 Keilverzahnungen 130 aufweist,
die eine Außenzahnoberfläche 158 und
eine Innenmuldenoberfläche 160 enthalten.
Wie in 18 gezeigt ist,
ist eine Dammstruktur 164 an dem axialen Ende der Muldenoberfläche 160 vorgesehen.
Die Dammstruktur 164 wird durch Biegen eines axialen Endes 162 die Keilverzahnung 130 radial
einwärts
geformt.
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Die Öldammstruktur aus dem Stand
der Technik weist eine Reihe von damit verbundenen Nachteilen auf.
Erstens wird durch das Biegen des axialen Endes 162 der
Keilverzahnung 130 nach unten zum Ausbilden des Damms die
axiale Länge
der Außenzahnoberfläche 158 der
Keilverzahnung im Vergleich zur axialen Länge der Innenmuldenfläche 160 verringert,
wodurch der Bereich der Keilverzahnung für das Eingreifen von Kupplungsscheiben
verringert wird. Zweitens werden die Öldämme bei dem Zahnrad mit Keilverzahnung
des Standes der Technik zusätzlich
zu der Maschine, in der das Zahnrad mit Keilverzahnung selbst hergestellt
wird, in einer separaten Maschine geformt.
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Bei Zahnrädern mit Keilverzahnung des Standes
der Technik werden die Öldämme durch
den Koppy-Slaughter-Prozeß geformt,
bei dem lediglich zwei Keilverzahnungen gleichzeitig einwärts gebogen
werden, um einen Öldamm
zu formen. Bei dem Prozeß wird
das Rad in Intervallen von 18 Sekunden indiziert. Somit werden für das Formen
jedes Damms durchschnittlich 9 Sekunden benötigt. Wegen der vielen zusätzli chen
Schritte, die erforderlich sind, um alle Dammstrukturen zu formen,
ist es des weiteren wegen der Abweichungen, die mit jedem zusätzlichen
Schritt in den Herstellungsprozeß eingeführt werden, schwierig, eine
hohe Maßhaltigkeit
zu erreichen. Das Fehlen einer hohen Maßhaltigkeit kann zu einer ungleichmäßigen Strömung des
flüssigen Schmiermittels
zu den Kupplungsscheiben führen, was
ihren früheren
Ausfall zu Folge haben kann. Die Ausrüstung zum Ausführen des
Koppy-Slaughter-Prozeß ist
außerdem
recht teuer und erfordert eine hohe Kapitalinvestition.
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Es ist demzufolge erwünscht, ein
Drehmomentübertragungselement
zur Verwendung in einer Scheibenkupplungsanordnung bereitzustellen,
das kostengünstiger
ist und eine größere Maßhaltigkeit aufweist
als Drehmomentübertragungselemente
aus dem Stand der Technik.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Das wird erreicht durch das Bereitstellen
einer Scheibenkupplungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und durch ein Verfahren zum Kaltformen eines inneren Drehmomentübertragungselements
einer Scheibenkupplungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs
3 sowie einer Drehnabenkomponente gemäß Anspruch 7.
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Ein Drehmomentübertragungselement mit einer
verbesserten Dammstruktur zur Schmierungssteuerung wird bereitgestellt,
wobei die gesamten Dammstrukturen gleichzeitig durch ein einziges Stanzwerkzeug
in einem Prozeß geformt
werden kann, der in dem Formungsprozeß zum Herstellen des Elements
enthalten sein kann. Das Drehmomentübertragungselement der vorliegenden
Erfindung erfordert zum Herstellen eine geringe Kapitalinvestition
im Vergleich zu Vorrichtungen des Standes der Technik und eine geringere
Herstellungszeit als das Drehmomentübertragungselement des Standes der
Technik. Somit sind das Drehmomentübertragungselement der vorliegenden
Erfindung und das Ver fahren seiner Formung kostengünstiger.
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Da des weiteren die gesamten Dammstrukturen
in einem einzigen Schritt geformt werden, besitzt das Drehmomentübertragungselement
der vorliegenden Erfindung eine höhere Maßhaltigkeit als Vorrichtungen
des Standes der Technik.
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Schließlich wird bei dem Drehmomentübertragungselement
der vorliegenden Erfindung die Dammstruktur ohne Abstriche bei der
Länge der
Außenoberflächen der
Keilverzahnungen erzeugt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine Scheibenkupplungsanordnung bereitgestellt, die eine Drehnabe
oder ein Drehmomentübertragungselement
umfaßt,
das derart konstruiert und ausgelegt ist, daß es um eine Drehachse drehbar
ist, wobei die Drehnabe eine ringförmige Wand aufweist. Ein äußeres ringförmiges Element
ist vorgesehen, das einen ringförmigen
Abschnitt aufweist, der von der ringförmigen Wand der Drehnabe radial
auswärts
beabstandet ist, um damit einen ringförmigen Raum zu definieren.
Eine Mehrzahl von parallelen ringförmigen Kupplungsscheiben sind
in dem ringförmigen
Raum angeordnet, um sich relativ zueinander zwischen einer relativen
gleitenden Beziehung und einer eingerückten Beziehung axial zu bewegen.
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Eine erste Gruppe beabstandeter Kupplungsscheiben
der Mehrzahl von parallelen ringförmigen Kupplungsscheiben sind
mit ihren äußeren Umfängen an
dem ringförmigen
Abschnitt des äußeren ringförmigen Elements
verkeilt, um eine relative Drehung der ersten Gruppe beabstandeter
Kupplungsscheiben in Bezug auf dieses Element zu verhindern.
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Die ringförmige Wand der Drehnabe weist ein
freies Ende auf und ist derart geformt, daß sie eine Reihe äußerer Wandabschnitte,
die sich axial zum freien Ende erstrecken, eine Reihe innerer Wandabschnitte,
die sich axial zu dem freien Ende erstrecken, und gegenüberliegende
Seitenwandabschnitte, die benachbarte innere und äußere Wandabschnitte
miteinander verbinden, aufweist. Die äußeren Wandabschnitte und die
benachbarten Seitenwandabschnitte definieren eine Reihe axial sich
erstreckender Außenzahnoberflächen und
entsprechender Innenmuldenoberflächen,
die in Umfangsrichtung durch die inneren Wandabschnitte voneinander
getrennt sind.
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Eine zweite Gruppe beabstandeter
ringförmiger
Kupplungsscheiben weist innere Umfänge auf, die derart geformt
sind, daß sie
sich längs
der Außenzahnoberflächen in
damit kämmender
Beziehung axial bewegen.
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Die äußeren Wandabschnitte sind mit Öffnungen
versehen, die radial durch sie verlaufen, um einem den Innenmuldenoberflächen zugeführten flüssigen Schmiermittel
zu ermöglichen,
durch Zentrifugalkraft nach außen
durch sie hindurch zuströmen, um
eine Schmierung zwischen benachbarten Flächen der Mehrzahl von parallelen
ringförmigen
Kupplungsscheiben zu schaffen.
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Das freie Ende der ringförmigen Wand
weist an ihrem äußeren Wandabschnitt
und ihren benachbarten Seitenwandabschnitten radial einwärts von den
Außenzahnoberflächen Abschnitte
auf, die verformt sind, um Dammstrukturen zu schaffen, die sich von
den Innenmuldenoberflächen
der äußeren Wandabschnitte
radial einwärts
erstrecken und sich zu den Innenmuldenoberflächen der benachbarten inneren
Seitenwandabschnitte erstrecken, um die axiale Strömung des
flüssigen
Schmiermittels zu steuern und das flüssige Schmiermittel von einer
axialen Bewegung über
das freie Ende der ringförmigen Wand
hinaus abzuhalten.
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Das Verfahren zum Formen einer Drehnabe gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt
das Kaltformen eines kreisförmigen
Teils aus Metallblech in eine Vorform, die eine Mittelwand und eine
ringförmige
Wand aufweist, die sich von einem äußeren Umfang der Mittelwand
axial erstreckt.
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Die Außen- und Innenzähne oder
Keilverzahnungen werden in der ringförmigen Wand der Vorform durch
eine Nokkenformungsoperation mit horizontalem Hub geformt, bei der
die ringförmige Wand
zwischen innere und äußere Stanzelemente mit
untereinander verzahnten zahnformenden Umfängen gepreßt wird.
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Die sich radial erstreckenden Öffnungen werden
dann durch die äußeren Wandabschnitte
der ringförmigen
Wand geformt.
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Schließlich wird die ringförmige Wand
in einer Halteeinheit der ringförmigen
Wand befestigt und das freie Ende der ringförmigen Wand wird mit einem Dammstruktur-Formungswerkzeug
an Positionen gestanzt, die von den Außenzahnoberflächen radial einwärts beabstandet
sind, um die Dammstrukturen zu schaffen, die jeweils einer Außenzahnoberfläche und
einer entsprechenden Muldenoberfläche zugeordnet sind und sich
von den Innenmuldenoberfläche des äußeren Wandabschnitts
radial einwärts
und zu den Innenmuldenoberflächen
der benachbarten Seitenwand erstrecken.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
das Dammstruktur-Formungswerkzeug ein Tauchkolbenelement, das einen
Dammformungsumfang aufweist, der so konstruiert und beschaffen ist, daß er alle
zugeordneten Dammstrukturen gleichzeitig formt.
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Diese sowie weitere Merkmale der
vorliegenden Erfindung werden im Verlauf der folgenden genauen Beschreibung
und der beigefügten
Ansprüche deutlich.
Die Erfindung kann am besten durch Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
verstanden werden, in der eine veranschaulichende Ausführungsform
gezeigt ist.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht eines typischen Automatikgetriebes
mit Scheibenkupplungsanordnungen, die eine Dammstruktur für eine verbesserte
Schmierungssteuerung gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweisen;
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2 ist
eine teilweise Draufsicht eines Drehmomentübertragungselements mit einer
Dammstruktur für
eine verbesserte Schmierungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht längs der Linie III-III der 2;
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4 ist
eine teilweise perspektivische Ansicht des Zahnradzahns und der
entsprechenden Mulde des Drehmomentübertragungselements gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 ist
eine Schnittansicht, die einen ersten Schritt in dem Verfahren zum
Herstellen eines Drehmomentübertragungselements
gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht;
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6 ist
eine Schnittansicht, die einen zweiten Schritt in dem Verfahren
zum Herstellen des Drehmomentübertragungselements
gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht;
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7 ist
eine Schnittansicht, die einen dritten Schritt in dem Verfahren
zum Herstellen des Drehmomentübertragungselements
gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht;
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die 8A und 8B sind teilweise Schnittansichten,
die einen vierten Schritt in dem Verfahren zum Herstellen des Drehmomentübertragungselements
veranschaulichen;
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9 ist
eine Schnittansicht, die einen fünften
Schritt in dem Verfahren zum Herstellen des Drehmomentübertragungselements
veranschaulicht.
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10 ist
eine Schnittansicht, die einen sechsten Schritt in dem Verfahren
zum Herstellen des Drehmomentübertragungselements
veranschaulicht;
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11 ist
eine Schnittansicht, die einen siebten Schritt in dem Verfahren
zum Herstellen des Drehmomentübertragungselements
veranschaulicht;
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12 ist
eine Schnittansicht, die einen achten Schritt in dem Verfahren zum
Herstellen des Drehmomentübertragungselements
veranschaulicht;
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13 ist
eine Schnittansicht, die einen neunten Schritt in dem Verfahren
zum Herstellen des Drehmomentübertragungselements
veranschaulicht;
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14 ist
eine teilweise perspektivische Ansicht, die die Haltekomponenten
veranschaulicht, die beim Formen der verbesserten Dammstruktur während des
sechsten Schritts in dem Verfahren zum Herstellen des Drehmomentübertragungselements verwendet
werden;
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15 ist
eine teilweise perspektivische Ansicht, die die Formung der Dammstruktur
während des
sechsten Schritts in dem Verfahren zum Herstellen des Drehmomentübertragungselements
veranschaulicht;
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16 ist
eine teilweise perspektivische Ansicht, die die verbesserte Dammstruktur
nach ihrer Formung während
des sechsten Schritts in dem Verfahren zum Herstellen des Drehmomentübertragungselements
veranschaulicht;
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17 ist
ein geschnittener Seitenaufriß eines
Drehmomentübertragungselements
des Standes der Technik mit einer Dammstruktur zur Schmiermittelsteuerung;
und
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18 ist
eine Vergrößerung der
Dammstruktur des Drehmomentübertragungselements
des Standes der Technik, das in 17 gezeigt
ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Ein typisches Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug,
in dem Kupplungsscheibenanordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden können,
ist in 1 gezeigt. Das
Getriebe 20 umfaßt
typischerweise eine Antriebswelle 24 und ein Gehäuse 22.
In dem Getriebe 20 sind außerdem typischerweise ein oder
mehrere Planetenradsysteme 50 enthalten. In dem in 1 gezeigten Getriebe 20 sind
drei Kupplungsscheibenanordnungen 28, 30 und 32 gezeigt.
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Andere Getriebe, in denen die Kupplungsscheibenanordnung
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, sind jene Getriebe,
die in den US-Patenten Nr. 5.503.604 von Pierce u. a., Nr. 4.934.216
von Sandel u. a. und Nr. 5.305.663 von Leonard u. a., die an die
Ford Motor Company von Dearborn, Michigan, übertragen wurden, sowie in
den US-Patenten Nr. 4.860.861 und 5.305.863 von Gooch u. a., die
an die Eaton Corporation von Cleveland, Ohio, übertragen wurden, beschrieben
sind.
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Die genaue Beschreibung der Kupplungsscheibenanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf die Kupplungsscheibenanordnung 28,
wobei die Kupplungsscheibenanordnung 30 und 32 ähnliche
Merkmale aufweisen. Die Kupplungsscheibenanordnung 28 umfaßt ein inneres
Drehmomentübertragungselement 38. Das
innere Drehmomentübertragungselement 38 umfaßt typischerweise
eine Drehnabe oder ein außenverzahntes
inneres Zahnrad. Das innere Drehmomentübertragungselement 38 umfaßt vorzugsweise
einen Mittelwandabschnitt 42, der sich von einer Drehachse
des Elements radial erstreckt, und eine ringförmige Wand 90, die
mit dem äußeren Umfang der
Mittelwand 42 einteilig gebildet ist und sich davon im
allgemeinen axial erstreckt.
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Weitere Einzelheiten der Konstruktion
des inneren Drehmomentübertragungselements 38 sind
in den 2–4 gezeigt. Die Mittelwand 42 kann
in der gezeigten Weise eine sich radial erstreckende ringförmige Wand
umfassen oder sie kann z. B. eine Reihe von Speichen umfassen, die
sich von einer mittigen Nabe radial erstrecken. Die ringförmige Wand 40 weist
ein der Mittelwand 42 gegenüberliegendes freies Ende 68 auf.
Das Drehmomentübertragungselement 38 ist
so geformt, daß es
eine Reihe äußerer Wandabschnitte 52 aufweist,
die sich axial von der Mittelwand zu dem freien Ende erstrecken.
Das Drehmomentübertragungselement 38 umfaßt des weiteren
eine Reihe innerer Wandabschnitte 54 und gegenüberliegender
Seitenwandabschnitte 56, die benachbarte innere und äußere Wandabschnitte
miteinander verbinden.
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Äußere Wandabschnitte 52 und
benachbarte Seitenwandabschnitte 56 definieren innere und äußere Keilverzahnungen
oder Zähne,
die Außenzahnoberflächen 58 und
entsprechende Innenmuldenoberflächen 60 umfassen.
Jede Außenzahnoberfläche 58 und
die entsprechende Innenmuldenoberfläche 60 sind in Umfangsrichtung
von benachbarten Außenzahnoberflächen und
entsprechenden Innenmuldenoberflächen
durch benachbarte innere Wandabschnitte 54 getrennt.
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In jedem äußeren Wandabschnitt 52 ist
eine sich radial erstreckende Öffnung 62 geformt.
Der Zweck dieser Öffnung 62 besteht
darin, einer Schmierflüssigkeit
zu ermöglichen,
unter der Einwirkung einer durch die Drehung des Drehmomentübertragungselements 38 bewirkten
Zentrifugalkraft durch die Öffnung
hindurchzulaufen. Wie in 1 gezeigt
ist, ist eine Öffnung,
wie etwa ein Durchlaß 48,
vorgesehen, um die Schmierflüssigkeit
durch sie hindurch und zu der Innenmulde des Drehmomentübertragungselements 38 zuzuführen.
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Das freie Ende 68 des Drehmomentübertragungselements 38 ist
so verformt, um in der Nähe
jedes Zahns eine Stanzvertiefung 66 und eine entsprechende
Mulde, die durch die äußeren Wände 52 und die
Seitenwände 56 definiert
ist, zu bilden. Wenn die Stanzvertiefung 66 geformt wird,
wird ein Abschnitt des Materials so gesickt, daß er die Dammstruktur 64 bildet,
die sich über
die Innenmuldenoberfläche,
die durch den äußeren Wandabschnitt 52 definiert
ist, und wenigstens teilweise längs
der Innenmuldenoberfläche,
die durch die gegenüberliegenden
Seitenwandabschnitte 54 definiert ist, erstreckt. Der Zweck der
Dammstruktur 64 besteht darin, ein flüssiges Schmiermittel, das durch
eine Zentrifugalkraft der Öffnung 62 zugeführt wird,
zu steuern und zurückzuhalten,
um zu verhindern, daß das
Schmiermittel an dem freien Ende 68 der ringförmigen Wand 40 ausläuft.
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Wie aus den 3 und 4 ersichtlich
ist, ist die Stanzvertiefung 66 von der Außenzahnoberfläche 58 beabstandet.
Somit ist die axiale Länge
der Außenzahnoberfläche 58 nicht
beeinflußt.
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Wie in 1 gezeigt
ist, umfaßt
die Kupplungsscheibenanordnung 28 des weiteren ein äußeres Drehmomentübertragungselement 34.
Das äußere Drehmomentübertragungselement 34 umfaßt ein äußeres ringförmiges Element
oder äußeres innenverzahntes
ringförmiges
Zahnrad. Das äußere Drehmomentübertragungselement 34 umfaßt einen
ringförmigen
Abschnitt 36, der von der ringförmigen Wand 40 des
inneren Drehmomentübertragungselements 38 radial
beabstandet ist, um zwischen ihnen einen ringförmigen Raum zu definieren.
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Eine Mehrzahl von parallelen ringförmigen Kupplungsscheiben 44 ist
in dem ringförmigen Raum,
der zwischen dem ringförmigen
Abschnitt 36 und der ringförmigen Wand 40 definiert
ist, angeordnet. Die Kupplungsscheiben 44 sind in einer
herkömmlichen
Art, die in der Technik bekannt ist, so angeordnet, daß sie sich
relativ zueinander zwischen einer relativen gleitenden Beziehung
und einer eingerückten,
nicht gleitenden Beziehung axial bewegen können. Die Kupplungsscheiben 44 umfassen zwei
Gruppen von Scheiben: eine Gruppe ist eine angetriebene Gruppe der
Kupplungsscheiben und die andere ist eine antreibende Gruppe der
Kupplungsscheiben.
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Die Kupplungsscheibenanordnung 28 umfaßt eine
erste Gruppe von Kupplungsscheiben 46, deren äußerer Umfang
an dem ringförmigen
Abschnitt 36 des anderen Drehmomentübertragungselements 34 verkeilt
ist, um eine relative Drehung relativ dazu um die Drehachse des äußeren Drehmomentübertragungselements 34 zu
verhindern. Eine zweite Gruppe von Kupplungsscheiben 48 weist
einen inneren Umfang auf, der so geformt ist, daß er die Außenzahnoberflächen 58 der
Zähne des
inneren Drehmomentübertragungselements 38 kämmt, während eine
axiale Bewegung der zweiten Gruppe Kupplungsscheiben 48 relativ
dazu möglich
ist.
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Eine Schmierflüssigkeit, die unter der Zentrifugalkraft
der Drehung des inneren Drehmomentübertragungselements 38 durch
die Öffnung 62 zugeführt wird,
strömt
gegen und zwischen die benachbarten Flächen der Kupplungsscheiben 44,
um die Kupplungsscheiben zu schmieren.
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Nachdem die bevorzugte Ausführungsform der
Kupplungsscheibenanordnung der vorliegenden Erfindung und insbesondere
das innere Drehmomentübertragungselement
mit einer verbesserten Dammstruktur zur Steuerung des flüssigen Schmiermittels
beschrieben wurde, wird nun das bevorzugte Verfahren zum Formen
des inneren Drehmomentübertragungselements
unter Bezugnahme auf die 5–15 beschrieben.
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Wie in 5 gezeigt
ist, ist ein flacher Metallrohling 72 vorgesehen. Der Rohling 72 ist
vorzugsweise aus einem Stahl, der kalt geformt werden kann, und
ist vorzugsweise kreisförmig
und kann aus einem ununterbrochenen Stahlblech ausgestanzt sein.
Der Rohling 72 ist außerdem
mit einem mittigen Loch 74 versehen.
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In einem ersten Formungsschritt,
der in 6 gezeigt ist,
wird der Rohling 72 auf einem kreisförmigen Trageelement 76 angeordnet.
Eine Vorform wird erzeugt, indem ein äußerer ringförmiger Tauchkolben 78 durch
einen vertikalen geradlinigen Hub relativ zu dem kreisförmigen Trageelement 76 bewegt
wird, um an einem äußeren Kreisring
des Rohlings 72 in Eingriff zu gelangen und den äußeren Kreisring
zu einem sich axial erstreckenden Flansch oder zu einer ringförmigen Wand 40,
die sich von dem äußeren Umfang
einer Mittelwand 42 davon axial erstreckt, kalt zu formen.
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In einem dritten Schritt, der in 7 gezeigt ist, wird die
ringförmige
Wand 40 der Vorform vorzugsweise umgeformt, um einen scharfen
Knick zwischen der Mittelwand 42 und der ringförmigen Wand 40 zu
erzeugen. Die ringförmige
Wand 40 wird durch die entgegengesetzte relative seitliche
Formungsbewegung zwischen einem kreisförmigen Trageelement 80 und
einem äußeren Stempelelement 82 umgeformt.
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In dem vierten Schritt des Verfahrens,
der in den 8A und 8B gezeigt ist, werden Innen-
und Außenzähne oder
Keilverzahnungen durch eine Nockenformungsoperation mit horizontalem
Hub geformt. Die Formungsoperation wird durch eine herkömmliche
segmentierte Expansionsvorrichtung durchgeführt, die in den 8A und 8B schematisch gezeigt ist. Ein inneres
Stempelelement, das mehrere radial angeordnete Gleitdornsegmente 84 umfaßt, die
um ein mittiges Keilelement 92 angeordnet ist, wird in
der ringförmigen
Wand 40 angrenzend an die Mittelwand 42 der Vorform
angeordnet. Die Dornsegmente 84 weisen jeweils einen zahnbildenden äußeren Umfang 86 auf.
Die Vorform ist in einem äu ßeren Stempelelement 88 angeordnet,
das einen zahnbildenden inneren Umfang 90 aufweist, der
so konfiguriert ist, daß er
mit dem zahnbildenden äußeren Umfang 86 der
Dornsegmente 84 kämmt.
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Das mittige Keilelement 92 wird
abwärts
in die Richtung des in 8A gezeigten
Pfeils gedrückt,
wodurch bewirkt wird, daß sich
die Dornsegmente 84 durch die durch Gleitkontakt in Eingriff
befindliche gewinkelte Oberfläche 93 des
mittigen Keilelements 92 und die gewinkelte Oberfläche 85 des Dornsegments 84 radial
nach außen
bewegen, um zu bewirken, daß der äußere zahnbildende
Umfang 86 der Dornsegmente 84 mit dem inneren
zahnbildenden Umfang 90 des äußeren Stempelelements 88 kämmt, um
die inneren, äußeren und
seitlichen Wandabschnitte zu formen, die die einzelnen Zähne oder
Keilverzahnungen definieren.
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Wenn das mittige Keilelement 92 in
die Richtung des Pfeils von 8B angehoben
wird, wie in 8B gezeigt
ist, werden die Dornsegmente 84 vorzugsweise elastisch
radial einwärts
gedrückt,
so daß die
Dornsegmente 84 und das mittige Keilelement 92 aus
dem Inneren der Vorform entfernt werden können.
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Alternativ könnten die Innen- und Außenzähne oder
Keilverzahnungen durch eine drehbare Halteeinheit geformt werden,
wobei die ringförmige Wand
zwischen inneren und äußeren zahnbildenden Zahnstrukturen
angeordnet ist. Die innere zahnbildende Zahnstruktur umfaßt zahnbildende
Elemente, die um ihren äußeren Umfang
angeordnet sind, und die äußere zahnbildende
Zahnstruktur umfaßt
zahnbildende Elemente, die um ihren äußeren Umfang angeordnet sind.
Die inneren und äußeren zahnbildenden
Zahnstrukturen rollen in entgegengesetzten Richtungen um den inneren
bzw. den äußeren Umfang
der ringförmigen
Wand in einer gekämmten
synchronisierten Kaltformungsbeziehung, um Außenzahnoberflächen und
Innenmuldenoberflächen
zu formen.
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Ein Verfahren zum Kaltformen von
Zähnen
in der äußeren Oberfläche der
ringförmigen
Wand eines Drehmomentübertragungselements
ist in dem US-Patent Nr. 5.152.061 von Himmeroeder, das an den Anmelder
der vorliegenden Erfindung übertragen
ist, offenbart. Zur Ergänzung
der voranstehenden Beschreibung kann auf das Himmeroeder-Patent '061 Bezug genommen
werden.
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Wie in 9 gezeigt
ist, werden nach der Bildung der äußeren Wände 52, der inneren
Wände 54 und
der Seitenwände 56 während der
voranstehend beschriebenen Zahnbildungsoperation in der äußeren Wand
jedes gebildeten Zahns sich radial erstreckende Öffnungen 62 geformt.
Jede sich radial erstreckende Öffnung 62 kann
durch einen Bohrer oder Stanzstempel geformt werden, der nacheinander
von einer äußeren Wand
zur nächsten
benachbarten äußeren Wand
indiziert wird. Alternativ können
alle Öffnungen 62 gleichzeitig
ausgebildet werden.
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Wie in 10 gezeigt
ist, werden in dem nächsten
Schritt des bevorzugten Verfahrens zum Formen des inneren Drehmomentübertragungselements
Stanzvertiefungen 66 und entsprechende Dammstrukturen 64 in
dem freien Ende 68 der ringförmigen Wand 40 geformt.
Die Bildung der Stanzvertiefungen 66 und Dammstrukturen 64 ist
in den 14–16 genauer gezeigt.
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Die Vorform wird in einer Halteeinheit
der ringförmigen
Wand angeordnet. Die Halteeinheit der ringförmigen Wand umfaßt ein Halteelement 96 der äußeren ringförmigen Wand,
das einen äußeren Umfang
aufweist, der so geformt ist, daß er die geformten Zähne, die
durch die äußeren Wände 52 und
die Seitenwände 56 definiert
sind, aufnimmt. Das Halteelement 96 der äußeren ringförmigen Wand
weist vorzugsweise eine Dicke auf, die der Gesamtlänge der
ringförmigen
Wand 40 entspricht, und umfaßt eine Oberfläche, die
mit dem freien Ende der ringförmigen
Wand 40 bündig
ist. Ein Halteelement 98 der inneren ringförmigen Wand
liegt auf einer Mittelwand 42 auf. Das Halteelement 98 der
inneren ringförmigen
Wand weist eine Dicke auf, die kleiner ist als die Höhe der ringförmigen Wand 40 über der
Mittelwand 42, und weist einen kreisförmigen äußeren Umfang auf, d. h. der äußere Umfang
auf des Halteelements 98 der inneren ringförmigen Wand
kämmt nicht
mit Mulden 60 der gebildeten Zähne.
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Wenn die ringförmige Wand 40 zwischen
den Halteelementen 98 und 96 der inneren bzw.
der äußeren ringförmigen Wand
befestigt ist, wird ein Werkzeug 100 zum Formen der Dammstruktur
axial in das freie Ende der ringförmigen Wand 40 eingestochen. Das
Werkzeug 100 zum Formen der Dammstruktur ist vorzugsweise
kreisförmig
oder ringförmig
und enthält
Stanzelemente 102, die vorzugsweise wenigstens teilweise
kreisförmig
sind und um den Umfang des Werkzeugs 100 zum Formen der
Dammstruktur angeordnet sind. Wenn das Werkzeug 100 zum
Formen der Dammstruktur in das freie Ende der ringförmigen Wand 40 eingestochen
wird, werden alle Stanzvertiefungen 66, wobei vorzugsweise
jeweils eine jedem Zahn zugeordnet ist, gleichzeitig geformt.
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Es ist jedoch möglich, ein Werkzeug zum Formen
der Dammstruktur zu verwenden, das keinen ununterbrochenen dammbildenden
Umfang aufweist. In diesem Fall werden in dem Stanzprozeß eine oder
mehrere Dammstrukturen geformt und das Werkzeug wird dann zum nächsten Abschnitt
indiziert, um eine weitere Dammstruktur oder eine Gruppe von Dammstrukturen
zu bilden.
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Wie in 16 gezeigt
ist, bewirkt die Stanzvertiefung 66, die durch das Werkzeug 100 zum
Formen der Dammstruktur geformt wird, daß eine Kante der Muldenoberfläche 60 nach
außen
verformt wird, um die Dammstruktur 64 zu definieren.
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Ein nächster Schritt in dem Verfahren
zum Formen des inneren Drehmomentübertragungselements ist in 11 gezeigt. Eine zentrale Öffnung 41 wird
vorzugsweise durch einen Tauchkolben 106 gebildet, der
an einem ringförmigen
Schneidstempel 104 axial in Eingriff gelangt.
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Ein achter Schritt in dem bevorzugten
Verfahren zum Formen des Drehmomentübertragungselements ist in 12 gezeigt. Die Vorform
wird so angeordnet, daß die
obere Oberfläche
der Mittelwand 42 gegen ein ringförmiges Stanzelement 108 angeordnet
ist, das in bezug auf die zentrale Öffnung 41 koaxial
angeordnet ist. Ein zentraler Tauchkolben 110 mit einem
Durchmesser, der größer ist
als der Durchmesser der zentralen Öffnung 41, wird axial
relativ zu dem Stempel 108 bewegt, um an einem inneren
Kreisring der Mittelwand 42 in Eingriff zu gelangen und
um den inneren Kreisring zu einem Flansch 43 kaltzuformen,
der sich von dem inneren Umfang der Mittelwand 42 axial
erstreckt.
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In einem letzten Schritt, der in 13 gezeigt ist, wird der
zentrale axiale Flansch 43 umgeformt, um einen scharfen
Knick zwischen dem Flansch 43 und der Mittelwand 42 zu
schaffen. Ein mittiger kreisförmiger
Träger 114,
der vorzugsweise eine ringförmige
Schulter 116 aufweist, ist in der zentralen Öffnung 41 angeordnet.
Der Flansch 43 wird durch eine relative seitliche Formungsbewegung
zwischen dem kreisförmigen
Träger 114 und
einem ringförmigen äußeren Stanzelement 112 umgeformt.
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Es ist klar, daß die obige bevorzugte spezielle
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zum Zweck der Veranschaulichung der funktionellen
und strukturellen Prinzipien dieser Erfindung gezeigt und beschrieben
wurde und ohne Abweichung von diesen Prinzipien geändert werden
kann. Deswegen enthält
diese Erfindung alle Modifikationen, die im Umfang der folgenden
Ansprüche
eingeschlossen sind.