SE525351C2 - Kopplingselement i en motorfordonsväxellåda samt sätt att framställa ett dylikt kopplingselement - Google Patents

Description

ooooo lO 15 20 ' 25 bl! ICO . . 525 2 terialmängd från den ursprungliga flanken. Efter framställning av ett kopplingselement med konstant tvärsnittsprofil hos kopplingständema har olika bearbetningsmetoder ut- nyttjats för att därefter bilda tandpartier med bakåtlutande flanker. De två vanligaste är tryckrullning respektive skärande bearbetning. Bägge har fördelar och nackdelar.

Vid tryckrullning undanpressas materialet från partiet med bakåtlut. Metoden har den fördelen att tanden kan utformas med bakåtlut ända ned till tandroten utan behov av un- derskäming, som annars försvagar tanden. Nackdelen är att slitaget på verktygen är mycket stort med relativt kort livslängd som följd, så att verktygskostnaden blir relativt hög. Undanpressat material blir kvar som en vulst vilket även kan vara till nackdel.

Vid den andra metoden avlägsnas material genom skärande bearbetning med ett skär- verktyg som bibringas rörelse utmed en cykloidkurva. Fördelen är större livslängd på verktyget, men i gengäld går det inte att forma exempelvis invändiga tänder hos en kopp- lingshylsa med bakåtlut ända ned till tandroten utan underskäming i roten av den ur- sprungliga tandens profil eller, om underskäming saknas, att det bildas en skarp hylla i tanden på avstånd från botten av tandluckan hos den ursprungliga tanden. I båda fallen kan detta medföra att hållfastheten sänks i kopplingständerna med bakåtlut. Underskär- ning kan dessutom medföra att hållfastheten sänks i den ursprungliga tandens profil, vil- ket kan var till stor nackdel i de fall fortsättningen på denna, huvudsakligen axiellt i an- slutning till de bakåtlutande kopplingständema, används till exempel i ett splinesförband eller som rullande kugg mot ett motstående kugghjul.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett kopplingselement avi inled- ningen angivet slag, som är så utformat att dess bakåtlutande tandpartier kan framställas genom skärande bearbetning i det närmaste ända ned till eller t o m ner i tandroten av den ursprungliga tandens profil utan att kräva underskäming av denna och utan att en skarp hylla bildas. o o ooo o o oo oooo oo oo oo o o oo o o o o o o o oo o oo o oo o o o o o o o oooo oo o ooo ooo oo o o ooo oo oo o oooo o o o oo o oo o o o v o o o o o o o oo oo oo oo oooo o 10 15 20 u. s 5 s s . s ' 25 .v s i I O I I 5530 525 551 '''' " 3 Detta uppnås enligt uppfinningen genom att kopplingständemas motstående flanker över den bakåtlutande delen har ett första parti närmast tandroten med en första ingreppsvin- kel, vilket forsta parti ansluter till ett andra part, som sträcker sig till tandtoppen och har en större ingreppsvinkel än det första partiet.

Vid det i inledningen beskrivna sättet att framställa kopplingselementet uppnås detta helt enkelt genom att tänderna i det andra steget bearbetas, så att ingreppsvinkeln hos de bear- betade flankytorna blir större än ingreppsvinkeln efter bearbetningen i det första steget.

Vid bearbetningen styrs verktyget, så att flanken på bakåtlutet smyger ut till den ur- sprungliga tandens form vid nedre delen av dess flank eller t o m något ner i dess tandrot, dvs verktyget styrs, så att flankytoma med bakåtlut bildar en övergång med trubbig vinkel till de ursprungliga flankytorna. Man undviker således att bearbeta utefter en profil mel- lan bakåtlut och den ursprungliga tandens profil, som skapar en hylla, dvs en skarp över- gång mellan bakåtlutets flankytor och de ursprungliga flankytorna.

Uppfinningen beskrives närmare med hänvisning till på bifogade ritningar visade utfo- ringsexempel, där Fig. 1 visar en schematisk planprojektion av en del av en kopplingshylsa, synkronise- ringsring och kopplingsring i en motorfordonsväxellåda, Fig. 2 en schematisk sidovy av en del av kopplingshylsa samt rörelsebanan hos ett skärande verktyg vid ett känt bearbetningsförfarande, Fig. 3 en vy motsvarande Fig. 2 men med rörelsebanan hos verktyget vid bearbetnings- förfarandet enligt föreliggande uppfinning och Fig. 4 en schematisk perspektivvy av en kopplingstand hos ett kopplingselement enligt uppfinningen.

I fig. l betecknar 1 en kopplingshylsa avsedd att monteras ovridbart men axiellt förskjut- bart på ett nav på en i en växellåda (icke visad) roterbart lagrad axel. Kopplingshylsan 1 är utformad med kopplingständer 2 avsedda att bringas i ingrepp med kopplingständer 3 »annu 10 15 20 '25 .. .. .. .' ”130 n v o a nu 525 351 4 på en kopplingsring 4 avsedd att förbindas ovridbart med ett på nämnda axel roterbart lagrat kugghjul (icke visat). Med 5 betecknas en mellan kopplingshylsan 1 och kopplings- ringen 4 anordnad synkroniseringsring med blockeringständer 6.

I fig. 2 visas en del av en kopplingshylsa 1 med tänder 2, som vid en inledande bearbet- ning har formats, så att motstående flanker 7 är parallella, d v s tjockleken på tänderna 2 75 35 varierar inte längs tänderna. I figuren illustrerar den streckade linjen a rörelsebanan hos 73 7, två olika skärande verktyg ”b” respektive c vid efterföljande bearbetning av tänderna 2 enligt en tidigare känd metod för att bilda partiet med bakåtlut. Rörelsen utmed den visa- de banan ”a” kan åstadkommas med ett verktyg, som ersätter en kugge på ett kugghjul, vilket avrullar mot kopplingshylsans tänder 2.

Med verktyget ”b” påbörjas avverkningen av materialet vid tandtoppen och avslutas strax ovanför tandroten. Med verktyget ”e ” sker avverkningen i omvänd rikting. Gemensamt för bägge verktygen är emellertid att de rör sig utmed en bana ”a”, som inom verktygens avverkningsområde är i huvudsak parallell med den ursprungliga kuggflanken 7. Följ den blir att en ”hylla” 8 med en skarp kant 9 bildas strax ovanför tandroten. För att komma ifrån bildandet av en sådan hylla kan tänderna utformas med underskäming, men i gen- gäld försvagas då tandroten.

I fig. 3 visas liksom i fig. 2 en del av en kopplingshylsa 1 med tänder 2, som vid en inle- dande bearbetning har formats, så att motstående flanker 7 är parallella, d v s tj ockleken på tänderna varierar inte längs tänderna.

”Här styrs enligt föreliggande uppfinning verktygen ”b” respektive ”c” för bearbetning av partiet med bakåtlut utmed en bana ”d”, som inom verktygets avverkningsornråde inte är parallell med den ursprungliga kuggflanken 8. Kopplingständerna 2 får på detta sätt ett flankparti 7a med större ingreppsvinkel än det resterande flankpartiet 7b, som har den ur- sprungliga tandens ingreppsvinkel (se fig. 4). :nian 10 15 20 . . . . .. 5 Genom att välja en större ingreppsvinkel för flankpartiet 7a undvikes bildandet av en hylla 8. Istället bildas en övergång 10 med trubbig vinkel, som företrädesvis väljs större än 150°, mellan flankpartiema 7a och 7b, när verktyget styrs efter en bana ”d”, vars vändpunkt ligger i en tandlucka 11, i det visade utföringsexemplet ungefär i mitten av en tandlucka 11, och inte - som i det tidigare kända, i fig. 2 visade fallet- inom verktygets avverkningsområde. I I fig. 4 visas en kopplingstand 2, som har ett främre parti 2a med bakåtlut och ett bakre parti 2b utan bakåtlut. Skillnaden i ingreppsvinkel mellan flankpartiema 7a och 7b fram- går här tydligt vid övergångsytan 13 mellan det främre partiet 2a och det bakre partiet 2b.

Uppfinningen har ovan beskrivits med hänvisning till en kopplingshylsa l med invändiga tänder 2, men givetvis måste motgående kopplingselement med utvändiga kuggar, exem- pelvis kopplingsringarna, ges en tandform anpassad till kopplingshylsans tandform.

Inom ramen för uppfinningen kan kopplingselementet utgöra del av ett kugghjul med evolventkuggar, som ingriper med kuggar på ett motgående kugghjul, varvid kopplings- tänderna med bakåtlut då är utformade i ett stycke med och bildar en förlängning av kugghjulets evolventkuggar. Ett sådand kugghjul med integrerad kopplingshylsa kan t ex vara ringhjulet i en planetväxel i en rangeväxellåda, där ringhjulet är axiellt förskjutbart och där dess kopplingständer bringas i ingrepp med en med växellådshuset fast förbunden kopplingsring för låsning av ringhjulet. u u :av o n a~ nu o» o n nu I n 1 o e n 1 ou u u. s - u . a f o u > 0 a nu v u n »en nu: -. a . ua. n. n» n u.. u n u n. o u o u o n u p n n u a u > nu n» o. a. u... -

Claims (10)

10 15 20 25 30 525 351 6 Patentkrav

1. Kopplingselement i en motorfordonsväxellåda, vilket kopplingselement uppvisar ut- med en cirkel fördelade och åtminstone i huvudsak i växellådans axelriktning orienterade kopplingständer, vilka är anordnade att vid ingrepp med kopplingständer på ett samver- kande kopplingselement låsa ett i växellådan roterbart element, vilka kopplingständer - sett från en ände - åtminstone över en del av sin utsträckning i axelriktningen har en suc- cessivt avtagande tvärsnittsprofil, kännetecknat av att kopplingständemas (2) motståen- de flanker (7) över nämnda del (2a) har ett första parti (7b) närmast tandroten med en för- sta ingreppsvinkel, vilket första parti ansluter till ett andra parti (7a), som sträcker sig till tandtoppen och har en större ingreppsvinkel än det första partiet.

2. Kopplingselement enligt krav 1, kännetecknat av att det andra partiet (7a) ansluter till det första partiet (7b) via en övergång med trubbig vinkel.

3. Kopplingselement enligt krav 2, kännetecknat av att nämnda vinkel är större än 150°.

4. Kopplingselement enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att kopplingselementet (1) är en på ett nav axiellt förskjutbart men ovridbart lagrad kopplingshylsa med invän- digt fördelade kopplingständer (2).

5. Kopplingselement enligt krav 4, kännetecknat av att kopplingständema (2) har suc- cessivt avtagande tvärsnittsprofil över endast en del (2a) av sin axiella utsträckning.

6. Kopplingselement enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att kopplingselementet är en med ett roterbart lagrat kugghjul ovridbart förbunden kopplingsring (4) med utvändigt jämnt fördelade kopplingständer (3).

7. Kopplingselement enligt krav 6, kännetecknat av att kopplingständema (3) har avta- gande tvärsnittsprofil över hela sin axiella utsträckning. 10 15 525 351 7

8. Sätt att framställa ett kopplingselement med utmed en cirkel fördelade kopplingständer, vilka ~ sett från en ände - åtminstone över en del av sin längd har en successivt avtagande tvärsnittsprofil, innefattande - i ett första steg - bearbetning av kopplingselementet, så att kopplingständer med en konstant tvärsnittsprofil över hela sin längd bildas, och - i ett andra steg - bearbetning av kopplingständerna, så att dessa åtminstone över en del av sin längs bibringas en tvärsnittsprofil, som successivt avtar från en ände, kännetecknat av att tändema bearbetas i det andra steget, så att ingreppsvinkeln hos de bearbetade flank- ytorna blir större än ingreppsvinkeln efter bearbetningen i det forsta steget.

9. Sätt enligt krav 8, kännetecknat av att tändema bearbetas i det andra steget, så att flankytorna bildar en övergång med trubbig vinkel till de i det första steget bildade flank- ytorna.

10. Sätt enligt krav 8 eller 9, kännetecknat av att kopplingständerna i det andra steget fonnas genom skärande bearbetning med ett skärverktyg, som bibringas rörelse utmed en cykloidkurva, vars vändpunkt ligger närmare mitten av tandluckan än flankema.