WO2014053133A1 - Kupplungskörper einer synchronisationseinrichtung eines kraftfahrzeug-zahnräderwechselgetriebe und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Kupplungskörper einer synchronisationseinrichtung eines kraftfahrzeug-zahnräderwechselgetriebe und verfahren zu seiner herstellung Download PDF

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Rainer Pflug
Swen DÖRRIE
Raimund Ritter
Olaf Rost
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
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    • F16D2023/0625—Details of members being coupled, e.g. gears

Definitions

  • the invention relates to a Kupplungskorper a Syncbronisatier adopted a motor vehicle Zah comprising a arranged in the radially outer region of the coupling body clutch disc section with a Reibkonus, the brei fuswelle has at least one synchronizer ring to the frictional ⁇ rslauf and a arranged in the radially inner region of the coupling body carrier «section , Furthermore, the invention relates to a method for producing such a Kuppiu ngs stressess,
  • the KuppSungskerper serves with other Synra- natisatien-components to compensate for different speeds from shaft to gear wheels in Sc aitvorgang,
  • the Kuppiungs emotions is here between a loose wheel and a «Synehronring arranged; the synchronizer engages axially against the coupling body ;
  • the coupling body itself is non-rotatably connected to the idler wheel. This connection is usually made by internal teeth in Kuppiungsêt.
  • the coupling body has a frictional cone section, which in the abovementioned prior art solution, as well as in the case of the present invention, is formed in one piece from the clutch disk section.
  • the coupling body in the said solution according to DE 10 2006 056 487 A1 is advantageous from only a single one Component manufactured by forming ;, however, the required contours must be produced by a deep-drawing process, so that high degrees of deformation can occur.
  • the present invention is the A u fg a se invention to provide a generic type coupling body and for its - propose a method 'manufacture, wherein the coupling body may have an arbitrarily large difference between the average diameter of the eibkonus and the diameter of the hub to , Summary of the 'invention.
  • the solution to this problem by the invention is characterized in that the coupling portion and the carrier portion of the coupling body consist of separate parts which are permanently connected to each other.
  • the Suscbmtt preferably consists of an annular extruded .Profil. It may be provided in its radially innertode area m with a toothing.
  • Desupplierusednabschnltt is preferably made of a formed sheet metal.
  • the Kuppiungsseheibenabschnstt is in this case made in particular of a sheet metal disc or a bending ring with a constant ⁇ usgangsdlc & e by forming, wherein preferably no machining is provided.
  • the coupling plate can be provided with teeth in its radially outer area, wherein the toothing is preferably produced by a rotating operation.
  • the toothing is incorporated into a portion of Kuppiungsscalenabitess, which is increased by a forming operation, in particular by a Roiiiervorgang, compared to the ⁇ usegangsdicke Bleehschei e - : zw, the bending ring for the clutch disk section in thickness.
  • De Kuppjungsseheibenabsc niii and the support portion may be connected to each other with a cohesive or form gleichigen connection, wherein the cohesive bond is preferably a weld or a soldering.
  • the invention is used to particular advantage when the average diameter of the friction cone surface is at least 120%. preferably at least. 125% : of the inside diameter of the support portion (ie, the hub) is
  • the invention makes it possible to prepare a thin-walled eggplant-shaped cultivation body which allows material accumulation at functionally relevant points (external toothing on the clutch disk section) .
  • This material accumulation is preferably formed in a separate process by rolling (thickening), ie the area in which the outer Verzaden is introduced, is correspondingly increased in width or thickness.
  • the Kuppiungsharm can be manufactured with conventional forming technology from a thin-walled steel sheet.
  • I a Foigeverbundwerkmaschinen the Kuppiungsscheiöenabêt is initially produced without teeth.
  • the preformed component is then thickened in a separate diameter ⁇ rbeiisgang on the outer and rolSiert the splines.
  • Na e, d; H. as a support section is an extrusion tube, which may optionally be provided with a internal toothing. From this pipe a desired length section is tapped and the clutch disc ⁇ abschniii preferably permanently joined by welding.
  • Flg. 1 the plan view of a coupling body of a direction of synchronization of a motor vehicle ⁇
  • Fig. 2 shows the section A- ⁇ of FIG. 1 and
  • Fig. 3 is a perspective view of the coupling body according to Fig, 1, wherein only half of the coupling body is shown.
  • a coupling body 1 belonging to a synchronizing device of a motor vehicle gear change transmission.
  • the coupling body 1 is slaughtereiig constructed. It has a Kupplungsscl eibenabschniit 2 S arranged radially hostslsegend, and a Stromabschnttt ⁇ ie, a hub) S, which is arranged radially inwardly.
  • the Kupplungsularnabscbnitt 2 is made of a Stahihfech disc having sine ⁇ gangsgangs do. By punching and bending or deep drawing the: Form has been created; as can be seen in particular from Fig, 2. DEM According to the clutch disc section 2 has a friction cone 3, which has a conical Reibkonusflown 4.
  • the sheet material of the clutch disc section 2 was thickened by a rolling process, d, h. a section has been created by material displacement which has a greater thickness di than the initial thickness d 0 .
  • the toothing 7 was then introduced into the radially outer section; for which, in turn, a rotation process was used,
  • the carrier scrap 5 has been obtained by cutting to length a portion of an extruded profile.
  • a toothing 6 has likewise been integrally formed on the radially inner periphery of the support section 5.
  • a geometric characteristic of the coupling body is the ratio of the mean diameter Di of the Reibkonus composition 4 to the inner diameter D 2 of the support portion 5; These diameters are indicated in FIG. 3. This ratio can be easily made large by the proposed Hersannontechnik without getting into manufacturing problems. In the exemplary embodiment, the ratio of the two diameters is approx. SszügsEeiGhsnisstß

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kupplungskörper (1) einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebe, umfassend einen im radial außenliegenden Bereich des Kupplungskörpers (1) angeordneten Kupplungsscheibenabschnitt (2) mit einem Reibkonus (3), der zum reibungsbehafteten Anlauf gegen zumindest einen Synchronring eine Reibkonusfläche {4} aufweist, und einen im radial innenliegenden Bereich des Kupplungskörpers angeordneten Trägerabschnitt (5). Um einen beliebig großen Unterschied zwischen dem mittleren Durchmesser des Reibkonus und dem Durchmesser der Nabe des Trägerabschnitts zu realisieren, sieht die Erfindung vor, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2) und der Trägerabschnitt (5) aus separaten Teilen bestehen, die miteinander dauerhaft verbunden sind.

Description

u S u rs gs örper einer Syne ron tsati o nse ί nr ichtu rag eines raftfah rze «g - Zahnrideweehseigetriebe und Verfahren m seiner Herstellung Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Kupplungskorper einer Syncbronisatiönseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zah umfassend einen im radial außenSiegenden Bereich des Kupplungskörpers angeordneten Kupplungsscheibenabschnitt mit einem Reibkonus, der zum reibungsbehafteten Ärslauf gegen zumindest einen Synchronring eine Re bkonusfiäche aufweist, und einen im radial innenliegenden Bereich des Kupplungskörpers angeordneten Träger« abschnitt. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kuppiu ngskörpers,
Hintergrund der Erfindung Ein solcher Kuppiungskörper ist beispielsweise aus der DE 10 2006 056 4S7 AI bekannt. Ein derartiger Kuppiungskörper wird in einer Synchronisationsein- richtung benötigt, die bei Schaltgetrieben nach dem Za nrädenwechselprinzip eingesetzt werden, d, h, der klassische ÄnwendungsfälS ist ein niechanisches Krattfehrzeug-ScHaltgetriebe. Die Synchronisatiönseinrichtung vereinfacht den Gangwechsel entscheidend. Der KuppSungskerper dient mit weiteren Synehro- nisatiens-Bauteiien zum Ausgleich unterschiedlicher Drehzahlen von Welle zu Gangräd beim Sc aitvorgang, Der Kuppiungskörper ist dabei zwischen einem Losrad und einer« Synehronring angeordnet; der Synchronrlng läuft axial gegen den Kuppiungskörper an ; der Kuppiungskörper selber ist drehfest mit derh Los- rad verbunden. Diese Verbindung wird meist durch eine innenverzahnung im Kuppiungskörper hergestellt. Der Kupplungskörper weist einen Reibkonusabschnitt auf, der bei der genannten vorbekannten Lösung wie auch im Falle der vorliegenden Erfindung einsiü- ckig aus dem Kupplungsscheibenabsehnitt ausgeformt ist, Vorteilhaft ist der Kupplungskörper bei der genannte Lösung gemäß der DE 10 2006 056 487 Ä1 zwar aus nur einem einzigen Bauteil durch Umformung hergestellt;, allerdings- müssen di benötigten Konturen durch einen Tiefziehvorgang hergestellt werden, so dass hohe Umformgrade auftreten können. Wenn das Verhältnis des mittleren Reibkonusdurchmessers zum ..Innen-■ durchmesser des Trägeratasehnitts (Nabendurehmesser} groß wird, ist im Falle dieser vorbekannien Lösung die Herstellung des Kupplungskörpers aus nur einem einzigen Bauteil problematisch. Dann nämlich ist ein hoher Grad an Aufweitung und Zurückstauchung erforderlich. Dadurch stößt man mit dem Umförmprozess an technische Grenzen, so dass ata einer gewissen Größenordnung des genannten Durchmesser-Verhältnisses eine prozessstabile Realisierung nicht mehr möglich ist. Dies gilt auch hinsichtlich einer möglichen nachteiligen Faltenbildung zwischen dem Kupplungskörper und dem Reibkonus.
Alternative Lösungen, wie Schmieden oder Sintern des Kupplungskörpers oder eine spanende Herstellung desselben, umgehen zwar diese Problematik, haben aber andere Nachteile. Hier ist insbesondere zu nennen, dass diese Kupplungskörper meist massiver ausgebildet sind und ei höheres Gewicht aufwei- sen,
Aufgabe de Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die A u fg a be zugrunde, einen gattungsge- mäßen Kupplungskörper zu schaffen und für seine -'Herstellung ein Verfahren vorzuschlagen, wobei der Kupplungskörper einen beliebig großen Unterschied zwischen dem mittleren Durchmesser des eibkonus und dem Durchmesser der Nabe aufweisen können soll. Zusammenfassung der 'Erfindung.
Die Lös u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der upplungsschejbenabschnitt und der Trägerabschnitt des Kupplungskörpers aus separaten Teilen bestehen, die miteinander dauerhaft verbunden sind.
Der Trägerabscbmtt besteht dabei bevorzugt aus einem ringförmigen strangge- pressten .Profil. Er kann in seinem radial innertliegende Bereich m it einer Verzahnung versehen sein.
De uppiungsscheibenabschnltt besteht bevorzugt aus einem umgeformten Blechteäl. Der Kuppiungsseheibenabschnstt ist hierbei insbesondere aus einer Blechscheibe bzw. einem Biechring mit konstanter ÄUsgangsdlc&e per Umformung hergestellt, wobei vorzugsweise keine spanende Bearbeitung vorgesehen wird.
Der upplungsschei enabschnifi kann in seinem radial auSenSiegenden Be- reich mit einer Verzahnung versehen sein, wobei die Verzahnung vorzugsweis durch einen Roiiiervorgang hergestellt ist. Sehr vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Verzahnung in einen Abschnitt des Kuppiungsscheibenabschnitts eingearbeitet ist, der durch einen Umformvorgang, insbesonder durch einen Roiiiervorgang, gegenüber der Äusgangsdicke der Bleehschei e - :zw, des Biechrings für den Kupplungsscheibenabschnitt in der Dicke vergrößert ist.
De Kuppjungsseheibenabsc niii und der Trägerabschnitt können mit einer stoffschlüssigen oder formschlussigen Verbindung miteinander verbunden werden, wobei die stoffschlüssige Verbändung vorzugsweise eine Verschweißung oder eine Verlötung ist.
Besonders vorteilhaft wird die Erfindung dann genutzt, wenn der mittlere Durchmesser der Reibkonusfläche dies Reihkonüs mindestens 120 %, vor- zugsweise mindestens. 125 %: des, Innendurchmessers des Trägerabschnitts (d. h. der Nabe) beträgt
Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Kuppiungskörpers sieht die Schritte vor;
Herstellen des uppiungsscheibenabschnätts durch spanlose Fertigung aus einem Blechrin oder einer Blechscheibe; - Herstellen des Trägsrabschnitis durch Abstechen eines Äb^- schn itis e ines Strangpressteils ;
Verbinden, vorzugsweise stoffsehlüssiges Verbinden, des Kupplungsscheibenabschnitts mit dem Trägerabschnitt.
Mit der vorgeschlagenen Lösung wird erreicht, dass bei problemloser umformtechnischer Fertigung zwischen dem miitieren Reibkonusdurchmesser und dem Durehmesser der Nabe des Trägerabschnitts beliebige Verhältnisse realisiert werden können.
Die Erfindung ermöglicht das Bereitsteisen eines dünnwandig hergestellten uppiungskörpers mit eibkonus, der Maierialanhäufungen an funktionsrele- vante Stellen (Äußenverzahnung am Kupplungsscheibenabschnitt} erlaubt. Diese Svlaterialanhäufung wird bevorzugt in einem separaten Ärbeiisgang durch Rollieren (Äufdicken) gebildet; d, h. der Bereich, in den die Äußenverzannung eingebracht wird, wird entsprechend in der Breite bzw. Dicke vergrößert.
Der KuppiungskÖrper kann mit üblicher Umformtechnologie aus einem dünnwandigen Stahlblech hergestellt werden. I einem Foigeverbundwerkzeug wird der Kuppiungsscheiöenabschnitt zunächst ohne Verzahnung hergestellt. Das vorgeformte Bauteil 'wird dann in einem separaten Ärbeiisgang am Außen- durchmesser aufgedickt und die Verzahnung rolSiert. Als Na e, d; h. als Trägerabschnitt, dient ein Strangpressrohr, das optional mit einer Innerverzahnung versehen sein kann. Von diesem Rohr wird ein gewünschter Längenabschnitt abgestochen und mit dem Kupplungsscheiben-■ abschniii bevorzugt durch Schweißen dauerhaft verbunden.
Somit wird es möglich, den upplungsk per mit angeformtem Reibkonus kostengünstig herzustellen und gleichzeitig flexibel auf Geometrieänderungen zu reagieren, d. h. Varianten sind leicht herstellbar.
Kurze Beschreibung der Figuren
In den Figuren ist ein Ausführungsbeisplel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Flg. 1 die Draufsicht auf einen Kupplungskörper einer Synchronisationseihrichtung eines Kraftfahrzeug^
Fig. 2 den Schnitt A-Ä gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 in perspektivischer Ansicht den Kupplungskörper nach Fig, 1 , wobei nur der halbe Kupplungskörper dargestellt ist.
AusführHc e Beschreibung der Figuren in den Figuren ist in verschiedenen Ansichten ein Kupplungskörper 1 dargestellt, der zu eine Synchronisatfonseinrichtun eines Kraftfahrzeug-Zahnräder- Wechselgetriebes gehört. Der Kupplungskörper 1 ist zweiieiiig aufgebaut. Er hat einen Kupplungsscl eibenabschniit 2S der radial außenlsegend angeordnet ist, und einen Trägerabschnttt {d. h. ein Nabenteii) S, der radial innenliegend angeordnet ist.
Der Kupplungsscheibenabscbnitt 2 ist aus einer Stahihfech-Scheibe hergestellt, die sine Äusgangsdicke do aufweist. Durch Stanzen und Biegen bzw. Tiefziehen Ist die: Form entstanden; wie sie insbesondere aus Fig, 2 hervorgeht. Dem- gemäß weist der Kupplungsscheibenabschnitt 2 einen Reibkonus 3 auf, der eine kegelförmige Reibkonusfläch 4 hat.
Im radjai außenliegenden Bereich wurde das Blechmaterial des Kupplungs- Scheibenabschnitt 2 durch einen Rolliervorgang verdickt, d, h. es wurde durch Materialverdrängung ein Abschnitt geschaffen, der eine irn Vergleich mit der Ausgangsdicke d0 vergrößere Dicke di aufweist. In den radial außeniiegenden Abschnitt wurde dann die Verzahnung 7 eingebracht; wozu wiederum ein Roi- SierungsvQrgang eingesetzt wurde,
Der Trägerabsc nätt 5 ist indes durch Ablängen eines, Abschnitts eines strang- gepressten Profils gewonnen worden. Wie in den Figuren gesehen werden kann, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel beim Strangpressen auch gleich eine Verzahnung 6 am radial innenliegeRden Umfang des Trägerabschniiis 5 mit angeformt worden.
Naehdem die beiden Teile Kuppiungsscheibenabschnitt 2 und Trägerabschniit 5 in der erläuterten Weise gefertigt worden sind, werde sie dauerhaft miteinander verbunden. Im vorliegenden Falle wurden die beiden Teile 2 und 5 mit einer Verschweißung 8 miteinander verbunden.
Eine geometrische Kenngröße des Kupplungskörpers ist das Verhältnis des mittleren Durchmessers Di der Reibkonusfläche 4 zum Innendurchmesser D2 des Trägerabschnitts 5; diese Durchmesser sind i Fig. 3 kenntlich gemacht. Dieses Verhältnis kann durch die vorgeschlagene Hersteilungsweise problemlos groß gemacht werden, ohne in fertigungstechnische Probleme zu geraten. Im Äusführungsbeispiel liegt das Verhältnis der beiden Durchmesser bei ca, SszügsEeiGhsnisstß
1 Kupplimgskorper
2 üpplungssc eibenaijsGhnitf
3 Reibkanus
4 Reibkonusfläche
5 Trägerabschnstt
6 Verzahnung
7 Verzahnung
8 Verschweißung do Ausgangsdieke
dt vergrößerte Dicke
Di mittlerer Durchmesser des Reibkonus
Da innendurchwesser des Trägerabschnitts

Claims

Pätentänsprüthe
1. Kuppiungskörper (1 ) einer Synchronisaisonseinnchtyng eines Kraftfahr- 5 zeug-Zahnrädemeehselgeiriebe, umfassend einen im radial außenSie- genden Bereich des uppiungskörpers (1) angeordneten Kupplungsscheibenabschnitt (2) mit einem Reibkonus (3), der zum reibungsbehafteten Anlauf gegen zumindesi einen Synchronring eine ReibkonusfSäche (4) aufweist, und einen im radial inneniiegenden Bereich des uppiungs-Q körpers angeordneten Trägerabschnitt (5), dadurch geKeBiizeiehnet, dass der Kuppiungsscheibenabscbnitt
(2) und der TrSgerabschnitt (5) aus separaten Teilen bestehen, die miteinander dauerhaft verbunde sind. 5 2. Kuppjungskörper nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichsiet, dass der
Trägerabschnitt (5) au einem ringförmigen stranggepressten Profil besteht,
3. Kuppiungskörper nach Anspruch 1 ode 2, dadurch gekennzeichnet,0 dass der Trägerabschnsit (5) in seinem radial inneniiegenden Bereich mit einer Verzahnung (6) versehen ist,
4. Kuppiungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kypplungsscheibenabschhiit (2) aus eine umge-5 formten Blechteil besteht.
5. Kuppiungskörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der upplungsseheibenabschnitt {2} aus einer Biechscheäbe mit konstanter Äusgangsdicke (d0) per Umformung hergestellt ist und vorzugsweise0 keine spanende Bearbeitung aufweist.
6. Kuppiungskörper nach einem der Ansprüch 1 bis 5, dadurch gekenrs- zeichnet, dass der Kupplungsseheibenabschnitt (2) seinem radial au- Seoliegehden Bereich mit einer Verzahnung (7) versehen ist, wobei die Verzahnung (7) vorzugsweise durch eine Roiliervorgang hergestellt ist,
Kuppiungskörper nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (7) in einen Abschnitt des Kupplungsscheibenab- schnitt (2) eingearbeitet ist, der durch einen Umformvorgang, insbesondere durch einen Roiliervorgang, gegenüber der Ausgangsdicke (do) der BSechscheibe für den Kupplungsscbeibenabschnitt (2) in der Dicke (di) vergrößert ist.
Kuppiungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplüngsscheibenabschnitt (2) und der Trägerab* schniit (5) mit einer stofischlüssigen oder formsohidssigen Verbindung miteinander verbunden sind, wobei die stoff schlüssige Verbindung vorzugsweise eine Versehweißung oder eine Verlötung ist:
Kuppiungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenrt- zeichnet, dass der mittlere Durchmesser (Di) der Reibkon usfiäche (4) mindestens 120 %, vorzugsweise mindestens 125 %, des Innendurchmessers (D2) des Trägerabschniits (5) beträgt,
Verfahren zur Hersteilun eines Kupplungskörpers (1) einer Synchröni- satiönseinrichiung eines Kraftfahrzeug-ZahnräderweGhseigetriebe, umfassend einen im radiai außeniiegenden Bereich des Kupplungskörpers (1) angeordneten Kupplungsscheibenabschniti (2 mit einem Reibkonus (3), der zum reibungsbehafteten Anlauf gegen zumindest eine Syn- chronnng eine Reibkonusfläche (4) aufweist, und einen im radia] innen- liegenden Bereich des Kupplungskörpers angeordneten Trägerabsohnitt (5), dadurch gekennEelcHnet, dass die Herstellung des Kupplungskörpers (1) durch die Schritte erfolgt:
Hersteilen des Kuppiungsscheibenabschnitts (2) durch spanlose Fertigung; aus einem Blechring oder einer Biechscheibe;. Hersieilen des Trägerabschnilts (5.) durch Abstechen eines Abschnitts eines StrangpressteiSs; - Verbinden, vorzügsweise stoffschlüssiges Verbinden, des Kupp- iungsseheibenabschnitts (2) mit dem Trägerabschnitt (5).
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