WO2014059979A1 - Kupplungskörper einer synchronisationseinrichtung eines kraftfahrzeug-zahnräderwechselgetriebes - Google Patents

Kupplungskörper einer synchronisationseinrichtung eines kraftfahrzeug-zahnräderwechselgetriebes Download PDF

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coupling body
support portion
clutch
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Valerie Mandon
Bruno Scherb
Hubert KRESS
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F16D2023/0625—Details of members being coupled, e.g. gears

Definitions

  • the invention relates to a coupling body of a synchronization device of a motor vehicle gear change transmission, comprising a arranged in the radially outer region of the coupling body clutch disc portion disposed in the radially inner region of the coupling body support portion and a radially disposed between the clutch disc portion and the support portion Reibkonusabterrorism, wherein the Reibkonusabrough a Reibkonus with Having a frictional engagement with at least one synchronizer ring serving Reibkonus configuration.
  • a coupling body of the generic type is known for example from DE 10 2006 056 487 A1.
  • Such a coupling body is required in a synchronization device, which are used in manual transmissions according to the gear change principle, ie the classic application is a mechanical motor vehicle manual transmission.
  • the synchronization device simplifies the gear change crucial.
  • the coupling body is used with other synchronization components to compensate for different speeds from shaft to gear during the switching process.
  • the coupling body is arranged between a loose wheel and a synchronizer ring; the synchronizer ring runs axially against the coupling body, the coupling body itself is rotatably connected to the idler gear. These Connection is usually made by an internal toothing in the coupling body.
  • the coupling body is made according to the aforementioned prior art solution of an annular punched sheet metal strip part. This sheet metal part is formed after punching out of the band and optionally reworked on its functional surfaces, in particular by grinding.
  • the coupling body is integrally formed, d. H. the Reibkonusabêt is formed from the basic coupling body forming technology, including the deep drawing can be used.
  • the present invention is based on the invention of providing a coupling body of the generic type which does not have the mentioned disadvantages. Accordingly, a simple and inexpensive to produce coupling body to be proposed, in which the required functional surfaces - in particular the location and location of the Reibkonus - can be easily placed at the desired location without having to take any special measures in the production. In particular, it should be possible to dispense with a cutting rework in the production of the coupling body.
  • the solution to this problem by the invention is characterized in that the clutch disc section, the carrier section and the friction cone section consist of three separate ring parts that are permanently connected.
  • the clutch disk section and the carrier section preferably have a rectangular shape in the radial section.
  • the Reibkonusabrough preferably has a recess in the radially inner and / or in the radially outer region, which forms an axial stop for the support portion and for the clutch disc portion.
  • the carrier portion and the Reibkonusabrough and / or the Reibkonusabrough and the clutch disc portion are in this case preferably at a cylindrical contact surface to each other.
  • the clutch disk section, the carrier section and the Reibkonus- section preferably form a flush end face.
  • the clutch disc section may be provided with a toothing in its radially outer end region.
  • the support portion may be provided in its radially inner end region with a toothing.
  • connection between the clutch disc section and the Reibkonusabites or the connection between the Reibkonusabites and the support portion is preferably made cohesively, which is intended in particular to a connection by welding, by soldering or by gluing.
  • connection between the clutch disc portion and the Reibkonusabites or the connection between the Reibkonusabites and the support portion is made frictionally, in particular by a press fit or cone compression dressing; as a further alternative or additive solution, a positive connection can be provided, in particular by caulking.
  • the clutch disc portion, the support portion and the Reibkonusabites are preferably made each spanless from a ring part. In this way, the entire coupling body can be manufactured without machining.
  • the components mentioned are then produced, for example, from a sheet metal disk or a sheet metal ring with constant initial thickness by forming, with no machining must be provided.
  • a coupling body can be produced which has its functional surface exactly at the desired position, in particular the friction cone surface. Machining can be avoided as well as material accumulation at functionally relevant points.
  • FIG. 1 is a plan view of a coupling body of a synchronization device of a motor vehicle gear change transmission according to the invention
  • Fig. 2 shows the section A-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 the one to a Synchronization device of a motor vehicle gear change transmission belongs.
  • the coupling body 1 is constructed in three parts.
  • a first part of the coupling body 1 is formed by a clutch disk section 2, which has a rectangular shape in radial section (see FIG.
  • the clutch disk section 2 is arranged in a radially outer region of the coupling body 1.
  • a support portion 3 which likewise has a rectangular in radial section shape.
  • the carrier section 3 is arranged in a radially inner region of the coupling body 1.
  • a third part of the coupling body 1 is a Reibkonusabrough 4, which is arranged radially between the clutch disk portion 2 and the support portion 3.
  • the Reibkonusabrough 4 has a radial section (s., Again, best Fig. 2), which also has an approximately rectangular shape.
  • the rectangular shape is modified by a conical flattening, by which a friction cone 5 is formed.
  • the friction cone 5 has a conical Reibkonus Design 6, which is designed for starting on a (not shown) counter-ring of the synchronization device.
  • a deviation from the exact rectangular shape of the radial section of the Reibkonusabitess 4 also results from two recesses 7 and 8, which can be made by rolling.
  • the recesses 7, 8 each form a cylindrical contact surface 1 1 or 12, against which the clutch disc section 2 and the support section 3 with their congruent surfaces.
  • the recesses 7, 8 also form two axial stops 9 and 10, respectively.
  • the stops 9, 10 serve, on the one hand, the clutch disc section 2 and, on the other hand, the carrier section 3 during assembly of the coupling body 1 axially on the friction cone section 4 up to a defined one To postpone or press in position.
  • the shape of the recesses 7, 8 are chosen with respect to their axial extent so that when pushing the clutch disc section 2 and the support portion 3 to the axial stop 9 and 10, a flush end face 13 on the coupling body 1 results.
  • the three parts 2, 3 and 4 can be produced by simple manufacturing processes. First, a ring-shaped part is cut or punched out of a sheet metal strip.
  • the illustrated parts 2, 3 and 4 are made, which can be dispensed with machining. Then, the three parts 2, 3 and 4 are connected together (the connection is schematically indicated in Fig. 2 by the reference numerals 16 and 17).
  • connection 16, 17 can be done for example by material connection, ie, the adjacent parts are welded together, for example.
  • a respective toothing 14 and 15 is formed, which is for the function of the coupling body - as is well known - important.
  • the teeth 14, 15 are also preferably introduced without cutting, ie by appropriate rolling.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kupplungskörper (1) einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes, umfassend einen im radial außenliegenden Bereich des Kupplungskörpers (1) angeordneten Kupplungsscheibenabschnitt (2), einen im radial innenliegenden Bereich des Kupplungskörpers angeordneten Trägerabschnitt (3) und einen radial zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt (2) und dem Trägerabschnitt (3) angeordneten Reibkonusabschnitt (4), wobei der Reibkonusabschnitt (4) einen Reibkonus (5) mit einer zum reibungsbehafteten Anlauf gegen zumindest einen Synchronring dienenden Reibkonusfläche (6) aufweist. Um eine einfachere und kostengünstigere Herstellung des Kupplungskörpers zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2), der Trägerabschnitt (3) und der Reibkonusabschnitt (4) aus drei separaten Ringteilen bestehen, die dauerhaft miteinander verbunden sind.

Description

Kupplungskörper einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug -
Zahnräderwechselgetriebes
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Kupplungskörper einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes, umfassend einen im radial außenliegenden Bereich des Kupplungskörpers angeordneten Kupplungsscheibenabschnitt, einen im radial innenliegenden Bereich des Kupplungskörpers angeordneten Trägerabschnitt und einen radial zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt und dem Trägerabschnitt angeordneten Reibkonusabschnitt, wobei der Reibkonusabschnitt einen Reibkonus mit einer zum reibungsbehafteten Anlauf gegen zumindest einen Synchronring dienenden Reibkonusfläche aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Ein Kupplungskörper der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise aus der DE 10 2006 056 487 A1 bekannt. Ein solcher Kupplungskörper wird in einer Synchronisationseinrichtung benötigt, die bei Schaltgetrieben nach dem Zahnräderwechselprinzip eingesetzt werden, d. h. der klassische Anwendungsfall ist ein mechanisches Kraftfahrzeug-Schaltgetriebe. Die Synchronisationseinrichtung vereinfacht den Gangwechsel entscheidend. Der Kupplungskörper dient mit weiteren Synchronisations-Bauteilen zum Ausgleich unterschiedlicher Drehzahlen von Welle zu Gangrad beim Schaltvorgang. Der Kupplungskörper ist dabei zwischen einem Losrad und einem Synchronring angeordnet; der Synchronring läuft axial gegen den Kupplungskörper an, der Kupplungskörper selber ist drehfest mit dem Losrad verbunden. Diese Verbindung wird meist durch eine Innenverzahnung im Kupplungskörper hergestellt.
Der Kupplungskörper ist gemäß der genannten vorbekannten Lösung aus einem ringförmig ausgestanzten Blechbandteil gefertigt. Dieses Blechteil wird nach dem Ausstanzen aus dem Band umgeformt und an seinen Funktionsflächen gegebenenfalls nachbearbeitet, insbesondere durch Schleifen. Bei der genannten Lösung ist der Kupplungskörper einteilig ausgebildet, d. h. der Reibkonusabschnitt ist aus dem Kupplungsgrundkörper umformtechnisch ausgeformt, wozu das Tiefziehen eingesetzt werden kann.
Nachteilig ist bei dieser Lösung, dass die Teiledicke und Teileform von der Ausgangsblechdicke abhängig sind. Es ist namentlich nicht immer möglich, die benötigten Funktionsflächen an der gewünschten Position bereitzustellen. Dies ist auch beim Einsatz einer spanenden Nacharbeit nicht immer möglich. Daher sind auch bei manchen Ausgestaltungen die Herstellkosten erheblich.
Aufgabe der Erfindung Der vorliegenden Erfindung liegt die A u fg a b e zugrunde, einen gattungsgemäßen Kupplungskörper zu schaffen, der die genannten Nachteile nicht aufweist. Demgemäß soll ein einfach und kostengünstig herstellbarer Kupplungskörper vorgeschlagen werden, bei dem die benötigten Funktionsflächen - insbesondere die Lage und Anordnung des Reibkonus - problemlos an der gewünschten Stelle platziert werden können, ohne besondere Maßnahmen bei der Fertigung treffen zu müssen. Dabei soll insbesondere auf eine spanende Nacharbeit bei der Herstellung des Kupplungskörpers verzichtet werden können. Zusammenfassung der Erfindung
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsscheibenabschnitt, der Trägerabschnitt und der Reib- konusabschnitt aus drei separaten Ringteilen bestehen, die dauerhaft miteinander verbunden sind.
Der Kupplungsscheibenabschnitt und der Trägerabschnitt weisen dabei bevorzugt im Radialschnitt eine rechteckige Form auf.
Der Reibkonusabschnitt weist vorzugsweise im radial inneren und/oder im radial äußeren Bereich eine Ausnehmung auf, die einen axialen Anschlag für den Trägerabschnitt bzw. für den Kupplungsscheibenabschnitt bildet. Der Trägerabschnitt und der Reibkonusabschnitt und/oder der Reibkonusabschnitt und der Kupplungsscheibenabschnitt liegen hierbei vorzugsweise an einer zylindrischen Kontaktfläche aneinander.
Der Kupplungsscheibenabschnitt, der Trägerabschnitt und der Reibkonus- abschnitt bilden vorzugsweise eine bündige Stirnfläche.
Der Kupplungsscheibenabschnitt kann in seinem radial äußeren Endbereich mit einer Verzahnung versehen sein. Genauso kann auch der Trägerabschnitt in seinem radial inneren Endbereich mit einer Verzahnung versehen sein.
Die Verbindung zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt und dem Reibkonusabschnitt bzw. die Verbindung zwischen dem Reibkonusabschnitt und dem Trägerabschnitt ist vorzugsweise stoffschlüssig hergestellt, wobei insbesondere an eine Verbindung durch Schweißen, durch Löten oder durch Kleben gedacht ist.
Es ist aber auch möglich, dass die Verbindung zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt und dem Reibkonusabschnitt bzw. die Verbindung zwischen dem Reibkonusabschnitt und dem Trägerabschnitt reibschlüssig hergestellt ist, insbesondere durch einen Pressverband oder Kegelpressverband; als weitere alternative oder additive Lösung kann eine formschlüssige Verbindung vorgesehen werden, insbesondere durch eine Verstemmung. Der Kupplungsscheibenabschnitt, der Trägerabschnitt und der Reibkonusabschnitt sind vorzugsweise jeweils aus einem Ringteil spanlos hergestellt. Auf diese Weise kann ohne spanende Bearbeitung der komplette Kupplungskörper gefertigt werden. Die genannten Bauteile werden dann beispielsweise aus einer Blechscheibe bzw. einem Blechring mit konstanter Ausgangsdicke per Umformung hergestellt, wobei keine spanende Bearbeitung mehr vorgesehen werden muss. Mit der vorgeschlagenen Lösung wird erreicht, dass bei problemloser umformtechnischer Fertigung ein Kupplungskörper hergestellt werden kann, der genau an der gewünschten Position seine Funktionsfläche aufweist, insbesondere die Reibkonusfläche. Eine spanende Bearbeitung kann genauso vermieden werden wie eine Materialanhäufung an funktionsrelevanten Stellen.
Kurze Beschreibung der Figuren
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 die Draufsicht auf einen Kupplungskörper einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes gemäß der Erfindung,
Fig. 2 den Schnitt A-A gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 in perspektivischer Ansicht den Kupplungskörper nach Fig. 1 , wobei nur der halbe Kupplungskörper dargestellt ist.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den Figuren 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung skizziert. Dargestellt ist in verschiedenen Ansichten ein Kupplungskörper 1 , der zu einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes gehört. Der Kupplungskörper 1 ist dreiteilig aufgebaut.
Ein erstes Teil des Kupplungskörpers 1 wird durch einen Kupplungsscheibenabschnitt 2 gebildet, der im Radialschnitt (s. hierzu am besten Fig. 2) eine rechteckige Form aufweist. Der Kupplungsscheibenabschnitt 2 ist in einem radial äußeren Bereich des Kupplungskörpers 1 angeordnet.
Ein weiteres, zweites Teil des Kupplungskörpers 1 ist ein Trägerabschnitt 3, der gleichermaßen eine im Radialschnitt rechteckige Form aufweist. Der Trägerabschnitt 3 ist in einem radial inneren Bereich des Kupplungskörpers 1 angeordnet.
Ein drittes Teil des Kupplungskörpers 1 ist ein Reibkonusabschnitt 4, der radial zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt 2 und dem Trägerabschnitt 3 angeordnet ist. Der Reibkonusabschnitt 4 weist einen Radialschnitt auf (s. wiederum am besten Fig. 2), der auch eine etwa rechteckige Form hat.
Allerdings ist die Rechteckform durch eine kegelige Abflachung modifiziert, durch die ein Reibkonus 5 gebildet wird. Der Reibkonus 5 hat eine kegelförmige Reibkonusfläche 6, die zum Anlauf an einem (nicht dargestellten) Gegenring der Synchronisationseinrichtung ausgebildet ist.
Eine Abweichung von der exakten Rechteckform des Radialschnitts des Reibkonusabschnitts 4 ergibt sich ferner durch zwei Ausnehmungen 7 und 8, die durch Einrollen hergestellt sein können. Die Ausnehmungen 7, 8 bilden jeweils eine zylindrische Kontaktfläche 1 1 bzw. 12, an denen der Kupplungsscheibenabschnitt 2 bzw. der Trägerabschnitt 3 mit ihren kongruenten Flächen anliegen. Die Ausnehmungen 7, 8 bilden auch zwei axiale Anschläge 9 bzw. 10. Die Anschläge 9, 10 dienen dazu, zum einen den Kupplungsscheibenabschnitt 2 und zum anderen den Trägerabschnitt 3 bei der Montage des Kupplungskörpers 1 axial auf den Reibkonusabschnitt 4 bis zu einer definierten Position aufschieben bzw. einpressen zu können. Die Ausformung der Ausnehmungen 7, 8 sind hinsichtlich ihrer axialen Erstreckung so gewählt, dass sich beim Aufschieben des Kupplungsscheibenabschnitts 2 und des Trägerabschnitts 3 bis zum axialen Anschlag 9 bzw. 10 eine bündige Stirnfläche 13 am Kupplungskörper 1 ergibt.
Die drei Teile 2, 3 und 4 sind durch einfache fertigungstechnische Prozesse herstellbar. Zunächst wird aus einem Blechband ein ringförmiges Teil ausgeschnitten bzw. ausgestanzt.
Durch Umformen, Prägen, Rollen und/oder Tiefziehen werden die dargestellten Teile 2, 3 und 4 gefertigt, wobei auf spanende Bearbeitung verzichtet werden kann. Dann werden die drei Teile 2, 3 und 4 miteinander verbunden (die Verbindung ist schematisch in Fig. 2 mit den Bezugsziffern 16 und 17 angedeutet).
Die Verbindung 16, 17 kann beispielsweise durch Stoffschluss erfolgen, d. h. die benachbarten Teile werden beispielsweise miteinander verschweißt. Sowohl im radial außenliegenden Bereich des Kupplungsscheibenabschnitt 2 als auch im radial innenliegenden Bereich des Trägerabschnitts 3 ist je eine Verzahnung 14 bzw. 15 angeformt, die für die Funktion des Kupplungskörpers - wie an sich bekannt - wichtig ist. Die Verzahnungen 14, 15 sind ebenfalls vorzugsweise spanlos eingebracht, d. h. durch entsprechendes Rollieren.
Bezugszeichenliste
1 Kupplungskörper
2 Kupplungsscheibenabschnitt
3 Trägerabschnitt
4 Reibkonusabschnitt
5 Reibkonus
6 Reibkonusfläche
7 Ausnehmung
8 Ausnehmung
9 axialer Anschlag
10 axialer Anschlag
1 1 zylindrische Kontaktfläche
12 zylindrische Kontaktfläche
13 Stirnfläche
14 Verzahnung
15 Verzahnung
16 Verbindung
17 Verbindung

Claims

Patentansprüche
Kupplungskörper (1 ) einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes, umfassend einen im radial außenliegenden Bereich des Kupplungskörpers (1 ) angeordneten Kupplungsscheibenabschnitt (2), einen im radial innenliegenden Bereich des Kupplungskörpers angeordneten Trägerabschnitt (3) und einen radial zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt (2) und dem Trägerabschnitt (3) angeordneten Reibkonusabschnitt (4), wobei der Reibkonusabschnitt (4) einen Reibkonus (5) mit einer zum reibungsbehafteten Anlauf gegen zumindest einen Synchronring dienenden Reibkonusfläche (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2), der Trägerabschnitt (3) und der Reibkonusabschnitt (4) aus drei separaten Ringteilen bestehen, die dauerhaft miteinander verbunden sind.
Kupplungskörper nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2) und der Trägerabschnitt (3) im Radialschnitt eine rechteckige Form aufweisen.
Kupplungskörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkonusabschnitt (4) im radial inneren und/oder im radial äußeren Bereich eine Ausnehmung (7, 8) aufweist, die einen axialen Anschlag (9, 10) für den Trägerabschnitt (3) bzw. für den Kupplungsscheibenabschnitt (2) bildet.
Kupplungskörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerabschnitt (3) und der Reibkonusabschnitt (4) und/oder der Reibkonusabschnitt (4) und der Kupplungsscheibenabschnitt (2) an einer zylindrischen Kontaktfläche (1 1 , 12) aneinander liegen. Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2), der Trägerabschnitt (3) und der Reibkonusabschnitt (4) eine bündige Stirnfläche (13) bilden.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2) in seinem radial äußeren Endbereich mit einer Verzahnung (14) versehen ist.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerabschnitt (3) in seinem radial inneren Endbereich mit einer Verzahnung (15) versehen ist.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (16) zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt (2) und dem Reibkonusabschnitt (4) und/oder die Verbindung (17) zwischen dem Reibkonusabschnitt (4) und dem Trägerabschnitt (3) stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, durch Löten oder durch Kleben, hergestellt ist.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (16) zwischen dem Kupplungsscheibenabschnitt (2) und dem Reibkonusabschnitt (4) und/oder die Verbindung (17) zwischen dem Reibkonusabschnitt (4) und dem Trägerabschnitt (3) reibschlüssig, insbesondere durch einen Pressverband, oder formschlüssig, insbesondere durch eine Verstemmung, hergestellt ist.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2), der Trägerabschnitt (3) und der Reibkonusabschnitt (4) jeweils aus einem Ringteil spanlos hergestellt sind.
PCT/DE2013/200152 2012-10-17 2013-09-03 Kupplungskörper einer synchronisationseinrichtung eines kraftfahrzeug-zahnräderwechselgetriebes WO2014059979A1 (de)

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