DE102012218894A1

DE102012218894A1 - Kupplungskörper einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes

Info

Publication number: DE102012218894A1
Application number: DE201210218894
Authority: DE
Inventors: Valerie Mandon; Bruno Scherb; Hubert Kress
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-05-15
Also published as: CN104813053B; WO2014059978A1; CN104813053A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kupplungskörper (1) einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes, umfassend einen ringförmigen Kupplungsscheibenabschnitt (2), wobei am Kupplungsscheibenabschnitt (2) ein Reibkonus (3) angeordnet ist, der zum reibungsbehafteten Anlauf gegen zumindest einen Synchronring eine Reibkonusfläche (4) aufweist. Um eine einfachere und kostengünstigere Herstellung des Kupplungskörpers zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass der Reibkonus (3) durch ein separates Bauteil gebildet wird, das am Kupplungsscheibenabschnitt (2) angeordnet und mit diesem dauerhaft verbunden ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Kupplungskörper einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes, umfassend einen ringförmigen Kupplungsscheibenabschnitt, wobei am Kupplungsscheibenabschnitt ein Reibkonus angeordnet ist, der zum reibungsbehafteten Anlauf gegen zumindest einen Synchronring eine 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 Aufgabe 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 Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkonus des Kupplungskörpers durch ein separates Bauteil gebildet wird, das am Kupplungsscheibenabschnitt angeordnet und mit diesem dauerhaft verbunden ist.
Der Reibkonus wird bevorzugt durch ein ringförmiges Bauteil gebildet, das im Radialschnitt eine U-förmige Kontur mit einem ersten Schenkelabschnitt und einem zweiten Schenkelabschnitt sowie einem Verbindungsabschnitt zwischen den beiden Schenkelabschnitten aufweist.
Einer der beiden Schenkelabschnitte bildet dabei vorzugsweise die Reibkonusfläche.
Der Reibkonus kann dabei mit einem der Schenkelabschnitte auf einem sich axial erstreckenden Trägerabschnitt des Kupplungsscheibenabschnitts mit einer zylindrischen Sitzfläche angeordnet sein.
Eine bevorzugte Lösung sieht vor, dass der Verbindungsabschnitt der U-förmigen Kontur an einer sich in radiale Richtung erstreckenden Stirnseite des Kupplungsscheibenabschnitts anliegt.
Eine Alternative hierzu sieht vor, dass der Verbindungsabschnitt von einer sich in radiale Richtung erstreckenden Stirnseite des Kupplungsscheibenabschnitts abgewandt ist, wobei einer der Schenkelabschnitte an der Stirnseite des Kupplungsscheibenabschnitts anliegt.
Die beiden Schenkelabschnitte schließen im Radialschnitt zueinander vorzugsweise einen Winkel ein, der zwischen 3° und 20° liegt, besonders bevorzugt zwischen 6° und 15°.
Der Kupplungsscheibenabschnitt weist zwecks einfacher Herstellung im Radialschnitt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine L-förmige Kontur auf.
Der Kupplungsscheibenabschnitt kann in seinem radial innenliegenden Bereich mit einer Verzahnung versehen sein; er kann auch in seinem radial außenliegenden Bereich mit einer Verzahnung versehen sein.
Die Verbindung zwischen Reibkonus und Kupplungsscheibenabschnitt kann stoffschlüssig (insbesondere durch Schweißen, durch Löten oder durch Kleben), reibschlüssig (insbesondere durch einen Pressverband oder Kegelpressverband) bzw. formschlüssig (insbesondere durch eine Verstemmung) hergestellt sein.
Der Kupplungsscheibenabschnitt besteht bevorzugt aus einem umgeformten Blechteil. Genauso kann auch der Reibkonus durch Umformen hergestellt werden. In beiden Fällen sind Bauteile mit einer einfachen Geometrie gegeben, so dass die Herstellung kostengünstig möglich ist.
Die genannten beiden Bauteile werden insbesondere aus einer Blechscheibe bzw. einem Blechring mit konstanter Ausgangsdicke per Umformung hergestellt, wobei vorzugsweise keine spanende Bearbeitung vorgesehen wird.
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.
Das U-förmige Bauteil, das den Reibkonus bildet, weist vorteilhaft gewisse Federeigenschaften auf, so dass sich die Reibkonusfläche in gewissen Grenzen an die Geometrie des reibenden Gegenstücks anpassen kann, d. h. der Federkonus mit der Reibkonusfläche kann sich an den Konus der zusammenwirkenden Gegenfläche anpassen.
Kurze Beschreibung der Figuren
In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 die Draufsicht auf einen Kupplungskörper einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 den Schnitt A-A gemäß 1,
3 in perspektivischer Ansicht den Kupplungskörper nach 1, wobei nur der halbe Kupplungskörper dargestellt ist,
4 die Draufsicht auf einen Kupplungskörper einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
5 den Schnitt A-A gemäß 4 und
6 in perspektivischer Ansicht den Kupplungskörper nach 4, wobei nur der halbe Kupplungskörper dargestellt ist.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung skizziert. Dargestellt ist in verschiedenen Ansichten ein Kupplungskörper 1, der zu einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes gehört. Der Kupplungskörper 1 ist zweiteilig aufgebaut.
Das eine Teil des Kupplungskörpers 1 wird durch einen Kupplungsscheibenabschnitt 2 gebildet, der im Radialschnitt (s. hierzu am besten 2) eine L-förmige Kontur aufweist. Das zweite Teil des Kupplungskörpers 1 wird durch einen Reibkonus 3 gebildet, der eine Reibkonusfläche 4 aufweist und mit dem Kupplungsscheibenabschnitt durch eine permanente Verbindung 13 verbunden ist.
Beide Teile 2 und 3 sind durch einfache fertigungstechnische Prozesse herstellbar. Zunächst wird aus einem Blechband ein ringförmiges Teil ausgeschnitten bzw. ausgestanzt. Durch Umformen, Prägen und/oder Tiefziehen werden die dargestellten Teile 2 und 3 gefertigt, wobei auf spanende Bearbeitung verzichtet werden kann. Dann werden die beiden Teile 2 und 3 miteinander verbunden (die Verbindung ist schematisch in 2 mit der Bezugsziffer 13 angedeutet).
Der Kupplungsscheibenabschnitt 2 besteht aus einem Bauteil, das neben einem sich in radialer Richtung r erstreckenden Abschnitt einen sich in axiale Richtung erstreckenden Trägerabschnitt 8 aufweist, der eine zylindrische Sitzfläche 9 hat. Der sich radial erstreckende Abschnitt des Kupplungsscheibenabschnitts 2 hat eine Stirnseite 10, die dem sich in axiale Richtung erstreckenden Trägerabschnitt 8 zugewandt ist.
Bei den Ausführungsbeispielen ist auf den Trägerabschnitt 8 der Reibkonus 3 aufgesetzt und stoffschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder formschlüssig befestigt.
Der Reibkonus 3 besteht aus einem im Radialschnitt U-förmigen Bauteil, d. h. der Reibkonus 3 hat einen ersten Schenkelabschnitt 5 und einen zweiten Schenkelabschnitt 6, wobei ein Verbindungsabschnitt 7 die beiden Schenkelabschnitte 5, 6 miteinander verbindet.
Im Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 3 ist vorgesehen, dass der Reibkonus 3 so auf die zylindrische Sitzfläche 9 des Trägerabschnitts 8 aufgesetzt ist, dass der Reibkonus 3 mit seinem ersten Schenkelabschnitt 5 auf der zylindrischen Sitzfläche 9 sitzt und die Öffnung des „U“ der Stirnseite 10 zugewandt ist. Die beiden Schenkelabschnitte 5 und 6 sind dabei so gebogen, dass sie einen Winkel α einschließen; hierdurch wird die kegelige Reibkonusfläche 4 gebildet.
Sowohl im radial innenliegenden Bereich des Kupplungsscheibenabschnitt 2 als auch im radial außenliegenden Bereich desselben ist je eine Verzahnung 11 bzw. 12 angeformt, die für die Funktion des Kupplungskörpers – wie an sich bekannt – wichtig ist.
Die Lösung gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den 4 bis 6 zeichnet sich dadurch aus, dass hier der Reibkonus 3 – ebenfalls ausgebildet als U-förmig gebogenes Bauteil – mit anderer Orientierung auf der zylindrischen Sitzfläche 9 angeordnet ist: Hier ist die Öffnung der U-förmigen Kontur von der Stirnseite 10 abgewandt.
Ansonsten entspricht die Ausgestaltung im wesentlichen derjenigen gemäß den 1 bis 3.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungskörper
2: Kupplungsscheibenabschnitt
3: Reibkonus
4: Reibkonusfläche
5: erster Schenkelabschnitt
6: zweiter Schenkelabschnitt
7: Verbindungsabschnitt
8: Trägerabschnitt
9: zylindrische Sitzfläche
10: Stirnseite
11: Verzahnung
12: Verzahnung
13: Verbindung
r: radiale Richtung
α: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006056487 A1 [0002]

Claims

Kupplungskörper (1) einer Synchronisationseinrichtung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes, umfassend einen ringförmigen Kupplungsscheibenabschnitt (2), wobei am Kupplungsscheibenabschnitt (2) ein Reibkonus (3) angeordnet ist, der zum reibungsbehafteten Anlauf gegen zumindest einen Synchronring eine Reibkonusfläche (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkonus (3) durch ein separates Bauteil gebildet wird, das am Kupplungsscheibenabschnitt (2) angeordnet und mit diesem dauerhaft verbunden ist.
Kupplungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkonus (3) durch ein ringförmiges Bauteil gebildet wird, das im Radialschnitt eine U-förmige Kontur mit einem ersten Schenkelabschnitt (5) und einem zweiten Schenkelabschnitt (6) sowie einem Verbindungsabschnitt (7) zwischen den beiden Schenkelabschnitten (5, 6) aufweist.
Kupplungskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Schenkelabschnitte (5, 6) die Reibkonusfläche (4) bildet.
Kupplungskörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkonus (3) mit einem der Schenkelabschnitte (5, 6) auf einem sich axial erstreckenden Trägerabschnitt (8) des Kupplungsscheibenabschnitts (2) mit einer zylindrischen Sitzfläche (9) angeordnet ist.
Kupplungskörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (7) an einer sich in radiale Richtung (r) erstreckenden Stirnseite (10) des Kupplungsscheibenabschnitts (2) anliegt.
Kupplungskörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (7) von einer sich in radiale Richtung (r) erstreckenden Stirnseite (10) des Kupplungsscheibenabschnitts (2) abgewandt ist, wobei einer der Schenkelabschnitte (5, 6) an der Stirnseite (10) des Kupplungsscheibenabschnitts (2) anliegt.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schenkelabschnitte (5, 6) im Radialschnitt zueinander einen Winkel (α) einschließen, der zwischen 3° und 20° liegt, vorzugsweise zwischen 6° und 15°.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2) im Radialschnitt eine L-förmige Kontur aufweist.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2) in seinem radial innenliegenden Bereich mit einer Verzahnung (11) versehen ist und/oder dass der Kupplungsscheibenabschnitt (2) in seinem radial außenliegenden Bereich mit einer Verzahnung (12) versehen ist.
Kupplungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (13) zwischen Reibkonus (3) und Kupplungsscheibenabschnitt (2) stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, durch Löten oder durch Kleben, und/oder reibschlüssig, insbesondere durch einen Pressverband, und/oder formschlüssig, insbesondere durch eine Verstemmung, hergestellt ist.