DE102018116044A1

DE102018116044A1 - Kupplungskörper für eine Getriebesynchronisierung

Info

Publication number: DE102018116044A1
Application number: DE102018116044.5A
Authority: DE
Inventors: Konrad Lory; Ottmar Back
Original assignee: Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH
Current assignee: Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2020-01-09

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kupplungskörper (10) für eine Getriebesynchronisierung, mit einem Grundkörper (30), der einen Reibkonus (36) aufweist, und mit einer Kupplungsscheibe (32), die mit einer Kupplungsverzahnung (26) versehen und mit dem Grundkörper (30) drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (30) aus Stahl mit einem geringen Kohlenstoffgehalt besteht und die Kupplungsscheibe (32) aus einem einsatzhärtbaren Stahl oder einem aufgekohlten Stahl besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kupplungskörper für eine Getriebesynchronisierung.
Ein solcher Kupplungskörper ist beispielsweise aus der DE 10 2016 104 495 A1 bekannt (siehe die beigefügte 1).
Der Kupplungskörper (in 1 mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet) dient allgemein ausgedrückt dafür, die Drehgeschwindigkeit einer Getriebewelle 12 mit der Drehgeschwindigkeit eines lose auf der Getriebewelle 12 angeordneten Gangrades 14 zu synchronisieren und anschließend das Gangrad 14 drehfest mit der Getriebewelle 12 zu koppeln.
Die Funktionsweise einer solchen Getriebesynchronisierung ist allgemein bekannt und wird nachfolgend nur sehr kurz erläutert.
Drehfest auf der Getriebewelle 12 ist eine Synchronnabe 16 angeordnet, auf deren Außenumfang eine Schaltmuffe 18 drehfest, jedoch in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist.
Zwischen der Schaltmuffe 18 und einem zu schaltenden Gangrad 14 ist ein Synchronring 20 vorgesehen, der mit einem Reibkonus 24 zusammenwirken kann, der am Kupplungskörper 10 vorgesehen ist. Der Kupplungskörper 10 ist ferner auf seinem Außenumfang mit einer Kupplungsverzahnung 26 versehen, auf die eine auf der Innenseite der Schaltmuffe 18 angeordnete Verzahnung aufgeschoben werden kann. Wenn die Schaltmuffe 18 in die Kupplungsverzahnung 26 eingreift, ist eine drehfeste Verbindung von der Getriebewelle 12 über die Synchronnabe 16 und die Schaltmuffe 18 zur Kupplungsverzahnung 26 und damit zum Kupplungskörper 10 hergestellt. Der Kupplungskörper 10 ist wiederum drehfest mit dem Gangrad 14 verbunden, insbesondere verschweißt (siehe eine hier schematisch dargestellte Schweißnaht 28).
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Herstellungskosten für den Kupplungskörper zu verringern.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Kupplungskörper für eine Getriebesynchronisierung vorgesehen, mit einem Grundkörper, der einen Reibkonus aufweist, und mit einer Kupplungsscheibe, die mit einer Kupplungsverzahnung versehen und mit dem Grundkörper drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper aus Stahl mit einem geringen Kohlenstoffgehalt besteht und die Kupplungsscheibe aus einem einsatzhärtbaren Stahl oder einem aufgekohlten Stahl besteht. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, den Grundkörper und die Kupplungsscheibe als zwei getrennte Bauteile herzustellen, und dann die Kupplungsscheibe so am Grundkörper anzubringen, dass die Kupplungsscheibe drehfest mit dem Grundkörper verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass optimal angepasste Herstellungsverfahren und/oder Materialien für den Grundkörper und die Kupplungsscheibe verwendet werden können. Der Grundkörper kann dann optimal mit dem Gangrad verschweißt werden, während die Kupplungsverzahnung durch Härten auf die gewünschte Härte gebracht werden kann. Der „weiche“ Grundkörper kann mit geringem Aufwand mit den gewünschten Abmessungen zur Anbringung am Gangrad hergestellt oder nachbearbeitet werden, beispielsweise mittels Drehen oder Fräsen. Der Reibkonus kann dann ungehärtet ausgeführt werden, wenn Karbonreibbeläge verwendet werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplungsscheibe mit dem Grundkörper durch eine Formschlussverbindung verbunden ist. Die Formschlussverbindung ermöglicht es, auch hohe Drehmomente zuverlässig zu übertragen.
Die Formschlussverbindung kann eine Verzahnung enthalten oder mehrere in Umfangsrichtung wirksame Vorsprünge. Grundsätzlich ist jede Gestaltung geeignet, mit der die gewünschten Drehmomente in Umfangsrichtung zuverlässig übertragen werden können.
Die Formschlussverbindung kann auch plastisch verformte Halteelemente aufweisen, die über die Drehmomentübertragung in Umfangsrichtung hinaus auch eine Haltewirkung in axialer Richtung bereitstellen.
Zusätzlich zur Formschlussverbindung oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Kupplungsscheibe mittels einer Presspassung mit dem Grundkörper verbunden ist. Auch mit einer Presspassung können sehr hohe Drehmomente übertragen werden. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Presspassung thermisch gefügt wird.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Kupplungsscheibe mittels eines Fügekonus mit dem Grundkörper verbunden ist. In diesem Fall wird die Kupplungsscheibe axial auf den Grundkörper aufgepresst, wobei sie sich beim Aufschieben auf den Fügekonus geringfügig aufweitet und dadurch der gewünschte Reibschluss erzielt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:

- 1 eine Getriebesynchronisierung mit einem Kupplungskörper gemäß dem Stand der Technik,
- 2 einen Querschnitt durch einen Kupplungskörper gemäß der Erfindung;
- 3 ein Beispiel für einen beim Kupplungskörper von 2 verwendeten Formschluss;
- 4 ein weiteres Beispiel für einen verwendeten Formschluss;
- 5 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung; und
- 6 eine dritte Ausführungsform der Erfindung.

In 2 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kupplungskörpers 10 gezeigt. Der Kupplungskörper 10 besteht dabei aus einem Grundkörper 30 und einer Kupplungsscheibe 32.
Der Grundkörper 30 besteht aus Stahl, der an das Gangrad schweißbar ist, also aus einem Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt.
Der Grundkörper 30 ist allgemein ringförmig ausgeführt und weist eine Innenumfangsfläche 34 auf, die einen Fügedurchmesser zur Verbindung mit dem Gangrad darstellt.
Auf seinem Außenumfang weist der Grundkörper 30 einen Reibkonus 36 auf, der zum Zusammenwirken mit dem entsprechenden Synchronring vorgesehen ist.
Der Reibkonus 36 kann mit einem Reibbelag versehen sein, beispielsweise einem Karbonreibbelag.
Die Kupplungsscheibe 32 besteht aus einem Material, das gehärtet werden kann. Insbesondere besteht sie aus Stahl, der einsatzgehärtet werden kann und zu diesem Zweck einen ausreichend hohen Kohlenstoffgehalt hat (beispielsweise C35) oder einem Material, das vor dem Härten aufgekohlt wird (beispielsweise 16MnCr5).
Die Kupplungsscheibe 32 weist auf ihrem Außenumfang die Kupplungsverzahnung 26 auf.
Radial innerhalb der Kupplungsverzahnung ist eine Formschlussverbindung mit dem Grundkörper 30 vorgesehen. Die Formschlussverbindung trägt hier allgemein das Bezugszeichen 40.
Für die Formschlussverbindung 40 können verschiedene Geometrien verwendet werden. Es kann sich um eine axiale Formschlussverbindung oder um eine radiale Formschlussverbindung handeln. Eine axiale Formschlussverbindung ist gebildet durch Geometrien, die einander in axialer Richtung gegenüberliegen, also an einer Stirnfläche des Grundkörpers 30 und einer Seitenfläche der Kupplungsscheibe 32 angeordnet sind. Eine radiale Formschlussverbindung ist gebildet durch Geometrien, die radial ausgerichtet sind, also an einer Außenumfangsfläche des Grundkörpers 30 und einer Innenumfangsfläche der Kupplungsscheibe 32 angeordnet sind.
In 3 ist als Beispiel für eine Formschlussverbindung 40 eine Evolventen- oder Keilverzahnung gezeigt.
In 4 ist als Beispiel für eine Formschlussverbindung 40 eine Geometrie mit Mitnahmenocken/-taschen gezeigt.
Bei diesen beiden Ausführungsformen handelt es sich um radiale Formschlussverbindungen.
In 5 ist als Beispiel für eine axiale Formschlussverbindung 40 gezeigt, dass die Kupplungsscheibe 32 mit zylindrischen Durchstellungen 42 versehen ist, die von der Seite der Kupplungsscheibe aus fließgepresst werden, die dem Gangrad zu- und vom Grundkörper 30 abgewandt ist.
In 6 sind als weiteres Beispiel für eine axiale Formschlussverbindung mehrere Vorsprünge 44 gezeigt, die in geeignete Öffnungen der Kupplungsscheibe 32 eingreifen. Die Vorsprünge 44 können innerhalb der Kupplungsscheibe 32 verstemmt werden, um eine axiale Verbindung zu gewährleisten.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Fläche 46 des Grundkörpers 30, auf die die Kupplungsscheibe 32 aufgeschoben ist, als Konus ausgeführt ist, sodass hier eine Presspassung bzw. ein Reibschluss gebildet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102016104495 A1 [0002]

Claims

Kupplungskörper (10) für eine Getriebesynchronisierung, mit einem Grundkörper (30), der einen Reibkonus (36) aufweist, und mit einer Kupplungsscheibe (32), die mit einer Kupplungsverzahnung (26) versehen und mit dem Grundkörper (30) drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (30) aus Stahl mit einem geringen Kohlenstoffgehalt besteht und die Kupplungsscheibe (32) aus einem einsatzhärtbaren Stahl oder einem aufgekohlten Stahl besteht.
Kupplungskörper (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (32) mit dem Grundkörper (30) durch einen Formschlußverbindung (40) verbunden ist.
Kupplungskörper (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlußverbindung (40) eine Verzahnung enthält.
Kupplungskörper (10) nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlußverbindung (40) mehrere in Umfangsrichtung wirksame Vorsprünge aufweist.
Kupplungskörper (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlußverbindung (40) plastisch verformte Halteelemente aufweist.
Kupplungskörper (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (32) mittels einer Presspassung mit dem Grundkörper (30) verbunden ist.
Kupplungskörper (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (32) mittels eines Konus mit dem Grundkörper (30) verbunden ist.