DE19933468A1 - Gear selector cog, without separate discrete sector for secondary teeth, is for use in vehicle gearbox therefore cheap and easy to manufacture - Google Patents
Gear selector cog, without separate discrete sector for secondary teeth, is for use in vehicle gearbox therefore cheap and easy to manufactureInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltzahnrad mit einer Laufverzahnung und einer Kupplungsverzahnung und ein Verfahren zur Herstellung desselben nach dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a shift gear with a running toothing and a coupling toothing and a method of making the same according to the Oberbe handle of claim 1.
Derartige Zahnräder sind bekannt. Beispielsweise ist in den Fig. 3a, b der US-PS 4,938,089 ein Schaltzahnrad beschrieben, das an einem ersten Körperbereich eine Lauf verzahnung und an einem weiteren Körperbereich eine Kupp lungsverzahnung aufweist. Das dort in der Fig. 3a darge stellte Schaltzahnrad wird dadurch hergestellt, daß zu nächst die beiden Körperbereiche durch Schmieden herge stellt werden. Anschließend wird die Kupplungsverzahnung und die Laufverzahnung meist spanabhebend hergestellt. Zwi schen den Zähnen der Kupplungsverzahnung und dem ersten Körper ist ein Abstand erforderlich, der dazu dient, daß ein Schneidewerkzeug die dem ersten Körper zugewandten End bereiche der Zähne der Kupplungsverzahnung schneiden kann. Die Laufverzahnung und die Kupplungsverzahnung sind so ge staltet, daß der Außendurchmesser der Kupplungsverzahnung kleiner ist als der Fußdurchmesser der Laufverzahnung. Die se Anordnung erlaubt eine Hartbearbeitung, beispielsweise durch Schleifen.Such gears are known. For example, in Fig. 3a, b of US Pat. No. 4,938,089 a shift gear is described which has a running toothing on a first body region and a coupling toothing on a further body region. The there shown in Fig. 3a Darge gear is made by the fact that the two body parts are forge Herge. Subsequently, the coupling teeth and the running teeth are usually machined. Between the teeth of the clutch teeth and the first body, a distance is required, which is used so that a cutting tool can cut the end areas facing the first body of the teeth of the clutch teeth. The running toothing and the coupling toothing are so designed that the outer diameter of the coupling toothing is smaller than the root diameter of the running toothing. This arrangement allows hard machining, for example by grinding.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Herstellung eines Schaltzahnrades besteht darin, daß die Laufverzahnung und die Kupplungsverzahnung an getrennten Körpern erzeugt wer den, die nachfolgend beispielsweise über eine Mitnahmever zahnung miteinander verbunden werden. Ist die Mitnahmever zahnung großmodulig, so reicht eine Steckverbindung zwi schen den Körpern aus. Ist dagegen die Mitnahmeverzahnung kleinmodulig, muß wegen der Gefahr von Passungsrost-Bildung der Körper mit der Laufverzahnung zusätzlich verstemmt wer den. Hierzu müssen beide Körper induktiv angelassen werden. Es ist ferner auch bekannt, die beiden genannten Körper für die Laufverzahnung und die Kupplungsverzahnung durch Ver schweißen, beispielsweise Elektronen- oder Laserschweißen, miteinander zu verbinden. Hierbei sind jedoch gegebenen falls Aufwendungen durch Beseitigen der Einsatzschicht vor dem Schweißprozess zu berücksichtigen. Diese Ausführungen erfolgen beispielsweise dann, wenn der Außendurchmesser der Kupplungsverzahnung größer als der Kopfdurchmesser der Laufverzahnung ist und im Weich- bzw. Hartzustand wirt schaftliche Herstellungsverfahren einzusetzen sind.Another known method for producing a Shift gear is that the gear teeth and the coupling teeth on separate bodies who produced those who subsequently use, for example, a take-away insurance teeth are interconnected. Is the Mitnahmver Toothed module, a plug connection between two is sufficient erase the bodies. On the other hand, is the driving toothing small module, must because of the risk of fretting corrosion the body with the running teeth additionally caulked the. To do this, both bodies must be inductively tempered. It is also known for the two bodies mentioned the running teeth and the clutch teeth by Ver welding, for example electron or laser welding, connect with each other. Here, however, are given if expenses by removing the shift layer before to consider the welding process. These designs take place, for example, when the outer diameter of the Coupling teeth larger than the head diameter of the Running gear is and hosts in the soft or hard state economic manufacturing processes are to be used.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Schaltzahnrad zu schaffen, das vergleichsweise kosten günstig und auch relativ einfach herstellbar ist und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schaltzahnrades anzugeben.The object of the present invention is to create a shift gear that costs comparatively is inexpensive and relatively easy to manufacture and a Process for producing such a gear wheel specify.
Diese Aufgabe wird durch ein Schaltzahnrad mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Das Herstellungs verfahren weist die Merkmale des Patentanspruches 10 auf.This task is carried out by a gear wheel with the Features of claim 1 solved. The manufacturing method has the features of claim 10.
Der wesentliche Vorteil besteht darin, daß das erfin dungsgemäße Schaltzahnrad keinen separaten Körper bzw. Kör perbereich für die Kupplungsverzahnung aufweist und daher kostengünstiger und unproblematischer herstellbar ist als die eingangs genannten bekannten Schaltzahnräder. Dies liegt insbesondere daran, daß wegen der Integrierung der Zähne der Kupplungsverzahnung in die Zähne der Laufverzah nung eine problematische Verbindungstechnik zur Verbindung eines Körpers für die Laufverzahnung mit einem Körper für die Kupplungsverzahnung entbehrlich ist. Bei dem erfin dungsgemäßen Schaltrad kann der Außendurchmesser der Kupp lungsverzahnung größer ausfallen als der Fußdurchmesser der Laufverzahnung, wodurch Auslegungsvorteile der Verzahnung erzielbar sind.The main advantage is that this is invented shift gear according to the invention no separate body or body per range for the clutch teeth and therefore is cheaper and less problematic to produce than the known gearwheels mentioned above. This is in particular because of the integration of the Teeth of the clutch teeth in the teeth of the running teeth problematic connection technology for connection a body for the gear teeth with a body for the coupling toothing is not necessary. With the inventor The ratchet according to the invention can be the outer diameter of the clutch gearing are larger than the base diameter of the Gear teeth, which gives design advantages of the teeth are achievable.
Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Schaltzahnrad durch Schmieden des gesamten Radkörpers in klusive der Laufverzahnung und der Kupplungsverzahnung her gestellt werden. Es ist jedoch auch denkbar, die Laufver zahnung durch Fräsen, vorzugsweise Walzfräsen, und die Kupplungsverzahnung durch Schmieden oder Materialabtragung herzustellen. Dies bedeutet, daß wegen der genannten inte grierten Bauweise unterschiedliche Herstellungsverfahren flexibel anwendbar sind. Als Abtragungsverfahren eignen sich spanabhebende Verfahren, Funkenerosion oder elektro chemische Verfahren besonders gut. Bei einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen die einzel nen Zähne der Kupplungsverzahnung Anschläge für eine Schie bemuffe auf.Advantageously, the invention Shift gear by forging the entire wheel body in including the running teeth and the clutch teeth be put. However, it is also conceivable that the Laufver serration by milling, preferably roller milling, and the Coupling teeth by forging or material removal to manufacture. This means that because of the inte different construction methods are flexibly applicable. Suitable as a deduction procedure machining processes, spark erosion or electro chemical processes particularly well. With a special one Embodiment of the present invention have the individual Nuts of the coupling teeth stops for a slide take on.
Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestal tungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.The invention and its configuration are described below tions explained in connection with the figures.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Darstellung zur Erläuterung der Funkti on von Schaltzahnrädern; Fig. 1 is an illustration for explaining the functi on of switching gears;
Fig. 2 einen Schnitt durch ein Schaltzahnrad gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 is a section through a switch gear according to the present invention;
Fig. 3 in schematischer Darstellung einen Zahn der Laufverzahnung mit einem integrierten Zahn der Kupplungsverzahnung; Fig. 3 is a schematic illustration of a tooth of the toothed gearing with an integrated test of coupling teeth;
Fig. 4 eine Ansicht von oben auf die Ausführungs form der Fig. 3, wobei die Laufverzahnung als Schrägverzahnung ausgebildet ist und Fig. 4 is a top view of the embodiment of FIG. 3, wherein the running toothing is designed as a helical toothing and
Fig. 5 eine Skizze zur Erläuterung verschiedener Weiterbildungen der Erfindung. Fig. 5 is a sketch for explaining various developments of the invention.
Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Teilbereich eines Schaltgetriebes, wobei auf einer Getriebewelle 1 eine Verzahnung 2 angeordnet ist, die in die Laufverzahnung 3 eines bekannten Schaltzahnrades 4 eingreift, das auf einer weiteren Getriebewelle 5 angeordnet ist. Die Laufverzah nung 3 befindet sich auf einem Körperteil 6 des Schaltzahn rades 4. Auf einem Ansatz 7 desselben befindet sich ein Kupplungskörper 8 des Schaltzahnrades 4, an dem die Kupp lungsverzahnung 9 angeordnet ist. Die Körperteile 6 und 8 sind über eine Mitnahmeverzahnung 11 aneinander befestigt. Zur Übertragung der Drehung der Getriebewelle 1 auf die Getriebewelle 5 wird eine U-förmige Schiebemuffe 10 in axialer Richtung so verschoben, daß ihre Verzahnung 12 in die Kupplungsverzahnung 9 eingreift. Dadurch erfolgt eine Drehmomentübertragung von der Welle 1 über das Rad 4 auf die Welle 5. Fig. 1 shows a section through a portion of a manual transmission, wherein a toothing 2 is arranged on a transmission shaft 1 which engages in the running gear 3 of a known shift gear 4, which is arranged on a further transmission shaft 5. The Laufverzah voltage 3 is on a body part 6 of the gear wheel 4th On a shoulder 7 of the same there is a clutch body 8 of the switching gear 4 , on which the coupling toothing 9 is arranged. The body parts 6 and 8 are fastened to one another via driving teeth 11 . To transmit the rotation of the gear shaft 1 to the gear shaft 5 , a U-shaped sliding sleeve 10 is displaced in the axial direction so that its teeth 12 engage in the clutch teeth 9 . This results in a torque transmission from shaft 1 via wheel 4 to shaft 5 .
Gemäß Fig. 2 weist das vorliegende Schaltzahnrad 40 nur einen einzigen Zahnradkörper 60 auf, dessen axiale Breite B so bemessen ist, daß sie der Breite der Laufver zahnung 30 plus der Breite der Kupplungsverzahnung 90 ent spricht. According to FIG. 2, 40, the present shift gear only a single gear body 60, the axial width B is such that the width of the toothing it Laufver 30 plus the width of the coupling teeth 90 responds ent.
In dem Zahnradkörper 60 wird in einem Verfahrens schritt auf der gesamten Breite B die Laufverzahnung 30 und die Kupplungsverzahnung 90 beispielsweise durch Schmieden hergestellt. Das ist in der unteren Hälfte der Fig. 2 dar gestellt. Alternativ wird in den einzelnen Zähnen 31 durch Schmieden oder beispielsweise durch eine spanabhebende Technik jeweils ein Zahn 91 der Kupplungsverzahnung 90 her gestellt, wobei es von Bedeutung ist, daß der Außendurch messer da der Kupplungsverzahnung größer ist als der Fuß durchmesser df der Laufverzahnung 30. Das ist in der oberen Hälfte der Fig. 2 dargestellt.In the gear body 60 , the running toothing 30 and the coupling toothing 90 are produced in one method step over the entire width B, for example by forging. This is shown in the lower half of FIG. 2. Alternatively, one tooth 91 of the clutch teeth 90 is made in the individual teeth 31 by forging or, for example, by machining technology, it being important that the outer diameter since the clutch teeth is larger than the root diameter df of the running teeth 30 . This is shown in the upper half of FIG. 2.
Besonders bevorzugt werden die Laufverzahnung 30 und die Kupplungsverzahnung 90 in ein und derselben Schmie deoperation gleichzeitig hergestellt, wobei ein spezielles Schmiedewerkzeug in radialer Richtung von aussen an den Zahnradkörper 60 herangeführt wird.The running gear 30 and the clutch teeth 90 in one and the same Schmie deoperation produced simultaneously are particularly preferred, with a special forging tool is guided in the radial direction from the outside to the gear body 60th
In der Fig. 3 ist perspektivisch ein in einem Zahn 31 der Laufverzahnung 30 integrierter Zahn 91 der Kupplungs verzahnung 90 dargestellt. Bei Laufverzahnung 30 der Fig. 3 kann es sich um eine Geradverzahnung oder um eine Schräg verzahnung handeln. Die Fig. 4 zeigt eine Ansicht von oben auf ein Schaltzahnrad mit einer Schrägverzahnung 30'.In FIG. 3, an integrated in a tooth 31 of the running gear 30 tooth 91 is a perspective view of the clutch teeth 90 shown. When running gear 30 of FIG. 3 may be gearing is a spur or a slant. Fig. 4 shows a view from above of a shift gear with helical teeth 30 '.
Die einzelnen Zähne 91 der Kupplungsverzahnung 90 wei sen vorzugsweise in an sich bekannter Weise an ihrer der Laufverzahnung 30 abgewandten Seite schräge Flächen 92 auf, die zu einer Vorderkante 93 spitz zulaufen, so daß ein Ein führen der Verzahnung 12 der Schiebemuffe 10 in die Kupp lungsverzahnung 90 erleichtert wird, weil die schrägen Flä chen 92 als Einfahrschrägen dienen. Alternativ zu den schrägen Flächen 92 sind auch andere Zahnformen verwendbar, wie beispielsweise runde Kanten oder asymmetrisch zueinan der geneigte Flächen.The individual teeth 91 of the coupling toothing 90 white sen preferably in a known manner on their side facing away from the running toothing 30 on oblique surfaces 92 which taper to a leading edge 93 so that a lead of the toothing 12 of the sliding sleeve 10 into the coupling toothing 90 is facilitated because the inclined surfaces 92 serve as entry slopes. As an alternative to the inclined surfaces 92 , other tooth shapes can also be used, such as, for example, round edges or asymmetrically to one another on the inclined surfaces.
In der Fig. 4 ist dargestellt, daß die einzelnen Zäh ne 91 der Kupplungsverzahnung 90 ohne Hinterlegung ausge führt sein können, was bedeutet, daß ihre Seitenflächen 94 parallel zur Achse des Schaltzahnrades 40 verlaufen. Das ist als gestrichelte Linie in Fig. 4 dargestellt. Die Zähne können jedoch auch eine Hinterlegung besitzen, d. h. daß die Seitenflächen 94' in Richtung zur Laufverzahnung 30 geringfügig zur Werkstückachse hin schräg aufeinander zu verlaufen, so daß beim richtigen Eingreifen der Verzah nung 12 der Schiebemuffe 10 in die Kupplungsverzahnung 90 und einer Relativverdrehung zwischen der Kupplungsverzah nung 90 und der Verzahnung 12 der Schiebemuffe 10 die ein zelnen Zähne 91 der Kupplungsverzahnung 90 an der genannten Hinterlegung verriegelt werden bzw. verhaken, so daß ein axiales Herausgleiten der Verzahnung 12 der Schiebemuffe 10 aus der Kupplungsverzahnung 90 nicht möglich ist.In Fig. 4 it is shown that the individual teeth 91 of the coupling teeth 90 can be carried out without deposit, which means that their side surfaces 94 run parallel to the axis of the switching gear 40 . This is shown as a dashed line in Fig. 4. However, the teeth can also have a backing, that is to say that the side surfaces 94 'run towards one another at a slight angle to the workpiece axis 30 so that, when the toothing 12 engages correctly, the sliding sleeve 10 in the coupling toothing 90 and a relative rotation between the teeth Coupling toothing 90 and the toothing 12 of the sliding sleeve 10 which an individual teeth 91 of the coupling toothing 90 are locked or hooked on the aforementioned deposit, so that an axial sliding out of the toothing 12 of the sliding sleeve 10 from the coupling toothing 90 is not possible.
Die Fig. 5 zeigt, daß die schrägen Flächen 92 unter schiedliche Neigungen aufweisen können. Die Vorderkante 93 und die Kante 96 beschreiben eine Fläche 92, deren Ebene senkrecht zur Längsachse des Schaltzahnrades verläuft. Die Bezugszeichen 93' und 96' beschreiben dagegen eine Flä che 92, deren Ebenen schräg zur genannten Längsachse ver laufen. Fig. 5 shows that the inclined surfaces 92 can have different inclinations. The front edge 93 and the edge 96 describe a surface 92 , the plane of which is perpendicular to the longitudinal axis of the gear wheel. The reference numerals 93 'and 96 ', on the other hand, describe a surface 92 , the planes of which run obliquely to the longitudinal axis mentioned.
Gemäß den Fig. 3, 4 und 5 kann an den Zähnen 91 der Kupplungsverzahnung 90 jeweils ein Anschlag 95 vorgesehen sein, an dem beim Einrücken der Schiebemuffe 10 jeweils eine plane Fläche der Schiebemuffe 10 anschlägt, um die Schiebemuffe 10 in eine definierte Einrückposition zu brin gen. Gemäß Fig. 3 kann der Anschlag 95 ein an der der Lauf verzahnung 30 zugewandten Seite nach oben über den Zahn 91 vorstehendes Anschlagteil sein. Es ist auch denkbar, die Anschläge 95 auch im Bereich wenigstens einer der Seiten wände 94 bzw. 94' der Zähne 91 vorzusehen, so daß sie in der Umfangsrichtung über die genannten Seitenwände vorste hen.Referring to FIGS. 3, 4 and 5 of the coupling teeth, a stop 95 can be connected to the teeth 91 90, respectively may be provided, when engaging the sliding sleeve 10 abuts against the respective flat surface of the sliding sleeve 10 to the sliding sleeve 10 to brin in a defined engagement position According to FIG. 3, the stop 95 can be a stop part projecting upwards over the tooth 91 on the side facing the running toothing 30 . It is also conceivable to provide the stops 95 in the area of at least one of the side walls 94 and 94 'of the teeth 91 , so that they project in the circumferential direction over the side walls mentioned.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Zähne 31 der Lauf verzahnung 30 sowie die Zähne 91 der Kupplungsverzahnung 90 jeweils verschiedene Formen aufweisen können, die dem Fach mann bekannt sind. It is pointed out that the teeth 31 of the running toothing 30 and the teeth 91 of the coupling toothing 90 can each have different shapes which are known to the person skilled in the art.
11
Getriebewelle
Gear shaft
22nd
Verzahnung
Gearing
33rd
Laufverzahnung
Gearing
44th
Schaltzahnrad
Shift gear
55
Getriebewelle
Gear shaft
66
Körperteil
body part
77
Ansatz
approach
88th
Kupplungskörper
Clutch body
99
Kupplungsverzahnung
Clutch teeth
1010th
Schiebemuffe
Sliding sleeve
1111
Mitnahmeverzahnung
Drive teeth
1212th
Verzahnung
Gearing
3030th
Laufverzahnung
Gearing
3030th
' Schrägverzahnung
'Helical gearing
3131
Zahn
tooth
4040
Schaltzahnrad
Shift gear
6060
Zahnradkörper
Gear body
9090
Kupplungsverzahnung
Clutch teeth
9191
Zahn
tooth
9292
Seitenfläche
Side surface
9393
, ,
9393
' Vorderkante
'Leading edge
9494
, ,
9494
' Seitenfläche
'Side surface
9595
Anschlag
attack
9696
, ,
9696
' Kante
B Breite
da Außendurchmesser
df Fußdurchmesser
'Edge
B width
because outside diameter
df foot diameter
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |