DE19530443A1 - Formschluß-Kupplung mit axialen Mitnahmeverzahnungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Formschluß-Kupplung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus der DE 20 31 654 B2 ist eine drehmomentübertragende Verbin­ dung zweier aus Blech bestehender, insbesondere zweier mit einem Getriebeglied eines Planetenräderwechselgetriebes verbundener Napfteile bekannt, die mit zylindrischen, ineinander verschieb­ baren Mantelfortsätzen versehen sind, die eine Vielzahl von über den Umfang verteilten, axial verlaufenden, zahnartigen Ein­ drückungen aufweisen, wobei die zahnartigen Eindrückungen des einen Napfteiles lediglich über einen Teil der axialen Länge des zylindrischen Mantelfortsatzes ausgehend von dessen freiem Ende verlaufen. Damit bei einem unmittelbaren Ineinandergreifen der Eindrückungen beider Napfteile hohe Drehmomente auch bei ver­ hältnismäßig geringer Blechstärke der Napfteile übertragen wer­ den können, ohne daß Unrundheiten und damit eine Unwucht bei den Napfteilen zu befürchten sind, ist bei dieser bekannten Verbin­ dung eine Ausgestaltung derart getroffen, daß für ein unmittel­ bares Ineinandergreifen der Eindrückungen beider Napfteile die Eindrückungen des Napfteiles an ihrer dem freien Ende des zylin­ drischen Mantelfortsatzes abgewandten Seite von dem umverformten Teil des zylindrischen Mantelfortsatzes radial abgeschert sind, und daß die Tiefe der Eindrückungen größer als die Blechstärke des Napfteiles ist.

Bei dieser bekannten drehmomentübertragenden Verbindung sind die Eindrückungen in bezug auf ihre die Zylinderachse der Mantel­ fortsätze enthaltende Mittelebene symmetrisch ausgebildet.

Auch die bisherigen Verzahnungen in Lamellenkupplungen und -bremsen sind symmetrisch ausgeführt. Dies hat zur Folge, daß die Lamellen und die Anlegetellerfedern grundsätzlich in zwei Einbaulagen montiert werden können.

Bei der konventionellen Lamellenanordnung (Belag- und Stahlla­ melle) ergibt sich bei der Montage keine Schwierigkeit, da bei einem Verdrehen der Lamellen um 180° beim Einbau immer Reibflä­ chenpaarungen Stahl/Belag auftreten.

Probleme ergeben sich bei Single-Sided Lamellen. Das Verdrehen einer Lamelle um 180° beim Einbau hat zur Folge, daß Reibflä­ chenpaarungen Belag/Belag und Stahl/Stahl auftreten. Dadurch wird im Fahrbetrieb das Motormoment nicht mehr sicher übertra­ gen, die Kupplung beginnt zu rutschen und verbrennt. Die Fehl­ montage wird in der Funktionsendprüfung des Getriebes nicht auf­ gedeckt.

Die Anlegetellerfeder kann sowohl bei der konventionellen Anord­ nung als auch bei Single-Sided Lamellen um 180° verdreht mon­ tiert werden. Dadurch ist mit Einbußen im Schaltkomfort und Be­ anstandungen zu rechnen.

Auch hier ist ein Entdecken bei der Funktionsendprüfung nicht zu erwarten.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentli­ chen darin, eine Formschluß-Kupplung zu schaffen, bei der Fehl­ montagen der aufgezeigten Art nicht möglich sind.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 in vorteilhafter Weise gelöst.

Bei der Formschluß-Kupplung nach der Erfindung ist ein seiten­ verkehrtes Montieren der Kupplungsteile aufgrund der Verzah­ nungsasymmetrie nicht möglich.

Bei einer asymmetrischen Verzahnungsausführung der Formschluß- Kupplung nach der Erfindung bleiben die funktionellen Vorteile des Formschlusses erhalten. Die Herstellung der Formschluß-Kupp­ lung nach der Erfindung ist mit den bekannten Verfahren der Blechpreßtechnik kostenneutral durchführbar.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von drei in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 eine Formschluß-Kupplung nach der Erfindung zwischen ei­ ner Innenlamelle und einem Innenlamellenträger einer La­ mellenkupplung,

Fig. 2 eine Formschluß-Kupplung nach der Erfindung zwischen ei­ ner jeweiligen Außenlamelle und einem Außenlamellenträger einer Lamellenkupplung,

Fig. 3 eine Lamellenkupplung mit einer seitenverkehrt montierten Außenlamelle, welche durch eine Formschluß-Kupplung nach dem Stand der Technik mit symmetrischen Mitnahmeverzah­ nungen im zugehörigen Außenlamellenträger drehfest gehal­ tert ist,

Fig. 4 eine Formschluß-Kupplung nach der Erfindung zwischen ei­ ner Tellerfeder und einem Außenlamellenträger einer La­ mellenkupplung, und

Fig. 5 eine Formschluß-Kupplung nach dem Stand der Technik mit symmetrischen Mitnahmeverzahnungen zwischen einer seiten­ verkehrt montierten Tellerfeder und einem Außenlamellen­ träger einer Lamellenkupplung.

Bei der Formschluß-Kupplung 10 nach der Erfindung gemäß Fig. 1 weist die eine Kupplungshälfte 18, welche in Form eines Innenla­ mellenträgers 32 einer - beispielsweise in Fig. 2 oder Fig. 4 dargestellten - Lamellenkupplung ausgebildet ist, an ihrem Au­ ßenumfang eine äußere axiale Mitnahmeverzahnung 15 auf, welche in eine korrespondierende innere axiale Mitnahmeverzahnung 20 der anderen Kupplungshälfte 22 eingerückt ist, wobei die Kupp­ lungshälfte 22 in Form einer Innenlamelle 33 ausgebildet ist. Alle Zähne 24 der inneren Mitnahmeverzahnung sind gleich und zu­ dem asymmetrisch derart ausgebildet, daß ihre beiden Zahnflanken 30 und 31 zu einer zum jeweiligen Zahnkopf 28 der Zähne 24 mit­ tig liegenden und die auf der Zeichenebene von Fig. 1 senkrecht stehende Kupplungsachse 17-17 enthaltenden signifikanten Kupp­ lungsebene 29-29 asymmetrisch verlaufen, d. h. unterschiedlich geneigt sind. Die Zahnlücken 26 der anderen Mitnahmeverzahnung 15 und die von ersteren ausgehenden Zahnflanken sind dann ent­ sprechend asymmetrisch ausgebildet.

Aufgrund dieser Asymmetrie der Mitnahmeverzahnungen 15 und 20 ist es nicht möglich, die eine der beiden Kupplungshälften 18, 22 seitenverkehrt gegenüber der anderen Kupplungshälfte zu mon­ tieren.

Der gleiche Effekt wird auch erreicht, wenn nur ein Zahn 24 oder nur einige der Zähne 24 mit ihren zugehörigen Zahnlücken 26 asymmetrisch ausgebildet sind. Vor dem Einrücken einer solchen Formschluß-Kupplung müßten die beiden Kupplungshälften relativ zueinander in die richtige Drehwinkelstellung in bezug auf den einzelnen asymmetrischen Zahn 24 und seine Zahnlücke 26 gebracht werden.

Bei der zweiten Formschluß-Kupplung 11 nach der Erfindung gemäß Fig. 2 ist wiederum die eine Kupplungshälfte 18, welche in die­ sem Falle in Form einer Außenlamelle 34 einer Lamellenkupplung ausgebildet ist, an ihrem Außenumfang mit einer äußeren axialen Mitnahmeverzahnung 15 versehen, welche in bezug auf die asymme­ trische Ausbildung der Zähne und Zahnlücken 26 der Mitnahmever­ zahnung 15 der Formschluß-Kupplung 10 der Fig. 1 entspricht. Bei der Formschluß-Kupplung 11 ist die andere Kupplungshälfte 22, welche in diesem Falle in Form eines Außenlamellenträgers 35 ausgebildet ist, an ihrem Innenumfang mit einer korrespondieren­ den inneren axialen Mitnahmeverzahnung 20 versehen, welche in bezug auf die asymmetrische Ausbildung der Zähne 24 und der Zahnlücken der Mitnahmeverzahnung 20 der Formschluß-Kupplung 10 der Fig. 1 entspricht.

Bei der Lamellenkupplung der Fig. 2 sind die Innenlamellen 33 mit dem Innenlamellenträger 32 jeweils durch eine Formschluß- Kupplung verbunden, welche mit der Formschluß-Kupplung 10 der Fig. 1 identisch ist. Innenlamellen 33 und Außenlamellen 34, welche aus Stahl bestehen, sind einseitig mit einem Reibbelag 36 bzw. 37 versehen.

Durch die asymmetrischen Mitnahmeverzahnungen 10 und 20 zwischen Lamelle und Lamellenträger können die Lamellen 33 und 34 nur so montiert werden, daß stets eine Reibflächenpaarung "Stahl/Reibbelag" gewährleistet ist.

Letzteres ist bei der Lamellenkupplung der Fig. 3 nicht der Fall, weil bei dieser eine Formschluß-Kupplung 13 nach dem Stand der Technik verwendet ist, bei welcher die eine Kupplungshälfte 19 - hier in Form einer Außenlamelle 38 - an ihrem Außenumfang mit einer äußeren axialen symmetrischen Mitnahmeverzahnung 16 versehen ist, welche in eine korrespondierende innere axiale symmetrische Mitnahmeverzahnung 21 am Innenumfang der anderen Kupplungshälfte 23 - hier in Form eines Außenlamellenträgers 39 - eingerückt ist. Hierbei ist also jeweils ein Zahn 25 der inne­ ren Kupplungsverzahnung 21 symmetrisch zu seiner die Kupplungs­ achse enthaltenden Mittelebene symmetrisch ausgebildet, Entspre­ chendes gilt für die diesen Zahn 25 aufnehmende Zahnlücke 27 der anderen Mitnahmeverzahnung 16. Aufgrund dieser Symmetrie war es möglich, die bezeichnete Außenlamelle 38 seitenverkehrt zu mon­ tieren, so daß ihr Reibbelag mit einem Reibbelag der einen be­ nachbarten Innenlamelle und ihre nichtbeschichtete Reibfläche aus Stahl mit einer nichtbeschichteten Reibfläche aus Stahl der anderen benachbarten Innenlamelle in Reibschluß stehen.

Bei der dritten Formschluß-Kupplung 12 nach der Erfindung gemäß der Fig. 4 ist wiederum die eine Kupplungshälfte 18 - diesmal in Form einer Tellerfeder 40 einer Lamellenkupplung, - an ihrem Au­ ßenumfang mit einer äußeren axialen asymmetrischen Mitnahmever­ zahnung 15 versehen, welche in bezug auf die asymmetrische Aus­ bildung ihrer Zähne und Zahnlücken 26 der Mitnahmeverzahnung 15 der Formschluß-Kupplung 10 der Fig. 1 entspricht. Die andere Kupplungshälfte 22 der Formschluß-Kupplung 12 - auch hier in Form eines Außenlamellenträgers 35 wie bei der Formschluß- Kupplung 11 der Fig. 2 - ist an ihrem Innenumfang mit einer korrespondierenden inneren axialen asymmetrischen Mitnahmeverzahnung 20 versehen, welche in bezug auf die asymmetrische Ausbildung ihrer Zähne 24 und Zahnlücken der Formschluß-Kupplung 10 der Fig. 1 entspricht. Auf diese Weise ist es gewährleistet, daß die Tellerfeder 40 so im Außenlamellenträger 35 gehaltert ist, daß ihr radial innerer abgewinkelter Konusabschnitt 42 im entspannten Zustand ein Lüftspiel gegenüber dem benachbarten Lamellenpaket aufweist.

Dieses Lüftspiel ist bei der Lamellenkupplung der Fig. 5 infolge der Formschluß-Kupplung 14 nicht gewährleistet, weil bei letzterer die eine Kupplungshälfte 19 in Form der Tellerfeder 41 gegenüber der in Form eines Außenlamellenträgers 43 aus­ gebildeten Kupplungshälfte 23 durch symmetrische Mitnahmeverzah­ nungen 16 und 21 festgelegt ist. Dabei greift jeweils ein symme­ trisch zu seiner die Kupplungsachse 17-17 enthaltenden Mittelebene ausgebildeter Zahn 25 der Mitnahmeverzahnung 21 in eine entsprechende symmetrische Zahnlücke 27 der Mitnahmeverzahnung 16 ein, so daß die dargestellte seitenverkehrte Montage der Tellerfeder 41 ohne weiteres möglich und somit das in Rede stehende Lüftspiel nicht gegeben ist.

Claims (2)

1. Axial ein- und ausrückbare Formschluß-Kupplung, bei der eine äußere axiale Mitnahmeverzahnung an einem zur Kupplungsachse konzentrischen Außenmantel der einen Kupplungshälfte in eine korrespondierende innere Mitnahmeverzahnung an einem zur Kupp­ lungsachse konzentrischen Innenmantel der anderen Kupplungshälf­ te einrückbar ist, so daß wenigstens ein Zahn von einer der bei­ den Mitnahmeverzahnungen in eine Zahnlücke der anderen Mitnahme­ verzahnung eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Zahn (24) der einen Mitnahmeverzahnung (20) und eine gleiche Anzahl von Zahnlücken (26) der anderen Mitnah­ meverzahnung (15) asymmetrisch in bezug auf diejenigen signifi­ kanten Ebenen der Kupplung (10 bis 12) ausgebildet sind, welche sowohl die Kupplungsachse (17-17) enthalten als auch den wenig­ stens einen Zahn (24) schneiden.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein asymmetrischer Zahn (24) in bezug auf eine mittig zu seinem Zahnkopf (28) liegende signifikante Ebene (29-29) asymme­ trische Zahnflanken (30, 31) aufweist.