DE102009027759A1

DE102009027759A1 - Rack element has handle tooth made from sheet metal having plate thickness, where handle tooth has tooth width, which is larger than plate thickness

Info

Publication number: DE102009027759A1
Application number: DE102009027759A
Authority: DE
Inventors: Jörg Brockstieger; Martin Meyer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2011-01-20
Also published as: JP2011020671A

Abstract

The rack element (1) has a handle tooth (2) made from a sheet metal having a plate thickness (s). The handle tooth has a tooth width (b), which is larger than the plate thickness. The tooth width is produced by shaping the sheet metal. An independent claim is also included for a method for the production of a rack element.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sperrklinke mit einem Klinkenzahn für ein Automatgetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Sperrklinke nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 6.The The invention relates to a pawl with a ratchet tooth for an automatic transmission according to the preamble of claim 1 and a method for producing a pawl according to the preamble of claim 6.

Automatgetriebe für Kraftfahrzeuge sind mit einer Parksperrenvorrichtung ausgerüstet, welche ein an der Abtriebswelle des Getriebes befestigtes Parksperrenrad sowie eine Sperrklinke umfasst, welche mit einem Klinkenzahn in das Parksperrenrad eingreift und dieses mechanisch verriegelt. Durch diese Verriegelung wird das Fahrzeug am Wegrollen gehindert. Der Klinkenzahn ist erhöhten Beanspruchungen ausgesetzt und muss daher entsprechend dimensioniert werden, insbesondere im Hinblick auf die bei der Verriegelung auftretende Flächenpressung zwischen Parksperrenrad und Klinkenzahn. Im Allgemeinen werden Sperrklinken für derartige Parksperrenvorrichtungen als Stanzteile hergestellt, d. h. durch Schneiden oder Feinschneiden aus einem Blech mit konstanter Blechdicke. Der Klinkenzahn weist daher eine Zahnbreite auf, welche der Blechdicke der Sperrklinke entspricht. Bei größeren Beanspruchungen des Klinkenzahnes wird daher eine größere Blechstärke gewählt, wodurch sich das Gewicht der Sperrklinke und deren Massenträgheitsmoment erhöhen. Beides ist nicht erwünscht.automatic transmission for motor vehicles are with a parking brake device equipped, which one on the output shaft of the transmission includes fixed parking lock gear and a pawl, which engages with a ratchet tooth in the parking lock gear and this mechanically locked. This lock turns the vehicle prevented from rolling away. The ratchet tooth is increased stress exposed and must therefore be dimensioned accordingly, in particular in view of the surface pressure occurring during locking between parking lock gear and ratchet tooth. In general, pawls manufactured for such parking lock devices as stampings, d. H. by cutting or fine blanking from a sheet with constant Sheet thickness. The ratchet tooth therefore has a tooth width, which the sheet thickness of the pawl corresponds. For larger ones Demands of the ratchet tooth is therefore a larger Plate thickness selected, which increases the weight of Increase pawl and its mass moment of inertia. Both are not welcome.

Durch die DE 36 36 978 C2 wurde eine Parksperrenvorrichtung für ein Automatgetriebe bekannt, wobei ein schwenkbar gelagerter Sperrhebel, auch Sperrklinke genannt, mit einem Vorsprung, auch Klinkenzahn genannt, in ein Parksperrenrad eingreift. Der Klinkenzahn weist ein etwa trapezförmiges Zahnprofil auf, welches in eine entsprechende Zahnlücke des Parksperrenrades eingreift. Die Zahnbreite des Klinkenzahnes entspricht der Dicke der Sperrklinke.By the DE 36 36 978 C2 a parking brake device for an automatic transmission has been known, wherein a pivotally mounted locking lever, also called pawl, with a projection, also called ratchet tooth engages in a parking lock gear. The ratchet tooth has an approximately trapezoidal tooth profile, which engages in a corresponding tooth gap of the parking lock gear. The tooth width of the ratchet tooth corresponds to the thickness of the pawl.

Durch die DE 10 2006 033 985 A1 der Anmelderin wurde eine Sperrklinke mit einem Rastzahn für eine Parksperrenvorrichtung bekannt, wobei der Rastzahn eine Zahnbreite aufweist, welche der Dicke der Sperrklinke entspricht.By the DE 10 2006 033 985 A1 The applicant has been known a pawl with a locking tooth for a parking brake device, wherein the locking tooth has a tooth width which corresponds to the thickness of the pawl.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sperrklinke der eingangs genannten Art funktionsgerecht und gewichtsoptimiert zu gestalten. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches eine wirtschaftliche Herstellung einer gewichtsoptimierten Sperrklinke erlaubt.It Object of the present invention, a pawl of the above mentioned type functionally and weight-optimized design. It is also an object of the invention to provide a method of the aforementioned To provide a type, which is an economical production of a weight-optimized pawl allowed.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The The object of the invention is achieved by the independent claims 1 and 6 solved. Advantageous embodiments arise from the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sperrklinke im Bereich des Klinkenzahnes aufgedickt ist, d. h. der Klinkenzahn weist eine Zahnbreite auf, welche größer als die Blechdicke des Ausgangsmaterials zur Herstellung der Sperrklinke ist. Aufgrund der erhöhten Zahnbreite ergibt sich eine geringere Flächenpressung am Klinkenzahn, damit kann eine höhere Umfangskraft am Parksperrenrad übertragen werden.According to the invention provided that the pawl is thickened in the region of the ratchet tooth, d. H. the ratchet tooth has a tooth width which is larger as the sheet thickness of the starting material for producing the pawl is. Due to the increased tooth width results in a lower surface pressure at the ratchet tooth, thus can a higher Peripheral force are transmitted to the parking lock gear.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Aufdickung durch Umformung des Bleches im Bereich des Klinkenzahnes herstellbar. Damit wird der Vorteil erreicht, dass die Zahnbreite für die auftretende Belastung, insbesondere Flächenpressung ausgelegt werden kann, während der übrige Bereich der Sperrklinke die geringere Dicke des Ausgangsmaterials aufweist. Damit kann eine Gewichtsreduzierung oder -optimierung erreicht werden. Darüber hinaus weist die Sperrklinke auch ein geringeres Massenträgheitsmoment auf, wodurch der Schaltkomfort verbessert wird.To In a particularly advantageous embodiment, the thickening produced by forming the sheet in the region of the ratchet tooth. In order to the advantage is achieved that the tooth width for the occurring load, in particular surface pressure designed can be while the remaining area of the pawl having the smaller thickness of the starting material. This can be a Weight reduction or optimization can be achieved. About that In addition, the pawl also has a lower moment of inertia on, whereby the shifting comfort is improved.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der Klinkenzahn, der etwa in der Mitte der Sperrklinke angeordnet ist, ein Zahnprofil auf, welches bevorzugt trapezförmig ausgebildet ist. Die Zahnbreite, d. h. die Aufdickung des Ausgangsmaterials erstreckt sich dabei nur über einen Randbereich, welcher parallel zum Zahnprofil verläuft. Außerhalb des Randbereiches fällt die Zahnbreite auf die Blechdicke des Ausgangsmaterials ab. Damit wird der Vorteil erreicht, dass die Materialaufdickung für die optimale Zahnbreite auf einen minimalen Bereich beschränkt ist, sodass die Festigkeitsanforderungen des Klinkenzahnes erfüllt werden. Dies bedeutet eine minimale Verformungsarbeit und trägt zur weiteren Gewichtsreduzierung bei.To a preferred embodiment, the ratchet tooth, which is arranged approximately in the middle of the pawl, a tooth profile on, which is preferably trapezoidal. The tooth width, d. H. the thickening of the starting material extends only over an edge area, which is parallel to the tooth profile runs. Outside the edge area falls the tooth width on the sheet thickness of the starting material. In order to the advantage is achieved that the material thickening for the optimal tooth width is limited to a minimum range is such that meets the strength requirements of the ratchet tooth become. This means a minimal deformation work and contributes for further weight reduction.

Erfindungsgemäß ist bei einem Verfahren zur Herstellung der Sperrklinke vorgesehen, dass zunächst ein Rohling aus einem Blech konstanter Dicke, also aus einem Halbzeugmaterial bereitgestellt wird. Der Rohling wird dann partiell, d. h. im Bereich des Klinkenzahnes durch Massivumformung aufgedickt. Schließlich wird die Endform der Sperrklinke durch Schneiden hergestellt. Die Massivumformung kann mittels einfacher Umformwerkzeuge, ein Matrizen- und ein Patrizenwerkzeug, kostengünstig durchgeführt werden. Durch die Massivumformung ergibt sich gleichzeitig eine Kaltverfestigung des Materials, wodurch die Festigkeit und Sicherheit der Sperrklinke weiter verbessert wird.According to the invention in a method of making the pawl, that first a blank made of a sheet of constant thickness, So is provided from a semi-finished material. The blank then becomes partial, i. H. in the area of the ratchet tooth by massive forming thickened. Finally, the final shape of the pawl is through Cutting made. The massive forming can be done by means of simple Forming tools, a die and a Patrizenwerkzeug, cost be performed. The massive forming results at the same time a work hardening of the material, whereby the strength and safety of the pawl is further improved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigenOne Embodiment of the invention is in the drawing and will be described in more detail below, wherein from the description and / or the drawing further features and / or can give benefits. Show it

1 eine Sperrklinke in einer Ansicht, 1 a pawl in a view

2 die Sperrklinke gemäß 1 in einer Draufsicht, 2 the pawl according to 1 in a plan view,

2a eine vergrößerte Einzelheit X aus 2, 2a an enlarged detail X from 2 .

3 einen Teilschnitt in der Schnittebene III-III in 2a, 3 a partial section in the sectional plane III-III in 2a .

4 einen Teilschnitt in der Schnittebene IV-IV in 2a, 4 a partial section in the section plane IV-IV in 2a .

5 einen Rohling mit einem vorgeformten Bereich in einer Draufsicht und 5 a blank with a preformed area in a plan view and

6 einen Schnitt durch den Rohling in der Schnittebene VI-VI in 5. 6 a section through the blank in the sectional plane VI-VI in 5 ,

1 zeigt in einer Ansicht eine erfindungsgemäße Sperrklinke 1 mit einem Klinkenzahn 2. Die Sperrklinke 1 ist aus einem Stahlblech hergestellt und weist eine Blechdicke s auf, während der Klinkenzahn 2 eine Zahnbreite b aufweist, welche größer als die Blechdicke s ist. Die Sperrklinke 1 weist eine Oberseite 1a und eine Unterseite 1b auf. Der Klinkenzahn 2 ist bezüglich seiner Zahnbreite b gegenüber der Oberseite 1a um das Maß b – s aufgedickt. 1 shows in a view of a pawl according to the invention 1 with a ratchet tooth 2 , The pawl 1 is made of a steel sheet and has a sheet thickness s, while the ratchet tooth 2 has a tooth width b, which is greater than the sheet thickness s. The pawl 1 has a top 1a and a bottom 1b on. The ratchet tooth 2 is with respect to its tooth width b opposite the top 1a by the measure b - s thickened.

2 zeigt die eine Längsseite 1c aufweisende Sperrklinke 1 in einer Draufsicht mit dem Klinkenzahn 2, welcher ein etwa trapezförmig ausgebildetes Zahnprofil 2a aufweist und im mittleren Bereich der Längsseite 1c angeordnet ist. Die Sperrklinke 1 entspricht – mit Ausnahme des Klinkenzahnes 2 – dem Stand der Technik: sie weist an einem Ende eine Bohrung 3 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Schwenkzapfens und am anderen Ende einen ausgesparten Betätigungsbereich 4 auf, in welchen ein nicht dargestellter Sperrkegel einer Parksperrenvorrichtung eingreift. Die Sperrklinke 1 ist somit schwenkbar in einem nicht dargestellten Getriebegehäuse angeordnet, wobei der Klinkenzahn 2 in ein nicht dargestelltes Parksperrenrad eingreift und damit eine Verriegelung der Getriebeabtriebswelle bewirkt. 2 shows the one long side 1c having pawl 1 in a plan view with the ratchet tooth 2 , which has an approximately trapezoidal tooth profile 2a and in the middle region of the longitudinal side 1c is arranged. The pawl 1 corresponds - with the exception of the ratchet tooth 2 - The prior art: it has a bore at one end 3 for receiving a pivot pin, not shown, and at the other end a recessed operating portion 4 in which an unillustrated locking cone of a parking brake device engages. The pawl 1 is thus pivotally mounted in a transmission housing, not shown, wherein the ratchet tooth 2 engages in a not shown parking lock gear and thus causes a locking of the transmission output shaft.

2a zeigt eine Einzelheit X aus 2, d. h. den Klinkenzahn 2 in vergrößerter Darstellung. Der Klinkenzahn 2 weist einen Randbereich 2b auf, welcher sich parallel zu dem trapezförmig ausgebildeten Zahnprofil 2a erstreckt und nach innen durch eine ebenfalls trapezförmig ausgebildete Linie 2c begrenzt ist. 2a shows a detail X from 2 ie the ratchet tooth 2 in an enlarged view. The ratchet tooth 2 has a border area 2 B on, which is parallel to the trapezoidal tooth profile 2a extends and inwardly through a likewise trapezoidal line 2c is limited.

3 zeigt einen Teilschnitt entsprechend der Schnittebene III-III in 2a. Daraus ist die gegenüber der Blechdicke s aufgedickte Zahnbreite b deutlich ersichtlich. Die Zahnbreite b erstreckt sich dabei lediglich über den Randbereich 2b und fällt anschließend über eine Schrägfläche 2d auf die Oberseite 1a der Sperrklinke 1 ab. 3 shows a partial section corresponding to the section plane III-III in 2a , From this, the tooth width b thickened in relation to the sheet thickness s is clearly visible. The tooth width b extends only over the edge region 2 B and then falls over an inclined surface 2d on top 1a the pawl 1 from.

4 zeigt einen Teilschnitt in der Schnittebene IV-IV in 2a. Darin ist die gegenüber der Blechdicke s erhöhte Zahnbreite b erkennbar. Der Randbereich 2b geht über die Schrägfläche 2d in die Ebene der Oberseite 1a über. 4 shows a partial section in the section plane IV-IV in 2a , Therein, the opposite the sheet thickness s increased tooth width b is recognizable. The border area 2 B goes over the slanted surface 2d in the plane of the top 1a above.

5 zeigt einen Rohling 5 aus einem Blech mit einem vorgeformten Bereich 6 in einer Draufsicht. Der Rohling 5 weist eine ebene Oberseite 5a mit erhabenen Bereichen 6a, 6b auf, die durch durchgezogene Linien dargestellt sind. Ein auf der Unterseite 5b des Rohlings 5 angeordneter vertiefter Bereich 6c ist durch gestrichelte Linien dargestellt. 5 shows a blank 5 from a sheet metal with a preformed area 6 in a top view. The blank 5 has a flat top 5a with raised areas 6a . 6b on, which are represented by solid lines. One on the bottom 5b of the blank 5 arranged recessed area 6c is shown by dashed lines.

6 zeigt den Rohling 5 in einer Schnittdarstellung gemäß Schnittebene VI-VI in 5. Die erhabenen Bereiche 6a, 6b sowie der vertiefte Bereich 6c werden durch Umformwerkzeuge hergestellt, die einerseits als Matrize für die erhabenen Bereiche 6a, 6b und andererseits als Patrize für den vertieften Bereich 6c ausgebildet sind. Das Material des Rohlings 5, welches zunächst eine durchgehende Blechdicke s aufweist, wird durch Massivumformung aufgedickt, wobei der erhabene Bereich 6aentsprechend der Form des Klinkenzahnes 2 (2) ausgeformt ist. Nach der Massivumformung wird der vorgeformte Rohling 5 beschnitten, wobei die Außenkonturen der fertigen Sperrklinke durch die strichpunktierten Linien 7a, 7b angedeutet sind. Die Endform der Sperrklinke 1 wird somit durch Schneiden oder Feinschneiden hergestellt, wobei die vorgeformten Bereiche 6b, 6c außerhalb des erhabenen Bereiches 6a entfallen. 6 shows the blank 5 in a sectional view according to sectional plane VI-VI in 5 , The sublime areas 6a . 6b as well as the recessed area 6c are made by forming tools, on the one hand as a template for the raised areas 6a . 6b and on the other hand as a patrix for the recessed area 6c are formed. The material of the blank 5 , which initially has a continuous sheet thickness s, is thickened by massive forming, wherein the raised portion 6a according to the shape of the ratchet tooth 2 ( 2 ) is formed. After massive forming, the preformed blank becomes 5 cropped, with the outer contours of the finished pawl by the dash-dotted lines 7a . 7b are indicated. The final shape of the pawl 1 is thus made by cutting or fine blanking, the preformed areas 6b . 6c outside the sublime area 6a omitted.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, auch von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichende Zahnprofile nach dem gleichen Herstellungsverfahren, allerdings mit angepassten Werkzeugen herzustellen.It is within the scope of the invention, also of the illustrated embodiment deviating tooth profiles according to the same manufacturing process, However, to produce with adapted tools.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Sperrklinkepawl
1a1a: Oberseitetop
1b1b: Unterseitebottom
1c1c: Längsseitelong side
22: Klinkenzahnratchet tooth
2a2a: Zahnprofiltooth profile
2b2 B: Randbereichborder area
2c2c: Begrenzungslinieboundary line
2d2d: Schrägflächesloping surface
33: Bohrungdrilling
44: Betätigungsbereichoperating range
55: Rohlingblank
5a5a: Oberseitetop
5b5b: Unterseitebottom
66: vorgeformter Bereichpreformed Area
6a6a: erhabener Bereichsublime Area
6b6b: erhabener Bereichsublime Area
6c6c: vertiefter Bereichrecessed Area
7a7a: Außenkontur Sperrklinkeouter contour pawl
7b7b: Außenkontur Sperrklinkeouter contour pawl
ss: Blechdickesheet thickness
bb: Zahnbreitetooth width
XX: Einzelheitdetail

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 3636978 C2 [0003]
DE 102006033985 A1 [0004]

Claims

Pawl ( 1 ) with a ratchet tooth ( 2 ), producible from a sheet metal having a sheet thickness (s), characterized in that the ratchet tooth ( 2 ) has a tooth width (b) which is larger than the sheet thickness (s).

Pawl according to claim 1, characterized that the tooth width (b) produced by forming the sheet metal is.

Pawl according to claim 1 or 2, characterized in that the pawl ( 1 ) a longitudinal side ( 1c ) and that the ratchet tooth ( 2 ) in the middle region of the longitudinal side ( 1c ) is arranged.

Pawl according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the ratchet tooth ( 2 ) a tooth profile ( 2a ) and one parallel to the tooth profile ( 2a ) extending edge region ( 2 B ), in which the tooth width (b) is constant.

Pawl according to claim 4, characterized in that the tooth width (b) outside the edge region ( 2 B ) over inclined surfaces ( 2d ) decreases.

Method for producing a pawl according to one of claims 1 to 5, characterized in that - a blank ( 5 ) made of a sheet of thickness (s), - the blank ( 5 ) by massive forming partially on the tooth width (b) thickened and - the final shape of the pawl ( 1 ) by cutting.