DE10115629A1 - Anordnung zur Ankoppelung einer Gehäuseanordnung einer hydrodynamischen Kopplungseinrichtung, insbesondere Drehmomentwandler oder Fluidkupplung, an eine Antriebswelle - Google Patents

Abstract

Eine Anordnung zur Ankopplung einer Gehäuseanordnung (12) einer hydrodynamischen Kopplungseinrichtung (10), insbesondere Drehmomentwandler oder Fluidkupplung, an eine Antriebswelle (16), umfasst ein Kopplungsorgan (54), welches mit der Antriebswelle (16) und der Gehäuseanordnung (12) zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse (A) koppelbar ist, sowie einen an der Gehäuseanordnung (12) vorgesehenen oder vorzusehenden Kopplungsvorsprung (18), welcher in eine Kopplungsausnehmung (20) der Antriebswelle (16) eingeführt oder einführbar ist und in dieser durch eine lösbare Axialkopplungsanordnung (34) gegen Herausbewegung gesichert oder sicherbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass an dem Kopplungsorgan (54) oder der Gehäuseanordnung (12) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Axialeingriffseinsenkungen (62) vorgesehen ist und dass an der Gehäuseanordnung (12) oder dem Kopplungsorgan (54) eine Mehrzahl von zum Eingreifen in die Axialeingriffseinsenkungen (62) vorgesehenen Axialeingriffsvorsprüngen (66) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ankopplung einer Gehäuseanordnung einer hydrodynamischen Kopplungseinrichtung, ins­ besondere Drehmomentwandler oder Fluidkupplung, an eine Antriebswelle, umfassend ein Kopplungsorgan, welches mit der Antriebswelle und der Gehäuseanordnung zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse koppel­ bar ist, sowie einen an der Gehäuseanordnung vorgesehenen oder vor­ zusehenden Kopplungsvorsprung, welcher in eine Kopplungsausnehmung der Antriebswelle eingeführt oder einführbar ist und in dieser durch eine lösbare Axialkopplungsanordnung gegen Herausbewegung gesichert oder sicherbar ist.

Avs der DE 198 48 252 A1 ist eine Kopplungsanordnung bekannt, ver­ mittels welcher eine Antriebswelle mit einem Gehäuse eines Dreh­ momentwandlers gekoppelt werden kann. Die Anordnung umfasst ein scheibenartiges Element, das in seinem radial inneren Bereich durch Schraubbolzen an die Antriebswelle angeschraubt ist. In seinem radial äußeren Bereich weist das scheibenartige Element eine Mehrzahl von Drehkopplungsvorsprüngen auf, welche mit entsprechenden Vorsprüngen an der Gehäuseanordnung zur Herstellung der Drehkopplung zwischen der Antriebswelle und der Gehäuseanordnung dienen. Ferner sind im radial äußeren Bereich des scheibenartigen Elements Rastvorsprünge vorgesehen, die in entsprechende Rastaufnahmen an der Gehäuseanordnung eingreifen und auf diese Art und Weise auch eine axiale Kopplung zwischen der Antriebswelle und der Gehäuseanordnung sicherstellen. Bei dieser Anord­ nung ist die Kopplungsscheibe so auszubilden, dass sie neben der Übertragung der Drehkräfte auch die im Drehmomentübertragungsbetrieb auf­ tretenden Axialkräfte aufnehmen kann.

Aus der DE 198 10 352.2 A1 ist eine Kopplungsanordnung bekannt, bei welcher eine sogenannte Flexplatte als scheibenartiges Kopplungsorgan im radial inneren Bereich und im radial äußeren Bereich an die Antriebswelle einerseits und die Gehäuseanordnung andererseits beispielsweise durch Verschraubung fest angebunden wird. Ferner ist im zentralen Bereich der Gehäuseanordnung ein Kopplungsvorsprung vorgesehen, der in eine ent­ sprechende Kopplungsausnehmung der Antriebswelle eingreift und durch Rastorgane, also beispielsweise in eine Raststellung vorgespannte Rast­ kugeln, darin festlegbar ist. Die der Drehkopplung dienende Flexplatte ist somit hinsichtlich der im Drehbetrieb auftretenden Axialkräfte zumindest teilweise entlastet.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Ankopp­ lung einer Gehäuseanordnung einer hydrodynamischen Kopplungseinrich­ tung an eine Antriebswelle vorzusehen, welche bei einfacher Herstellbarkeit des Kopplungszustands für einen sicheren Kraftübertragungsbetrieb ge­ eignet ist.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Anordnung zur Ankopplung einer Gehäuseanordnung einer hydrodynamischen Kopplungseinrichtung, insbesondere Dreh­ momentwandler oder Fluidkupplung, an eine Antriebswelle, umfassend ein Kopplungsorgan, welches mit der Antriebswelle und der Gehäuseanord­ nung zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse koppelbar ist, sowie einen an der Gehäuseanordnung vorgesehenen oder vorzusehenden Kopp­ lungsvorsprung, welcher in eine Kopplungsausnehmung der Antriebswelle eingeführt oder einführbar ist und in dieser durch eine lösbare Axialkopp­ lungsanordnung gegen Herausbewegung gesichert oder sicherbar ist.

Dabei ist weiter vorgesehen, dass an dem Kopplungsorgan oder der Ge­ häuseanordnung eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgen­ den Axialeingriffseinsenkungen vorgesehen ist und dass an der Gehäuse­ anordnung oder dem Kopplungsorgan eine Mehrzahl von zum Eingreifen in die Axialeingriffseinsenkungen vorgesehenen Axialeingriffsvorsprüngen vorgesehen ist.

Bei der vorliegenden Erfindung ist also die Drehmitnahmekopplung zwi­ schen dem Kopplungsorgan und der Gehäuseanordnung bzw. der Antriebs­ welle durch axial ineinander einführbare Formationen hergestellt, so dass beispielsweise das Einbringen von Schraubelementen, die sowohl beim Zusammenbau als auch bei der Demontage einen erheblichen Arbeitszeit­ aufwand erfordern, vermieden wird. Gleichwohl wird durch die im zentralen Bereich bereitgestellte Axialkopplung ein sicherer axialer Zusammenhalt gewährleistet. Insbesondere wird das der Drehkopplung dienende Kopp­ lungsorgan von der Übertragung von Axialkräften freigestellt und kann somit zur Bereitstellung einer möglichst guten Taumelentkopplung ver­ gleichsweise flexibel ausgestaltet werden.

Um einen festen Zusammenhalt gewährleisten zu können, wird vorge­ schlagen, dass die Axialeingriffseinsenkungen sich von einem Einführbe­ reich derselben axial verjüngend ausgebildet sind und dass die Axialein­ griffsvorsprünge sich zu einem axial freien Endbereich derselben verjüngend ausgebildet sind. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass bei hergestellter Axialkopplung zwischen dem Kopplungsvorsprung und der Antriebswelle die Axialeingriffsvorsprünge durch axiale Vorspannung des Kopplungs­ organs in Axialeingriff in den Axialeingriffseinsenkungen gehalten sind.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Axialkopplungsanordnung zur Übertragung der im Drehmomentübertragungsbetrieb auftretenden Axial­ kräfte zwischen der Antriebswelle und der Gehäuseanordnung ausgebildet ist. Der Aufbau kann sehr einfach gestaltet werden, wenn vorgesehen wird, dass die Axialkopplungsanordnung ein zum Lösen der Axialkopplung zwischen dem Kopplungsvorsprung und der Antriebswelle zerstörbares Axialkopplungselement umfasst. Es müssen dann keine sehr komplex aufgebauten wiederholt lösbare Mechanismen bereitgestellt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die ein­ gangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Anordnung zur Ankopplung einer Gehäuseanordnung einer hydrodynamischen Kopplungseinrichtung, insbesondere Drehmomentwandler oder Fluidkupplung, an eine Antriebs­ welle, umfassend ein Kopplungsorgan, welches mit der Antriebswelle und der Gehäuseanordnung zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse koppelbar ist, sowie einen an der Gehäuseanordnung vorgesehenen oder vorzusehenden Kopplungsvorsprung, welcher in eine Kopplungsaus­ nehmung der Antriebswelle eingeführt oder einführbar ist und in dieser durch eine lösbare Axialkopplungsanordnung gegen Herausbewegung gesichert oder sicherbar ist.

Dabei ist weiter vorgesehen, dass die Axialkopplungsanordnung ein zum Lösen der Axialkopplung zwischen dem Kopplungsvorsprung und der Antriebswelle zerstörbares Axialkopplungselement umfasst.

Wie bereits ausgeführt, ermöglicht der Einsatz einer zerstörbaren Kopp­ lungsanordnung einen sehr einfachen Aufbau, gewährleistet jedoch einen sicheren axialen Zusammenhalt.

Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Axialkopplungs­ element einen Kopplungsring umfasst, welcher bezüglich der Antriebswelle festlegbar ist und zum Lösen der Axialkopplung verformbar ist. Der Kopp­ lungsring kann eine V-artige Kontur aufweisen und mit einem V-Schenkel zum Angreifen an dem Kopplungsvorsprung ausgebildet sein.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert be­ schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Kopplungs­ anordnung, welche eine Kopplung zwischen einer Antriebs­ welle und einem Gehäuse eines Drehmomentwandlers her­ stellt;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht der erfindungsge­ mäßen Kopplungsanordnung;

Fig. 3 eine Seiten-Explosionsansicht der erfindungsgemäßen Kopp­ lungsanordnung;

Fig. 4 den zentralen Bereich der in Fig. 1 erkennbaren Kopplungs­ anordnung vergrößert;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines bei der erfindungsgemäßen Kopplungsanordnung eingesetzten Axialkopplungsringes.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 10 dargestellt, über welche eine Gehäuseanordnung 12 eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 14, einer Fluidkupplung oder dergleichen an eine Antriebswelle 16, bei­ spielsweise eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse A gekoppelt werden kann.

An der Gehäuseanordnung 12 ist in einem zentralen, d. h. der Drehachse A nahen Bereich, ein in Richtung auf die Antriebswelle 16 zu vorspringender Kopplungsvorsprung 18 vorgesehen. Dieser beispielsweise mit einer Ge­ häusenabe einteilig ausgebildete Kopplungsvorsprung 18 greift in eine Kopplungsausnehmung 20 ein, die zu einer axialen Stirnseite der Antriebs­ welle 16 hin offen ist. Die Kopplungsausnehmung 20 ist im Wesentlichen zweistufig ausgebildet und weist in ihrem Bodenbereich einen Bereich 22 geringeren Durchmessers auf, in welchen ein Vorsprungsabschnitt 24 des Kopplungsvorsprungs 18 zur Ausrichtung des Drehmomentwandlers 14 bezüglich der Antriebswelle 16 eingreift.

Wie man der vergrößerten Darstellung der Fig. 4 entnehmen kann, wirkt zwischen einem Vorsprungsabschnitt 26 mit größerem Durchmesser bzw. einer an diesem vorgesehenen, von der Antriebswelle 16 axial weg weisen­ den Rastschulter 28 und der Antriebswelle 16 bzw. einem vermittels Schraubbolzen 30 daran festgelegten Haltering 32 ein nachfolgend noch detaillierter beschriebener Axialkopplungsring 34.

Dieser Axialkopplungsring 34, der in Fig. 5 perspektivisch dargestellt ist, weist im Schnitt einen mit V-förmiger Kontur ausgebildeten Ringkörper 36 auf. Ein radial äußerer V-Schenkel 38 des Ringkörpers 36 liegt an einer Innenumfangsfläche 40 der Kopplungsausnehmung 20 in der Antriebswelle 16 an, wobei dem axial freien Ende des V-Schenkels 38 zur axialen Fixie­ rung des Kopplungsrings 34 eine Stufe 42 in der Kopplungsausnehmung 22 gegenüber liegt. Mit dem Übergangsbereich 44 zwischen dem radial äußeren V-Schenkel 38 und einem radial inneren bzw. schräg nach radial innen abstehenden V-Schenkel 46 liegt der Kopplungsring 34 an dem Haltering 32 axial an. Der Kopplungsring 34 ist somit bezüglich der An­ triebswelle 16 axial im Wesentlichen festgelegt, d. h. ist zumindest gegen Bewegung in Richtung aus der Kopplungsausnehmung 20 heraus festge­ legt. In dem Zustand, in dem der Vorsprungsabschnitt 26 in die Kopplungs­ ausnehmung 20 eingreift, hintergreift der radial innere V-Schenkel 46 die Rastschulter 28 am Kopplungsvorsprung 18. Es ist somit der Kopplungs­ vorsprung 18 gegen Bewegung aus der Kopplungsausnehmung 20 heraus gesichert. Man erkennt in Fig. 5 ferner, dass in dem Kopplungsring 34 sowohl im Axialbereich des Verbindungsabschnitts 44 als auch im ent­ gegengesetzten axialen Bereich in Umfangsrichtung bezüglich einander versetzt jeweils Ausnehmungen 48, 50 vorgesehen sind. Diese können beim Ausstanzen eines Blechrohlings für den Kopplungsring 34 erzeugt werden, so dass sich nach dem Umformen dieses dann aus Blechmaterial, beispielsweise Federstahlblech, gebildete V-Teil, wie es in Fig. 5 erkennbar ist, ergibt. Dabei ist der innere Schenkel 38 nach radial innen vorgespannt und rastet somit beim Einführen des Kopplungsvorsprungs 18 in die Kopp­ lungsausnehmung 20 nach dem Überlaufen der Abweisschräge 52 am Kopplungsvorsprung 18 hinter die Rastschulter 28 ein.

Durch diesen Axialkopplungsring 34 wird eine Kopplung zwischen der Antriebswelle 16 und der Gehäuseanordnung 12, bzw. dem gesamten Drehmomentwandler 14 erzeugt, welche dazu in der Lage ist, die gesamten im Drehmomentübertragungsbetrieb auftretenden Axialkräfte in diesem Bereich des Antriebsstrangs aufzunehmen. Es ist daher der Kopplungsring 34 entsprechend zu dimensionieren bzw. aus einem die vorgegebene Stabilität aufweisenden Material herzustellen. Da die Schraubbolzen 30 nach hergestellter Rastverbindung im Wesentlichen nicht mehr zuggänglich sind, wird zum Lösen der Axialkopplung durch entsprechend festes An­ ziehen an der Gehäuseanordnung 12 der Kopplungsring 34 verformt und dabei zerstört. Dies bedeutet bei der Durchführung von Wartungsarbeiten oder sonstigen Montagearbeiten jedoch keinen wesentlichen Kostenfaktor, da derartige Blechbauteile sehr kostengünstig hergestellt werden können.

Zusammen mit dem Haltering 32 ist ein scheibenartig ausgebildetes Kopp­ lungsorgan 54 an die Antriebswelle 16 angebunden. Dieses beispielsweise nach Art einer Flexplatte aus flexiblem Material, beispielsweise Stahlblech, hergestellte scheibenartige Bauteil 54 weist beispielsweise einen radial inneren ringartigen Bereich 56 und einen radial äußeren ringartigen Bereich 58 auf, welche durch jeweilige Stegabschnitte 60 miteinander verbunden sind. Es wird somit eine Flexibilität dieses Bauteils erreicht, die zu einer Taumelentkopplung zwischen der Antriebswelle 16 und der Gehäuseanord­ nung 12 beiträgt.

In dem radial äußeren ringartigen Bereich 54 ist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Axialeingriffseinsenkungen 62 vorgesehen. Diese können beim Herstellungsvorgang des ringartigen Kopp­ lungsorgans 54 durch entsprechendes Umformen mitangeformt werden und weisen, wie insbesondere in Fig. 1 erkennbar, vorzugsweise eine von ihrem Eintrittsbereich 64 axial weg sich verjüngende, beispielsweise konus­ artige Innenkontur auf.

Jeder der Axialeingriffseinsenkungen 62 in dem Kopplungsorgan 54 ist ein Eingriffsvorsprung 66 zugeordnet, wobei die Eingriffsvorsprünge 66 an einem an der Gehäuseanordnung 12 festgelegten ringartigen Bauteil 68 vorgesehen sein können. Auch die Axialeingriffsvorsprünge 66 können durch Umformen des aus Blechmaterial gebildeten Bauteils 68 erzeugt werden und weisen eine zu ihrem freien Endbereich 70 hin sich ver­ jüngende Kontur auf, welche letztendlich der sich verjüngenden Kontur der Axialeingriffseinsenkungen 62 entspricht.

Beim Heranbewegen des Drehmomentwandlers 14 mit den daran vorge­ sehenen Axialeingriffsvorsprüngen 66 bewegen sich diese in die jeweils zugeordneten Axialeingriffseinsenkungen 62 in dem ringartigen Kopplungs­ organ 54. Dabei ist dieses ringartige Kopplungsorgan 54 derart ausgebildet, dass in dem in Fig. 1 erkennbaren zusammengesetzten Zustand das Kopp­ lungsorgan 54 in seinem radial äußeren Bereich unter Vorspannung gegen die Gehäuseanordnung 12 presst. Auf diese Art und Weise wird ein siche­ rer, fester Zusammenhalt des ansonsten axial nicht formschlüssig mit der Gehäuseanordnung 12 gekoppelten Kopplungsorgans 54 mit den Axialein­ griffsvorsprüngen 66 erzeugt. Durch die aufgrund der Elastizität des Kopp­ lungsorgans 54 erzeugte Vorspannwirkung wird gleichzeitig auch der Kopplungsvorsprung 18 in Richtung aus der Kopplungsausnehmung 20 heraus beaufschlagt, so dass die Rastschulter 28 fest und ohne die Gefahr der Erzeugung von Klappergeräuschen an dem Kopplungsring 34 anliegt.

Während also bei der erfindungsgemäßen Kopplungsanordnung 10 das scheibenartige Kopplungsorgan 54 lediglich der Drehmitnahmekopplung, nicht jedoch zur Herstellung einer axial festen Ankopplung dient, wird die. Axialkraftübertragung insbesondere in Richtung von der Antriebswelle 16 weg durch das ringartige Axialkopplungselement 34 erzeugt. Dies gestattet es, das Kopplungsorgan 54 mit der zur Drehmomentenübertragung erfor­ derlichen Festigkeit, jedoch die erforderliche Flexibilität aufweisenden Gestaltung bereitzustellen. Gleichwohl ist eine axial sehr feste Kopplung und eine stabile Drehmomentenübertragungskopplung über in Umfangs­ richtung formschlüssig, in axialer Richtung jedoch im Wesentlichen frei ineinander eingreifende Elemente bereitgestellt.

Es sei schließlich noch darauf hingewiesen, dass vermittels der Schraub­ bolzen 30 auch weitere Organe, wie z. B. eine Rotoranordnung 72 einer Kurbelwellenstarter-Generator-Anordnung, angebunden sein können.

Claims (8)

1. Anordnung zur Ankopplung einer Gehäuseanordnung (12) einer hydrodynamischen Kopplungseinrichtung (10), insbesondere Dreh­ momentwandler oder Fluidkupplung, an eine Antriebswelle (16), umfassend:
ein Kopplungsorgan (54), welches mit der Antriebswelle (16) und der Gehäuseanordnung (12) zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse (A) koppelbar ist,
einen an der Gehäuseanordnung (12) vorgesehenen oder vorzusehenden Kopplungsvorsprung (18), welcher in eine Kopplungsausnehmung (20) der Antriebswelle (16) eingeführt oder einführbar ist und in dieser durch eine lösbare Axial­ kopplungsanordnung (34) gegen Herausbewegung gesichert oder sicherbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kopplungsorgan (54) oder der Gehäuseanordnung (12) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Axialeingriffseinsenkungen (62) vorgesehen ist und dass an der Gehäuseanordnung (12) oder dem Kopplungs­ organ (54) eine Mehrzahl von zum Eingreifen in die Axialeingriffs­ einsenkungen (62) vorgesehenen Axialeingriffsvorsprüngen (66) vorgesehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialeingriffseinsenkungen (62) sich von einem Einführbereich (64) derselben axial verjüngend aus­ gebildet sind und dass die Axialeingriffsvorsprünge (66) sich zu einem axial freien Endbereich (70) derselben verjüngend ausgebildet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei hergestellter Axialkopplung zwi­ schen dem Kopplungsvorsprung (18) und der Antriebswelle (16) die Axialeingriffsvorsprünge (66) durch axiale Vorspannung des Kopp­ lungsorgans (54) in Axialeingriff in den Axialeingriffseinsenkungen (62) gehalten sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkopplungsanordnung (34) zur Übertragung der im Drehmomentübertragungsbetrieb auftretenden Axialkräfte zwischen der Antriebswelle (16) und der Gehäuseanord­ nung (12) ausgebildet ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkopplungsanordnung (34) ein zum Lösen der Axialkopplung zwischen dem Kopplungsvorsprung (18) und der Antriebswelle (16) zerstörbares Axialkopplungselement (34) umfasst.

6. Anordnung zur Ankopplung einer Gehäuseanordnung (12) einer hydrodynamischen Kopplungseinrichtung (10), insbesondere Dreh­ momentwandler oder Fluidkupplung, an eine Antriebswelle (16), umfassend:
ein Kopplungsorgan (54), welches mit der Antriebswelle (16) und der Gehäuseanordnung (12) zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse (A) koppelbar ist,
einen an der Gehäuseanordnung (12) vorgesehenen oder vorzusehenden Kopplungsvorsprung (18), welcher in eine Kopplungsausnehmung (20) der Antriebswelle (16) eingeführt oder einführbar ist und in dieser durch eine lösbare Axialkopp­ lungsanordnung (34) gegen Herausbewegung gesichert oder sicherbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkopplungsanordnung (34) ein zum Lösen der Axialkopplung zwischen dem Kopplungsvorsprung (18) und der Antriebswelle (16) zerstörbares Axialkopplungselement (34) umfasst.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Axialkopplungselement (34) einen Kopplungsring (36) umfasst, welcher bezüglich der Antriebswelle (16) festlegbar ist und zum Lösen der Axialkopplung verformbar ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsring (36) eine V-artige Kontur aufweist und mit einem V-Schenkel (46) zum Angreifen an dem Kopplungsvorsprung (18) ausgebildet ist.