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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Durch die
DE 103 01 771 A1 ist eine Verbindungsanordnung mit einem Antriebsflansch und einer Anbindungsvorrichtung zur Befestigung eines Gehäuses einer als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgebildeten Kopplungsvorrichtung an einem Antrieb bekannt, wobei das Gehäuse über einen dem Antrieb zugewandten Gehäusedeckel verfügt, zwischen dem und dem Antrieb der mit dem Antrieb verbundene Antriebsflansch ebenso wie die an dem Antriebsflansch befestigte, mit wenigstens einer Radialkomponente verlaufende und mit dem Gehäusedeckel verbundene Anbindungsvorrichtung verläuft.
Auch mit der
DE 10 2005 012 818 A1 ist eine Verbindung zwischen einem Antriebsflansch und einem Gehäusedeckel einer Anbindungsvorrichtung bekannt.
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Problematisch gestaltet sich bei der bekannten Verbindungsanordnung die Anbindungsvorrichtung, da diese über eine exakt vorgegebene Federrate in Axialrichtung verfügen muss. Wäre diese Federrate nämlich zu gering und demnach die Auslegung der Antriebsvorrichtung zu weich, so kann sie bei Einleitung antriebsbedingter Taumelschwingungen am benachbarten Gehäusedeckel der Kopplungsvorrichtung anschlagen, und dabei nicht nur ein unerwünschtes Geräusch erzeugen, sondern darüber hinaus ein weitergehendes Ausweichen gegenüber der eingeleiteten Taumelschwingung schlagartig unterbinden. Umgekehrt wird eine zu hohe Federrate und damit eine zu harte Auslegung der Anbindungsvorrichtung zur Folge haben, dass die besagte Taumelschwingung nahezu ungefiltert an die Kopplungsvorrichtung übertragen wird.
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Auch mit fertigungsbedingten Problemen ist zu rechnen, da eine bestimmte Kopplungsvorrichtung, als Massenware hergestellt, in eine Mehrzahl unterschiedlicher Kraftfahrzeuge eingesetzt werden soll, die sich bezüglich ihres jeweiligen Teilkreisradiuses von Verbindungsmitteln, welche die Befestigung der Kopplungsvorrichtung am Antriebsflansch ermöglichen sollen, gegenüber der jeweiligen Drehachse von Antrieb und Kopplungsvorrichtung voneinander unterscheiden. Dies hat zur Folge, dass die stets gleiche Kopplungsvorrichtung mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Anbindungsvorrichtungen kombiniert werden muss, wobei sich die einzelnen Anbindungsvorrichtungen ausschließlich bezüglich ihrer radialen Erstreckungsweite voneinander unterscheiden. Entsprechend kleine Fertigungsstückzahlen für die jeweilige Anbindungsvorrichtung entstehen demnach in Verbindung mit einer in großen Stückzahlen hergestellten Kopplungsvorrichtung.
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Schließlich können unterschiedliche Bauraumvorgaben bei den zuvor erwähnten unterschiedlichen Fahrzeugtypen innerhalb des Getriebegehäuses bei der bekannten Verbindungsanordnung zu Problemen führen, und zwar insbesondere dann, wenn axial zwischen der Antriebsplatte und der Anbindungsvorrichtung Antriebselemente, wie Antriebswellen, durchgeführt werden sollen, die beispielsweise zur Realisierung einer zusätzlichen Antriebsverbindung, wie Allradantrieb, benötigt werden. Hierfür vermag die bekannte Verbindungsanordnung keinen axialen Bauraum bereitzustellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsanordnung zwischen einem Antrieb und einer Kopplungsvorrichtung derart auszubilden, dass fertigungsbedingt höhere Stückzahlen herstellbar sind, und antriebsseitig eingeleitete Taumelschwingungen ebenso unterschiedliche Anforderungen an den axialen Bauraumbedarf problemlos ausgeglichen werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Zwar wirkt die Anbindungsvorrichtung mit einem an einem Antrieb, wie beispielsweise der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, befestigten Antriebsflansch zusammen, jedoch ist durch Ausbildung der Anbindungsvorrichtung mit zwei Anbindungsflanschen, von denen einer am Antriebsflansch und der andere an einem der Kopplungsvorrichtung zugeordneten Gehäusedeckel befestigt ist, die Möglichkeit geschaffen, die beiden Anbindungsflansche mit einem vorbestimmten Axialabstand zueinander zu positionieren, um danach diese Positionierung durch Herstellung einer Festverbindung, beispielsweise mittels einer Schweißnaht, unlösbar zu gestalten. Mit der Vorgabe des Axialabstandes der beiden Anbindungsflansche zueinander wird der Axialabstand der Kopplungsvorrichtung zum Antriebsflansch und damit zum Antrieb vorgegeben, so dass zum einen axial zwischen den beiden Anbindungsflanschen Antriebselemente, wie etwa Antriebswellen, hindurchgeführt werden können, was selbstverständlich eine entsprechend große Axialbemessung des Getriebegehäuses voraussetzt. Andererseits kann aber bei sehr kleiner axialer Bemessung des Getriebegehäuses eine axial dichte Anordnung der beiden Anbindungsflansche aneinander erfolgen, um auch in solche Getriebegehäuse die gewünschte Kopplungsvorrichtung problemfrei einbauen zu können. Maßgeblicher Gedanke ist also, durch die Zweiteiligkeit der Anbindungsvorrichtung eine problemlose axiale Verlagerbarkeit der Kopplungsvorrichtung gegenüber dem Antrieb zu gewährleisten, und zwar jeweils entsprechend den Anforderungen, die dem jeweiligen Fahrzeugtyp zugrunde liegen. Eine hohe Flexibilität der Einbaumöglichkeiten wird somit geschaffen.
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Dieser Vorteil geht zudem einher mit besonders günstigen Fertigungsmethoden, wenn es sich bei dem am Gehäusedeckel befestigten Anbindungsflansch um ein standardisiertes Bauteil handelt, das ungeachtet von fahrzeugspezifischen Parametern, wie Einbauraumsituation im Getriebegehäuse, Festlegung von Teilkreisradien zwischen Antriebsflansch und Anbindungsvorrichtung und auch ungeachtet der Stärke eventueller Taumelschwingungen stets am Gehäusedeckel der Kopplungsvorrichtung befestigt wird, so dass dieser standardisierte Anbindungsflansch in der gleichen hohen Stückzahl wie die Kopplungsvorrichtung gefertigt und anschließend mit dem Gehäuse der Kopplungsvorrichtung verbunden werden kann.
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Um dennoch die benötigte Flexibilität bezüglich der zuvor erwähnten, fahrzeugspezifischen Parameter gewährleisten zu können, wird mit Vorzug der mit dem Antriebsflansch zu verbindende, andere Anbindungsflansch variabel ausgeführt, und zwar mit entsprechender Bemessung seiner den Abstand gegenüber dem gehäuseseitigen Anbindungsflansch vorgebenden Axialkomponente und/oder mit entsprechender Bemessung seiner Radialkomponente, durch welche eine Anpassung an den jeweiligen Teilkreisradius RT von Verbindungsmitteln zur Befestigung der Anbindungsvorrichtung am Antriebsflansch gegenüber der Drehachse von Antrieb und Kopplungsvorrichtung vorgegeben ist. Da der antriebsseitige Anbindungsflansch zunächst völlig unabhängig vom gehäuseseitigen Anbindungsflansch und damit von der Kopplungsvorrichtung hergestellt werden kann, ist die Produktion auch mit unterschiedlichen Bemessungen bei geringem fertigungstechnischem Aufwand sowie unterschiedlichen konstruktiven Ausgestaltungen möglich. Ebenso wie bei den zuvor erwähnten Dimensionierungen kann durch entsprechende Steifigkeit des antriebsseitigen Anbindungsflansches das gewünschte Verhalten gegenüber jeweils eingeleiteten Taumelschwingungen des Antriebs realisiert werden, und zwar nicht nur bezüglich entsprechender Auslegung des jeweiligen Materialquerschnittes am antriebsseitigen Anbindungsflansch, sondern auch bezüglich seiner jeweiligen geometrischen Ausgestaltung, wobei eine extreme topfförmige Ausgestaltung eine höhere Axialsteifigkeit erbringt als eine bevorzugt ebenflächige Ausbildung.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
- Figur die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Verbindungsanordnung zur Befestigung einer Kopplungsvorrichtung an einem Antrieb.
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In 1 ist ein Antrieb 1 in Form einer Kurbelwelle 3 einer Brennkraftmaschine dargestellt, wobei diese Kurbelwelle 3 um eine Drehachse 4 drehbar ist. Die Kurbelwelle 3 ist, im unmittelbaren radialen Erstreckungsbereich um die Drehachse 4, mit einer Ausnehmung 5 versehen, in welcher zugunsten einer Zentrierung einer Kopplungsvorrichtung 13 ein Lagerzapfen 7 aufgenommen ist, der an einem Gehäusedeckel 9 eines Gehäuses 11 der Kopplungsvorrichtung 13 befestigt ist, wobei die letztgenannte zumindest im Wesentlichen um die gleiche Drehachse 4 wie die Kurbelwelle 3 drehbar angeordnet ist.
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Die Kurbelwelle 3 weist radial außerhalb der Ausnehmung 5 einen Radialansatz 17 auf, der mit Bohrungen 19 zum Durchgang von Befestigungsmitteln 21 versehen ist, welche weiterhin eine Bohrung 27 eines Antriebsflansches 23 sowie eine Bohrung 29 eines Stützringes 25 durchdringen. Die Befestigungsmittel 21 dienen zur festen Anbindung des Antriebsflansches 23 an die Kurbelwelle 3 und somit an den Antrieb 1, wobei durch den Stützring 25 eine eventuelle Überbelastung des Antriebsflansches 23 durch partiell zu hohe Flächenpressung vermieden werden soll.
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Der Antriebsflansch 23 weist in seinem radialen Außenbereich weitere Bohrungen 35 auf, die mit Bohrungen 36 von mit Gewinde versehenen Aufnahmen 37 fluchten, wobei die Aufnahmen 37 fest am Antriebsflansch 23 vorgesehen sind. Weitere Bohrungen 33 in einem ersten Anbindungsflansch 41 einer Anbindungsvorrichtung 39 lassen Verbindungsmittel 31 passieren, welche durch Einbringen in die Bohrungen 35 und 36 zur Herstellung einer Festverbindung des ersten Anbindungsflansches 41 der Anbindungsvorrichtung 39 mit dem Antriebsflansch 23 sorgen. Die Figur zeigt weiterhin eine Verbindungsachse 32 der Verbindungsmittel 31, wobei sich diese Verbindungsachse 32 im Abstand eines Teilkreisradius RT der Verbindungsmittel 31 gegenüber der Drehachse 4 befindet.
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Der erste Anbindungsflansch 41 nimmt die Verbindungsmittel 31 in einer Radialkomponente 43 auf, die im radial inneren Bereich in eine Axialkomponente 45 übergeht. Die Axialkomponente 45 des ersten Anbindungsflansches 41 steht über ein Anbindungsende 47 mittels einer Festverbindung 57, ausgeführt als Schweißnaht 59, in drehfester und unlösbarer Verbindung mit einem Anbindungsende 55 eines zweiten Anbindungsflansches 49 der Anbindungsvorrichtung 39, wobei dieses Anbindungsende 55 an einer Axialkomponente 53 des zweiten Anbindungsflansches 49 vorgesehen ist. Diese Axialkomponente 53 geht in axialer Nachbarschaft des Gehäusedeckels 9 in eine Radialkomponente 51 über, die mittels einer Durchgangsverbindung 63 druckdicht am Gehäusedeckel 9 und damit am Gehäuse 11 der Kopplungsvorrichtung 13 befestigt ist.
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Erfindungsgemäß kann aufgrund der Zweiteiligkeit der Anbindungsvorrichtung 39 mit den beiden Anbindungsflanschen 41 und 49 problemlos ein axialer Bauraum zwischen dem Antriebsflansch 23 und dem Gehäusedeckel 9 der Kopplungsvorrichtung 13 zur Verfügung gestellt werden, der beispielsweise für den Durchgang eines in der Figur strichpunktiert eingezeichneten Antriebselementes 61, wie einer Antriebswelle, genutzt werden kann. Mit Vorzug handelt es sich beim zweiten Anbindungsflansch 49 um ein standardisiertes Bauteil, bei welchem ungeachtet des jeweils verwendeten ersten Anbindungsflansches 41 stets eine gleich bleibende Radialkomponente 51 sowie eine stets gleich bleibende Axialkomponente 53 realisiert ist. Im Gegensatz dazu handelt es sich bei dem ersten Anbindungsflansch 41 um ein variables Bauteil, bei welchem nicht nur die Radialkomponente 43 und/oder die Axialkomponente 45 verändert werden kann, sondern darüber hinaus auch die Federsteifigkeit. Eine Reduzierung der Axialkomponente 45 des ersten Anbindungsflansches 41 verringert beispielsweise nicht nur den axialen Bauraum zwischen den beiden Radialkomponenten 43 und 51 der Anbindungsflansche 41 und 49, sondern auch die Federsteifigkeit des ersten Anbindungsflansches 41 in Achsrichtung, da deren topfförmige axiale Tiefe abnimmt. Gleichzeitig wird durch diese Maßnahme ein geringerer Einbauraum in einem nicht gezeigten Getriebegehäuse für die Verbindungsanordnung und die Kopplungsvorrichtung 13 benötigt. Eine Vergrößerung der Radialkomponente 43 des ersten Anbindungsflansches 41 wird dagegen eine Verlagerung der Verbindungsachse 32 und damit der Verbindungsmittel 31 nach radial außen begünstigen, so dass die Kopplungsvorrichtung für Fahrzeuge mit größerem Teilkreisradius RT Verwendung finden kann. Gleichzeitig wird hierdurch die Federsteifigkeit des ersten Anbindungsflansches 41 reduziert, da das Verhältnis zwischen der versteifenden topfförmigen Tiefe und der steifigkeitsreduzierenden radialen Ausdehnung eine Änderung erfahren hat.
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Ebenso kann aber auch die Radialkomponente 43 des ersten Anbindungsflansches 41 reduziert und/oder dessen Axialkomponente 45 vergrößert werden. Die Möglichkeiten einer Anpassung an fahrzeugspezifische Gegebenheiten sind demnach beträchtlich.
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Darüber hinaus kann die Federsteifigkeit des ersten Anbindungsflansches 41 durch entsprechende Bemessung des Materialquerschnittes oder durch entsprechende Materialauswahl beeinflusst werden, wobei ein höherer Materialquerschnitt und/oder ein Material mit höherer Verformungsfestigkeit eine höhere Steifigkeit am ersten Anbindungsflansch 41 zur Folge hat als ein Anbindungsflansch mit geringerem Materialquerschnitt und/oder aus einem Material mit geringerer Verformungsfestigkeit
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antrieb
- 3
- Kurbelwelle
- 4
- Drehachse
- 5
- Ausnehmung
- 7
- Lagerzapfen
- 9
- Gehäusedeckel
- 11
- Gehäuse
- 13
- Kopplungsvorrichtung
- 17
- Radialansatz
- 19
- Bohrungen
- 21
- Befestigungsmittel
- 23
- Antriebsflansch
- 25
- Stützring
- 27, 29
- Bohrung
- 31
- Verbindungsmittel
- 32
- Verbindungsachse
- 33,35
- Bohrungen
- 36
- Bohrung
- 37
- Aufnahmen
- 39
- Anbindungsvorrichtung
- 41
- erster Anbindungsflansch
- 43
- Radialkomponente des ersten Anbindungsflansches
- 45
- Axialkomponente des ersten Anbindungsflansches
- 47
- Anbindungsende
- 49
- zweiter Anbindungsflansch
- 51
- Radialkomponente des zweiten Anbindungsflansches
- 53
- Axialkomponente des zweiten Anbindungsflansches
- 55
- Anbindungsende
- 57
- Festverbindung
- 59
- Schweißnaht
- 61
- Antriebselement
- 63
- Durchgangsvernietung
