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Die Erfindung betrifft eine Koppelverbindung zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen einer Kurbelwelle einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeuges und einem Getriebeaggregat des Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Koppelverbindungen besitzen unter anderem die Eigenschaft, dass die Kurbelwelle derart an das Getriebeaggregat gekoppelt ist, dass eine in Drehrichtung drehfeste Verbindung zwischen der Kurbelwelle und einem Drehmoment aufnehmenden Bauteil des Getriebeaggregates besteht. Gleichzeitig ist die Verbindung zwischen der Kurbelwelle und dem Drehmoment aufnehmenden Bauteil so gestaltet, dass in axialer Richtung eine Beweglichkeit des Drehmoment aufnehmenden Bauteils gegenüber der Kurbelwelle besteht.
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Eine derartige Koppelverbindung ist unter anderem in der
DE 102 12 033 B3 beschrieben. Die Koppelverbindung besteht aus zwei tellerähnlich geformten Blechplatten welche an ihrem radial äußeren Umfangsbereich miteinander verschraubt oder auf andere Weise fest miteinander verbunden sind. In dem radial innen liegenden Umfangsbereich ist eine der beiden Platten, eine Drehmomentübertragungsplatte, mit einem Flansch einer Kurbelwelle fest verbunden. Die andere der beiden Platten, eine Drehmomentaufnahmeplatte, ist Teil eines Gehäuses eines Föttinger-Wandlers. Zwischen dem radial innen liegenden Umfangsbereich und dem radial außen liegenden Umfangsbereich haben Drehmomentübertragungsplatte und Drehmomentaufnahmeplatte einen Abstand von einigen Millimetern. Durch die Ausführung der beiden Platten in Blechform und durch ihre oben beschriebene Anordnung und Verbindung ergibt sich eine axiale Beweglichkeit der Drehmomentaufnahmeplatte gegenüber der Kurbelwelle, was zum Auffangen des sogenannten axialen Atmens des Wandlers bei seinen unterschiedlichen Betriebszuständen nötig ist. Außerdem ergibt sich, analog einem Kreuzgelenk, durch eine Verwalkbarkeit mindestens einer der Platten ein Ausgleich von möglichen Fluchtungsfehlern zwischen Motor und Getriebe, beziehungsweise es kann ein Durchbiegen des Motor-Getriebe-Verbandes als Gelenk zwischen Kurbelwelle und Getriebewellen erfolgen.
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Zur Dämpfung von Geräuschen, die durch Schwingungen insbesondere der Drehmomentübertragungsplatte entstehen, weist die Koppelverbindung ein Dämpfungselement auf. Dieses Dämpfungselement weist eine weitere Platte auf, welche zwischen der Drehmomentübertragungsplatte und der Drehmomentaufnahmeplatte angeordnet ist und welche, wie die Drehmomentübertragungsplatte, an ihrem radial inneren Umfangsbereich mit dem Flansch der Kurbelwelle fest verbunden ist. Zwischen dem radial innen liegenden Umfangsbereich und dem radial außen liegenden Umfangsbereich ist ein Zwischenraum zwischen der weiteren Platte und der Drehmomentübertragungsplatte mit einem elastischen Material ausgefüllt, und ein Zwischenraum zwischen der weiteren Platte und der Drehmomentaufnahmeplatte ist leer.
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Ausgehend von der beschriebenen Koppelverbindung ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Koppelverbindung darzustellen, welche hinsichtlich der störenden Schallabstrahlung sowie hinsichtlich ihrer Herstellkosten verbessert ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Koppelverbindung gemäß dem Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäß optimierte Koppelverbindung dient der Übertragung eines Drehmomentes ausgehend von einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeuges auf ein Getriebeaggregat des Kraftfahrzeuges. Die erfindungsgemäße Koppelverbindung bietet insbesondere dann Vorteile, wenn die Antriebsmaschine oder ein mit ihr in Wirkverbindung stehendes Aggregat zumindest in einem bestimmten Betriebszustand zur Abgabe von Vibrationen neigt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es sich bei der Antriebsmaschine um einen Verbrennungsmotor handelt, von dessen Antriebswelle, nämlich einer Kurbelwelle, Drehmoment auf das Getriebeaggregat zu übertragen ist.
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Die Koppelverbindung weist eine Drehmomentübertragungsplatte auf, welche drehfest mit einem Flansch der Kurbelwelle verbunden ist. Aufgrund der drehfesten Verbindung weist die Drehmomentübertragungsplatte eine Drehachse auf, welche gleich einer Drehachse der Kurbelwelle ist. Die Koppelverbindung weist weiterhin eine Drehmomentaufnahmeplatte auf, welche ebenfalls ihrerseits eine Drehachse aufweist, welche gleich der Drehachse der Kurbelwelle ist. Um entlang der Drehachse, d. h. also in axialer Richtung, eine Dehnbarkeit der Koppelverbindung zu erreichen, ist die Drehmomentübertragungsplatte in der Nähe der Drehachse, d. h. also in einem radial inneren Umfangsbereich, mit dem Flansch der Kurbelwelle verbunden, und in einem radial außen liegenden Umfangsbereich ist die Drehmomentübertragungsplatte mit der Drehmomentaufnahmeplatte drehfest verbunden. Die Drehmomentaufnahmeplatte ist ihrerseits an einer Antriebsseite des Getriebeaggregates angeordnet. Die Drehmomentaufnahmeplatte nimmt also über die Drehmomentübertragungsplatte das Drehmoment der Kurbelwelle auf und überträgt das Drehmoment auf Elemente des Getriebeaggregates.
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Die Koppelverbindung weist weiterhin eine Dämpfungsvorrichtung auf, wobei erfindungsgemäß die Dämpfungsvorrichtung in einem axialen Zwischenraum zwischen der Drehmomentübertragungsplatte und der Drehmomentaufnahmeplatte angeordnet ist und die Dämpfungsvorrichtung zumindest unter bestimmten Betriebsbedingungen sowohl die Drehmomentübertragungsplatte als auch die Drehmomentaufnahmeplatte berührt. Gegenüber dem Stand der Technik ergibt sich dadurch der Vorteil, dass zur Abstützung beziehungsweise zur Befestigung der Dämpfungsvorrichtung die ohnehin vorhandenen Drehmomentübertragungsplatte und Drehmomentaufnahmeplatte dienen. Es wird kein weiteres Bauteil benötigt, wodurch die erfindungsgemäße Lösung besonders kostengünstig ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Dämpfungsvorrichtung zwischen dem radial außen liegenden Umfangsbereich und dem radial innen liegenden Umfangsbereich der Drehmomentübertragungsplatte und der Drehmomentaufnahmeplatte angeordnet ist. Das heißt die Anordnung der Dämpfungsvorrichtung ist zwischen den beiden Umfangsbereichen in denen zum einen die Drehmomentübertragungsplatte an den Flansch der Kurbelwelle fixiert ist, nämlich radial innen, und zum andern die Drehmomentübertragungsplatte an die Drehmomentaufnahmeplatte fixiert ist, nämlich radial außen. In diesem Bereich zwischen den Fixierungsbereichen treten im Falle von Vibrationen die größten Auslenkungen von Drehmomentübertragungsplatte und/oder Drehmomentaufnahmeplatte auf. In diesem Bereich ist somit eine Schwingungsdämpfung am wirkungsvollsten.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Dämpfungsvorrichtung im Wesentlichen eine Ringform aufweist. Eine derartige Geometrie ist kostengünstig herstellbar und montierbar, da es sich um ein einteiliges Bauteil handelt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die ringförmige Dämpfungsvorrichtung derart in der Koppelvorrichtung angeordnet ist, dass die Drehachse der Kurbelwelle durch den Mittelpunkt der Ringform verläuft. Aufgrund der Tatsache, dass üblicherweise die Fixierungsstellen symmetrisch um die Drehachse angeordnet sind, ergibt sich aufgrund der insgesamt hohen Symmetrie die optimale Dämpfungswirkung. Symmetrie um die Drehachse bedeutet dabei, dass ein Schwerpunkt von in diesem Sinne symmetrisch angeordneten Teilen auf der Drehachse liegt.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Dämpfungsvorrichtung ein elastisches Material aufweist. Insbesondere elastische Kunststoffe können kostengünstig hergestellt werden und auch kostengünstig durch Kleben oder Beschichten an der Drehmomentübertragungsplatte und/oder der Drehmomentaufnahmeplatte fixiert werden. Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn das elastische Material eine Porenstruktur aufweist, was besonders gute dämpfende Eigenschaften zur Folge hat.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Dämpfungsvorrichtung in der elastischen Form zumindest in einem Betriebszustand der abgeschalteten Antriebsmaschine sowohl die Drehmomentübertragungsplatte als auch die Drehmomentaufnahmeplatte berührt. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dämpfungsvorrichtung in einem nichteingebauten Zustand eine größere axiale Ausdehnung besitzt als die axiale Ausdehnung des Zwischenraums zwischen der Drehmomentübertragungsplatte und der Drehmomentaufnahmeplatte in dem radialen Bereich, in dem die Dämpfungsvorrichtung fixiert werden soll. Dadurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Fixierung durch Quetschen und Einklemmen der Dämpfungsvorrichtung zwischen den beiden Platten erfolgen. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Drehmomentübertragungsplatte und/oder die Drehmomentaufnahmeplatte und/oder die Dämpfungsvorrichtung eine Nut oder ähnliches aufweisen, welche die Montage der Dämpfungsvorrichtung erleichtern.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Drehmomentübertragungsplatte (5) und die Drehmomentaufnahmeplatte (7) zwischen dem radial außen liegenden Umfangsbereich und dem radial innen liegenden Umfangsbereich einen axialen Abstand von ca. 3 mm aufweisen und die Dämpfungsvorrichtung im nicht eingebauten Zustand eine axiale Ausdehnung von ca. 4,5 mm aufweist. In diesem Fall kann die Dämpfungsvorrichtung durch die Kompression von ca. 4,5 mm auf ca. 3 mm fest sitzend zwischen den beiden Platten fixiert werden wenn mindestens eine der Platten eine Nut aufweist, in die die Dämpfungsvorrichtung hineinragen kann.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind.
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Dabei zeigen:
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1 ein Schnittbild einer erfindungsgemäßen Koppelverbindung,
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2 eine ringförmige Dämpfungsvorrichtung in der Draufsicht,
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3 die ringförmige Dämpfungsvorrichtung in einer Schnittdarstellung,
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4 eine alternative Dämpfungsvorrichtung in der Draufsicht.
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1 zeigt ein Schnittbild einer erfindungsgemäßen Koppelverbindung 1, wobei eine Drehachse 2 einer Kurbelwelle 3 eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges in der Schnittebene liegt. Die Kurbelwelle 3 weist an ihrem einem Getriebeaggregat zugekehrten Ende einen Flansch 4 auf. An den Flansch 4 ist mit Schrauben 6 ein radial innen liegender Rand einer Drehmomentübertragungsplatte 5, eine sogenannte Flexplate, bewegungsfest fixiert. Die Drehmomentübertragungsplatte 5 ist in Form eines im Wesentlichen rotationssymmetrischen Blechpressteils konstanter Dicke ausgebildet. Ein Mittelpunkt 12 der im Wesentlichen roationssymmetrischen Form der Drehmomentübertragungsplatte 5 liegt im eingebauten Zustand auf der Drehachse 2 der Kurbelwelle 3. Die Drehachse 2 ist zugleich auch eine Drehachse der Drehmomentübertragungsplatte 5. An die Drehmomentübertragungsplatte 5 ist in ihrem radial außen liegenden Bereich durch 3 in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete Schraubverbindungen 9 ein Flanschring 8 einer Drehmomentaufnahmeplatte 7, nämlich einer Gehäuseschale eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers, bewegungsfest fixiert, wobei eine Drehachse der Drehmomentaufnahmeplatte 7 wiederum gleich der Drehachse 2 der Kurbelwelle 3 ist. Somit sind auf der gemeinsamen Drehachse 2 hintereinander der Flansch 4, die Drehmomentübertragungsplatte 5 und die Drehmomentaufnahmeplatte 7 angeordnet. In einem Bereich, der zwischen dem radial inneren Bereich mit den Schrauben 6 und dem radial außen liegenden Bereich mit den Schraubverbindungen 9 liegt, also in einem radial mittleren Bereich, weisen die Drehmomentübertragungsplatte 5 und die Drehmomentaufnahmeplatte 7 einen Abstand von 3 mm auf und begrenzen somit in axialer Richtung einen axialen Zwischenraum 10. Der axiale Zwischenraum 10 weist eine Dämpfungsvorrichtung 11 auf, welche die Form eines Ringes hat, der im nicht eingebauten Zustand eine Dicke von 4,5 mm aufweist. Im eingebauten Zustand befindet sich die Dämpfungsvorrichtung 11 eingequetscht zwischen der Drehmomentübertragungsplatte 5 und der Drehmomentaufnahmeplatte 7, wodurch sich die Dicke des Ringes der Dämpfungsvorrichtung 11 auf 3 mm verringert.
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Die separat in 2 in der Draufsicht und in 3 in einer Schnittdarstellung dargestellte ringförmige Dämpfungsvorrichtung 11 weist eine Drehachse auf, welche gleich der Drehachse 2 der Kurbelwelle 3 ist. Die Dämpfungsvorrichtung 11 besteht aus einem elastisch verformbaren Elastomer mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften. Zur weiter verbesserten Dämpfung von Vibrationen der Platten weist die Dämpfungsvorrichtung 11 eine Porenstruktur 13 auf.
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4 zeigt die Draufsicht einer alternativen Ausführungsform einer Dämpfungsvorrichtung 111. Anstelle der Ringform besteht die Dämpfungsvorrichtung 111 aus 3 Teilen, welche gleichmäßig in Umfangsrichtung um die Drehachse 2 verteilt zwischen der Drehmomentübertragungsplatte 5 und der Drehmomentaufnahmeplatte 7 angeordnet sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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