DE102010015826A1 - Force transmission element has annular projection provided with external circumference surface which lies close to inner circumference surface of rotary element - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Kraftübertragungselement, umfassend eine Schraube, ein scheibenförmiges Drehelement und eine Nabe, die stirnseitig einerseits einen axial vorstehenden Ringvorsprung aufweist, der von dem Drehelement aussenumfangsseitig anliegend umschlossen ist, wobei das Drehelement und die Nabe jeweils einen sich in radialer Richtung erstreckenden Kontaktflansch aufweisen, die sich während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Kraftübertragungselementes unter axialer Vorspannung anliegend und drehfest berühren, wobei das Drehelement und die Nabe eine vormontierbare Einheit bilden und wobei die Einheit durch die Schraube an einem während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Kraftübertragungselementes rotierenden Maschinenelement festgelegt ist.The invention relates to a power transmission element, comprising a screw, a disk-shaped rotary member and a hub, which on the one hand has an axially projecting annular projection on the front side, which is enclosed by the outer circumference of the rotary element, wherein the rotary member and the hub each have a radially extending contact flange which contact each other during the intended use of the power transmission element under axial prestress and non-rotatably, wherein the rotary member and the hub form a preassembled unit and wherein the unit is fixed by the screw on a rotating during the intended use of the power transmission element machine element.
Stand der TechnikState of the art
Ein solches Kraftübertragungselement ist aus der
Die Herstellung eines Ringvorsprungs mit polygonförmigem Außenumfang und die Herstellung einer polygonförmigen Durchbrechung im Drehelement sind in fertigungstechnischer Hinsicht vergleichsweise aufwendig und deshalb teuer. Am axial freien Ende des Ringvorsprungs weist dieser einen in radialer Richtung nach außen vorstehenden Bund auf, so dass der Innenumfang des Drehelements klammerförmig umschlossen ist. Der Bund wird zur axialen Fixierung des Drehelements auf dem Ringvorsprung verstemmt; zur Kraftübertragung in Umfangsrichtung trägt der verstemmte Bund nichts bei. Die Schraube, mit der das vorbekannte Kraftübertragungselement an einem Maschinenelement, zum Beispiel an der Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, befestigt ist, ist in einer zentralen Ausnehmung der Nabe angeordnet und radial außenumfangsseitig von dem Ringvorsprung und dem Drehelement mit radialem Abstand umschlossen. Zur Verbindung des Drehelements mit dem Ringvorsprung trägt die Schraube in diesem Stand der Technik nichts bei; sie befestigt lediglich das vormontierte Kraftübertragungselement am Maschinenelement.The production of an annular projection with polygonal outer circumference and the production of a polygonal opening in the rotary element are relatively expensive in production terms and therefore expensive. At the axially free end of the annular projection, this has a radially outwardly projecting collar, so that the inner circumference of the rotary element is enclosed in a clamp shape. The collar is caulked for axial fixation of the rotary member on the annular projection; For power transmission in the circumferential direction of caulked collar contributes nothing. The screw, with which the previously known power transmission element is attached to a machine element, for example on the crankshaft of an internal combustion engine, is arranged in a central recess of the hub and radially outer peripheral side of the annular projection and the rotary element enclosed with a radial distance. For connection of the rotary member with the annular projection, the screw contributes nothing in this prior art; it merely secures the preassembled power transmission element to the machine element.
Die Montage des vorbekannten Kraftübertragungselements erfolgt derart, dass in einem ersten Verfahrensschritt das Drehelement auf den Ringvorsprung aufgepresst wird. Die Verbindung der beiden Teile ist als Presspassung ausgeführt. Das ist erforderlich, um nach Möglichkeit jedes Spiel der beiden Teile relativ zueinander in Umfangsrichtung zu vermeiden. Spiel in Umfangsrichtung würde sich während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Kraftübertragungselements zunehmend vergrößern, bis die Verbindung ausgeschlagen und somit nicht mehr brauchbar wäre.The assembly of the previously known power transmission element takes place in such a way that, in a first method step, the rotary element is pressed onto the annular projection. The connection of the two parts is designed as a press fit. This is necessary to avoid, if possible, any play of the two parts relative to each other in the circumferential direction. Game in the circumferential direction would increasingly increase during the intended use of the power transmission element until the connection knocked out and thus no longer useful.
In einem zweiten Verfahrensschritt, nach dem Aufpressen des Drehelements auf den Ringvorsprung, wird ein axial über das Drehelement hinausstehender stirnseitiger Rand des Ringvorsprungs zu dem Bund verstemmt, so dass dadurch eine vormontierbare Einheit hergestellt wird. Durch das Aufpressen des Drehelements auf den Ringvorsprung und durch die Polygonform des Außenumfangs des Ringvorsprungs und des Innenumfangs des Drehelements sowie durch die Verstemmung des Bunds ist das Kraftübertragungselement im Anschluss an den zweiten Verfahrensschritt betriebsbereit; das Drehelement und der Ringvorsprung sind einander ortsfest/drehfest zugeordnet.In a second method step, after pressing the rotary element onto the annular projection, an end edge of the annular projection projecting axially beyond the rotary element is caulked to form the collar, thereby producing a preassemblable unit. By pressing the rotary element onto the annular projection and through the polygonal shape of the outer circumference of the annular projection and of the inner circumference of the rotary element and by caulking the collar, the force transmission element is ready for operation following the second method step; the rotary member and the annular projection are assigned to each other stationary / rotationally fixed.
In einem dritten Verfahrensschritt wird die vormontierte Einheit durch die Schraube an dem Maschinenelement, beispielsweise der Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, befestigt.In a third method step, the preassembled unit is fastened by the screw to the machine element, for example the crankshaft of an internal combustion engine.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftübertragungselement der vorbekannten Art derart weiterzuentwickeln, dass dieses einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und trotzdem gleichgute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer aufweist.The invention has for its object to further develop a force transmission element of the known type such that this is easier and less expensive to produce and still has the same good performance for a long service life.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftübertragungselement gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst.This object is achieved by a power transmission element according to claim 1 and a method according to claim 9.
Auf vorteilhafte Ausgestaltungen des Kraftübertragungselements nehmen die auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche Bezug.On advantageous embodiments of the power transmission element refer back to claim 1 dependent claims.
Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, dass der Ringvorsprung eine Außenumfangsfläche aufweist, die von einer Innenumfangsfläche des Drehelements anliegend umschlossen ist, dass die Kontaktflansche während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Kraftübertragungselementes durch die Schraube axial aneinander angepresst sind und dass die Kraftübertragung in Umfangsrichtung bei am Maschinenelement montierten Kraftübertragungselement nur mittels der durch die Schraube kraftschlüssig und drehfest axial aneinander angepressten Kontaktflansche erfolgt.To achieve the object, it is provided that the annular projection has an outer peripheral surface, which is enclosed by an inner peripheral surface of the rotary element that the contact flanges are pressed axially against each other during the intended use of the force transmission element by the screw and that the force transmission in the circumferential direction at the machine element Mounted power transmission element only by means of the non-positively and non-rotatably pressed against each other axially contact flanges.
Die Außen- und Innenumfangsfläche sind bevorzugt kongruent, weiter bevorzugt jeweils kreisförmig ausgebildet. The outer and inner circumferential surfaces are preferably congruent, more preferably in each case circular.
Hierbei ist von Vorteil, dass ein solches Kraftübertragungselement besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist. Entscheidend dafür ist, dass die Umfangsflächen, mit denen Drehelement und Ringvorsprung aufeinander abgestützt sind, jeweils kreisförmig ausgebildet sind und dass die Schraube Bestandteil des Kraftflusses ist, durch den die sich in radialer Richtung erstreckenden Kontaktflansche von Drehelement und Ringvorsprung drehfest axial aneinander angepresst sind. Die drehfeste Verbindung zwischen dem Drehelement und der Nabe erfolgt erfindungsgemäß während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Kraftübertragungselements nicht durch Formschluss sondern kraftschlüssig.It is advantageous that such a power transmission element is particularly simple and inexpensive to produce. The decisive factor is that the peripheral surfaces with which rotary element and annular projection are supported on each other, are each circular and that the screw is part of the power flow through which the radially extending contact flanges of the rotary member and the annular projection are rotatably pressed against each other axially. The non-rotatable connection between the rotary member and the hub is carried out according to the invention during the intended use of the power transmission element not by positive engagement but force fit.
Die Nabe und der Ringvorsprung können im Wesentlichen U-förmig ausgebildet sein und den Innenumfang des Drehelements mit Radialstegen klammerförmig umgreifen, wobei der dem Maschinenelement axial zugewandte Radialsteg durch den Kontaktflansch der Nabe gebildet ist. Die Radialstege, die den Innenumfang des Drehelements umgreifen, sorgen für eine axiale Fixierung des Drehelements auf dem Ringvorsprung und somit für eine verliersichere Transporteinheit. Während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Kraftübertragungselements, wenn das Kraftübertragungselement am Maschinenelement festgelegt ist, erfolgt die axiale Anpressung des Drehelements an die Nabe durch die Schraube, wodurch Drehmomente übertragbar sind.The hub and the annular projection may be substantially U-shaped and surround the inner circumference of the rotary member with radial webs in a clamp shape, wherein the machine element axially facing radial web is formed by the contact flange of the hub. The radial webs, which surround the inner circumference of the rotary element, provide for an axial fixation of the rotary element on the annular projection and thus for a captive transport unit. During the intended use of the force transmission element, when the force transmission element is fixed to the machine element, the axial contact pressure of the rotary member to the hub by the screw, whereby torques are transferable.
Bevorzugt besteht die Nabe aus einem metallischen Werkstoff. Ein Ringvorsprung aus einem solchen Werkstoff ist einfach und kostengünstig herstellbar.Preferably, the hub is made of a metallic material. An annular projection of such a material is simple and inexpensive to produce.
Der dem Maschinenelement axial abgewandte Radialsteg des Ringvorsprungs kann durch einen spanlos umgeformten Bund gebildet sein. Das Verstemmen metallischer Werkstoffe ist einfach und kostengünstig durchführbar. Durch den zu dem Bund umgeformten Ringsvorsprung ist ein Hinterschnitt zur Aufnahme des Drehelements gebildet.The machine element axially facing away from the radial web of the annular projection may be formed by a non-cutting reshaped federal government. The caulking of metallic materials is easy and inexpensive to carry out. By formed into the collar ring projection an undercut for receiving the rotary member is formed.
Der Radialsteg bildet eine Transport- und Verliersicherung, die die Einheit in axialer Richtung zusammenhält sowie eine axiale Kraftübertragung zur Demontage. Der Bund trägt zur Kraftübertragung zwischen der Nabe und dem Drehelement in Umfangsrichtung während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Kraftübertragungselements nur unwesentlich bei. Der Bund hat die Aufgabe, dass das Drehelement und die Nabe während des Transports oder während ihrer Aufbewahrung verliersicher zusammengehalten werden. Außerdem hat die Verstemmung von Drehelement und Nabe die Aufgabe einer Verdrehsicherung beim Transport. Das ist wichtig für Fälle, in denen das Drehelement der Nabe in Umfangsrichtung in bestimmter Weise zugeordnet sein muß, beispielsweise wenn die Nabe eine Nut aufweist, um am Maschinenelement befestigt werden zu können und das Drehelement eine Markierung für den oberen Todpunkt der Kolben einer Verbrennungskraftmaschine.The radial web forms a transport and Verliersicherung, which holds the unit together in the axial direction and an axial power transmission for disassembly. The federal government contributes to the power transmission between the hub and the rotary member in the circumferential direction during the intended use of the power transmission element only insignificantly. The federal government has the task that the rotating element and the hub are held together captive during transport or during their storage. In addition, the caulking of rotary element and hub has the task of preventing rotation during transport. This is important for cases in which the rotary element of the hub in the circumferential direction must be assigned in a certain way, for example, if the hub has a groove to be attached to the machine element and the rotary member a marker for the top dead center of the pistons of an internal combustion engine.
Das Drehelement ist bevorzugt durch eine Übergangspassung auf dem Ringvorsprung angeordnet. Eine solche Übergangspassung kann einfach hergestellt werden. Im Gegensatz zu einer Presspassung, wie sie beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannt ist, können das Drehelement und der Ringvorsprung mit einem vergleichsweise geringen Kraftaufwand gefügt werden; die einzige Anforderung, die an die Übergangspassung gestellt wird, ist die, dass das Drehelement und der Ringvorsprung bereits vor der Montage des Kraftübertragungselements am Maschinenelement einander konzentrisch zugeordnet sind, um Unwuchten während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Kraftübertragungselements zu vermeiden.The rotary element is preferably arranged by a transition fit on the annular projection. Such a transition fit can be easily made. In contrast to a press fit, as is known for example from the prior art, the rotary member and the annular projection can be joined with a relatively small amount of force; the only requirement placed on the transition fitting is that the rotating element and the annular projection are already concentrically associated with each other prior to assembly of the power transmission element on the machine element in order to avoid imbalance during the intended use of the power transmission element.
Das Drehelement kann durch eine Riemenscheibe gebildet sein. Die Riemenscheibe ist zum Beispiel Bestandteil eines Riementriebs in Kraftfahrzeugen, um Nebenaggregate durch die Kurbelwelle anzutreiben.The rotating element may be formed by a pulley. The pulley is for example part of a belt drive in motor vehicles to drive ancillaries through the crankshaft.
Das Maschinenelement, an dem das Kraftübertragungselement befestigbar ist, kann durch die Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine gebildet sein.The machine element, to which the force transmission element can be fastened, can be formed by the crankshaft of an internal combustion engine.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftübertragungselements, wie zuvor beschrieben, und zur Montage eines solchen Kraftübertragungselements an einem Maschinenelement.Moreover, the invention relates to a method for producing a power transmission element, as described above, and for mounting such a power transmission element on a machine element.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass in einem ersten Verfahrensschritt das Drehelement auf den Ringvorsprung der Nabe aufgesteckt wird, dass in einem zweiten Verfahrensschritt, zur axialen Sicherung des Drehelements auf dem Ringvorsprung, ein axial über das Drehelement hinausstehender stirnseitiger Rand des Ringvorsprungs zu dem Bund verstemmt und dadurch die vormontierbare Einheit hergestellt wird und dass in einem dritten Verfahrensschritt die im zweiten Verfahrensschritt hergestellte Einheit durch die Schraube am Maschinenelement befestigt wird, unter axialer Anpressung der Kontaktflansche von Drehelement und Nabe aneinander, zur Erzielung einer drehfesten Verbindung von Drehelement und Nabe.According to the invention, it is provided that in a first method step, the rotary element is plugged onto the annular projection of the hub, that in a second method step, for axial securing of the rotary member on the annular projection, an axially beyond the rotary element protruding frontal edge of the annular projection caulked to the federal government and characterized in that the preassemblable unit is produced and that in a third process step, the unit produced in the second method step is fastened by the screw on the machine element, under axial contact pressure of the contact flanges of the rotary member and hub to each other, to achieve a rotationally fixed connection of rotary member and hub.
Die drehfeste Verbindung zwischen dem Drehelement und der Nabe erfolgt erst während des dritten Verfahrensschritts, wenn die im zweiten Verfahrensschritt hergestellte vormontierte Einheit mittels der Schraube an dem Maschinenelement befestigt wird. Während der Befestigung der vormontierten Einheit am Maschinenelement mittels der Schraube werden die Kontaktflansche von Drehelement und Nabe in axialer Richtung kraftschlüssig aneinander gepresst, so dass das Drehelement und die Nabe anschließend drehfest zueinander angeordnet sind, obwohl die Umfangsflächen von Drehelement und Ringvorsprung, durch die die beiden Teile aufeinander abgestützt sind, jeweils kreisförmig ausgebildet sind. The rotationally fixed connection between the rotary member and the hub takes place only during the third process step, when the preassembled unit produced in the second method step is fastened by means of the screw to the machine element. During the attachment of the preassembled unit on the machine element by means of the screw, the contact flanges of the rotary member and hub are non-positively pressed together in the axial direction, so that the rotary member and the hub are then rotatably arranged to each other, although the peripheral surfaces of rotary member and annular projection through which the two Parts are supported on each other, each having a circular shape.
Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftübertragungselements wird nachfolgend anhand der
Diese zeigen jeweils in schematischer Darstellung:These show in a schematic representation:
Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention
In
Der Ringvorsprung
Außerdem haben das Drehelement
Sowohl das Drehelements
In
Zur Herstellung des Kraftübertragungselements und zur Montage eines solchen Kraftübertragungselements am Maschinenelement
Wie in
Im dritten Verfahrensschritt wird die vormontierte Einheit
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