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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse, insbesondere ein Getriebegehäuse.
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Ein solches Gehäuse kann als Getriebegehäuse mit einem Kurbelwellengehäuse eines Verbrennungsmotors fest verbunden werden. Hierzu können Verbindungsschrauben vorgesehen sein, mittels derer die beiden Gehäuse miteinander fest verbunden sind. Die Schraubverbindung erfordert dabei eine gewisse Klemmlänge, durch die die Vorspannung für die Schraubverbindung erzeugt wird.
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In 1 ist ein bekanntes Getriebegehäuse 1 ausschnittsweise gezeigt, welches an ein Kurbelwellengehäuse 2 angeschlossen ist. Über mehrere kreisförmig angeordnete Verbindungsschrauben 3 wird dabei eine feste Schraubverbindung zwischen dem Kurbelwellengehäuse 2 und dem Getriebegehäuse 1 hergestellt. Das Getriebegehäuse 1 weist dabei eine Bolzenaufnahme 4 in Form einer Bohrung auf, die an einem Ringabschnitt 7 eines Klemmabschnitts 10 angeordnet ist. Bei der Montage wird die Verbindungsschraube 3 durch den Ringabschnitt 7 hindurchgeführt und anschließend in eine Gewindebohrung 16 am Kurbelwellengehäuse 2 eingeschraubt. Der Klemmabschnitt 10 wird dabei aufgrund der Elastizität des Werkstoffs gestaucht, wodurch sich eine Vorspannung ergibt. Dafür weist der Klemmabschnitt 10 eine gewisse axiale Mindestlänge auf, die sich aus den Festigkeitsanforderungen jeder einzelnen Schraubverbindung ergibt. Aufgrund der Länge eines Bolzenschafts 6 der Verbindungsschraube 3 wird dabei im Bereich links des Klemmabschnitts 10 ein gewisser Montageraum 15 benötigt, der freigehalten werden muss. Beispielhaft ist eine Hydraulikleitung 13 gezeigt, die derart entfernt vom Klemmabschnitt 10 angeordnet sein muss, dass zwischen dem Klemmabschnitt 10 und der Hydraulikleitung 13 im Wesentlichen die Verbindungsschraube 3 in axialer Richtung vollständig Platz findet.
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Die
WO 2004/104450 A1 offenbart ein Getriebegehäuse, an dem mittels mehrerer Abstandhalter eine Ölwanne befestigt ist. Die Abstandhalter weisen einen außen liegenden Schenkel, einen innen liegenden Schenkel und eine Ausnehmung zur Aufnahme der Ölwanne auf. Der innen liegende Schenkel ist verkürzt und als Klermmkörper ausgebildet. Das freie Ende des außen liegenden Schenkels drückt infolge einer Verschraubung gegen einen Flansch des Getriebegehäuses. Das freie Ende des innen liegenden Schenkels greift in eine Hinterschneidung der Ölwanne und drückt diese gegen ein an dem Flansch anliegendes Dichtelement.
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Die
DE 295 20 465 U1 offenbart einen Flansch, insbesondere zur Befestigung einer Hochspannungsdurchführung, welcher in Modulbauweise ausgebildet ist. Dazu umfasst der Flansch zumindest eine Flanschplatte sowie ein daran befestigtes Flanschrohr mit Längsnuten. Mittels in diese Nuten eingelegter Befestigungsmittel sind die Flanschplatte und das Flanschrohr miteinander verbindbar.
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Die
DE 103 26 866 A1 offenbart ein Gehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es besteht ein ständiges Bestreben, Automobile in ihren Außenmaßen möglichst klein zu halten, dabei aber dennoch den Insassen ein möglichst komfortables Platzangebot zur Verfügung zu stellen. In diesem Bestreben sehen sich die Entwicklungsingenieure aber stets den Anforderungen gegenübergestellt, neue Komponenten im Motorraum unterzubringen oder Knautschzonenbereiche freizuhalten. Diese Problemstellung besteht bei vielen anderen Anwendungen und ist daher nicht auf die Anbindung des Getriebegehäuses an das Kurbelwellengehäuse beschränkt.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Gehäuse, insbesondere ein verbessertes Getriebegehäuse bereitzustellen, bei dem freizuhaltender Montageraum möglichst gering ist. Die Festigkeitsanforderung an die Verbindung des Gehäuses an einem anderen Gegenstand, insbesondere einem Kurbelgehäuse, sollten jedoch erfüllt bleiben.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäuse, insbesondere Getriebegehäuse, mit zumindest einem Klemmabschnitt, der einstückig an dem Gehäuse ausgebildet ist, wobei der Klemmabschnitt eine Bolzenaufnahme zur zumindest teilweisen Aufnahme eines Bolzenschafts mit einer Bolzenachse umfasst. Der Klemmabschnitt weist eine erste Klemmfläche und eine zweite Klemmfläche auf, wobei die erste Klemmfläche und die zweite Klemmfläche parallel zueinander und vertikal zur Bolzenachse ausgerichtet sind. Die Bolzenachse entspricht der Bolzenachse des Bolzenschafts, wenn der Bolzenschaft bestimmungsgemäß in der Bolzenaufnahme aufgenommen ist. Die Bolzenaufnahme ist zwischen den beiden Klemmflächen angeordnet. Der Klemmabschnitt weist dabei entlang der Bolzenachse einen in Umfangsrichtung geschlossenen Ringabschnitt und einen in Umfangsrichtung unterbrochenen Schaftentnahmeabschnitt auf. Der Schaftentnahmeabschnitt weist zudem eine Schaftentnahmeausnehmung zur Durchführung des Bolzenschafts in radialer Richtung auf. Die Schaftentnahmeausnehmung mündet erfindungsgemäß in die erste Klemmfläche, welche als Anlage einer Abstützfläche eines Verbindungsbolzens dient.
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Der Verbindungsbolzen muss daher insbesondere nicht ausschließlich axial sondern kann auch radial durch den Schaftentnahmeabschnitt geführt werden. Durch die Ausbildung des in Umfangsrichtung unterbrochenen Schaftentnahmeabschnitts kann folglich der axiale Montagebereich, der für das Einsetzen des Bolzenschafts bzw. einer Verbindungsschraube benötigt wird, insbesondere um die axiale Ausdehnung des Schaftentnahmeabschnitts verkleinert sein. Hierdurch entstehender weiterer Raum kann anderen Komponenten zur Verfügung gestellt werden. Da sich aber durch die Ausbildung des Schaftentnahmeabschnitts vorzugsweise die Klemmlänge des Klemmabschnitts gegenüber bisherigen Ausgestaltungen nicht verändert, bleibt die im Klemmabschnitt für die Schraubverbindung benötigte Klemmlänge erhalten. Hierdurch kann auf kostengünstige Art und Weise Bauraum eingespart werden. Die Begriffe „axial” sowie „radial” beziehen sich stets auf die Bolzenachse des Verbindungsbolzens, wenn dieser bestimmungsgemäß in der Bolzenaufnahme aufgenommen ist.
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Die Schaftentnahmeausnehmung weist vorzugsweise eine Öffnungsweite auf, die nicht kleiner ist als ein Ringöffnungsdurchmesser des Ringabschnitts. Der Ringöffnungsdurchmesser des Ringabschnitts kann dabei einem Bohrungsdurchmesser einer Bohrung entsprechen, durch die der Verbindungsbolzen durch den Ringabschnitt geführt wird.
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Vorzugsweise weist die Schaftentnahmeausnehmung eine Ausdehnung in Umfangsrichtung von nicht mehr als 180°, vorzugsweise nicht mehr als 120°, vorzugsweise nicht mehr als 90°, vorzugsweise nicht mehr als 60° auf. Die Ausdehnung in Umfangsrichtung wird dabei durch den Öffnungswinkel zweier radial ausgerichtete Geraden definiert, welche sich in der Bolzenachse schneiden und jeweils gegenüberliegende Öffnungskanten des Schaftentnahmeabschnitts tangieren.
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Vorzugsweise schließt die erste Klemmfläche den Schaftentnahmeabschnitt ab und die zweite Klemmfläche schließt den Ringabschnitt ab, wobei der Ringabschnitt und der Schaftentnahmeabschnitt einstückig miteinander ausgebildet sind.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Gehäuseanordnung, die ein Gehäuse der vorgenannten Art umfasst. Das Gehäuse ist mittels zumindest eines Verbindungsbolzens an einem anderen Gegenstand, insbesondere einem Kurbelwellengehäuse befestigt, wobei der Verbindungsbolzen zumindest abschnittsweise in der Bolzenaufnahme aufgenommen ist. Die Verbindung zwischen Gehäuseanordnung und dem anderen Gegenstand kann auch mittelbar erfolgen, so dass dazwischen auch ein weiterer Gegenstand angeordnet sein kann, insbesondere ein Dichtmittel.
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Vorzugsweise ist dabei der andere Gegenstand zumindest mittelbar an der zweiten Klemmfläche kraftschlüssig befestigt. Die Verbindung kann aber auch unmittelbar erfolgen. Es können mehrere solcher Verbindungen über mehrere Verbindungsbolzen vorgesehen sein. Bei einer kraftschlüssigen Verbindung werden zwei miteinander verbundene Bauteile über eine Normalkraft auf Verbindungsflächen aneinander gehalten. Die gegenseitige Verschiebung der Bauteile ist dann verhindert, wenn die durch Haftreibung bewirkte Gegenkraft nicht überschritten wird.
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Vorzugsweise stützt sich der Verbindungsbolzen, insbesondere jeder der Verbindungsbolzen, in einer ersten Stützrichtung zumindest mittelbar, insbesondere unmittelbar, an der ersten Klemmfläche ab und in einer zweiten Stützrichtung zumindest mittelbar, insbesondere mittelbar, an der zweiten Klemmfläche ab. Die erste und die zweite Stützrichtung sind dabei parallel zur Bolzenachse ausgerichtet und einander entgegengesetzt ausgerichtet.
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Offenbart wird ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Gehäuseanordnung der vorgenannten Art, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: zumindest teilweises Durchführen des Verbindungsbolzens durch eine Schaftentnahmeausdehnung und anschließend durch den Ringabschnitt, zumindest mittelbares Anlegen einer Abstützfläche, insbesondere eines Schraubenkopfs, des Verbindungsbolzens an die erste Klemmfläche, zumindest mittelbares Anlegen des anderen Gegenstands an die zweite Klemmfläche. Ferner wird der Verbindungsbolzen zumindest mittelbar an den anderen Gegenstand angelegt oder damit befestigt. Die Reihenfolge der vorgenannten Verfahrensschritte kann ggf. beliebig sein, soweit technisch möglich. Anschließend erfolgt ein Verspannen des Verbindungsbolzens, vorzugsweise derart, dass die beiden Klemmflächen gegeneinander beaufschlagt werden.
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Die Erfindung wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert. Hierin zeigt
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1 eine Gehäuseanordnung nach dem Stand der Technik im Längsschnitt;
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2 eine erfindungsgemäße Gehäuseanordnung im Längsschnitt während eines ersten Verfahrensschritts;
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3 die Gehäuseanordnung nach 2 im Längsschnitt während eines nachfolgenden Verfahrensschritts;
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4 die Gehäuseanordnung nach 3 im Längsschnitt während eines weiteren nachfolgenden Verfahrensschritts;
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5 ein Gehäuse der Gehäuseanordnung nach den 2 bis 4 ohne Verbindungsbolzen in perspektivischer Darstellung;
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6 schematisch eine Schaftentnahmeausnehmung des Gehäuses nach 5 in Frontansicht.
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Die bekannte Gehäuseanordnung nach 1 wurde bereits einleitend beschrieben.
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Die 2 bis 6 werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. Ein erfindungsgemäßes Getriebegehäuse 1 wird über eine Schraubverbindung mit einem Kurbelwellengehäuse 2 verbunden. Es sind mehrere Schraubverbindungen vorgesehen, die jeweils eine Verbindungsschraube 3 mit einem Bolzenschaft 6 umfassen. Dabei wird mittels der Verbindungsschraube 3 jeweils ein Klemmabschnitt 10 des Getriebegehäuses 1 mit dem Kurbelwellengehäuse 2 kraftschlüssig verbunden. Der Klemmabschnitt 10 umfasst einen Ringabschnitt 7, der ringförmig geschlossen ausgebildet ist. Axial unmittelbar benachbart zum Ringabschnitt 7 weist der Klemmabschnitt 10 einen Schaftentnahmeabschnitt 8 auf, der ringförmig unterbrochen ist, und eine Schaftentnahmeausnehmung 9 aufweist. Der Schaftentnahmeabschnitt 8 weist entlang der Bolzenachse A betrachtet im Wesentlichen eine U-förmige Grundform auf. Auf die Geometrie der Schaftentnahmeausnehmung 9 wird anhand 6 später näher eingegangen. Gemeinsam bilden der Ringabschnitt 7 und der Schaftentnahmeabschnitt 8 eine Bolzenaufnahme 4 aus, in dem der Bolzenschaft 6 zumindest teilweise aufgenommen ist. Der Teil der Bolzenaufnahme 4, der sich im axialen Bereich des Ringabschnitts 7 befindet, ist durch eine nachträglich eingebrachte Bohrung 17 gebildet.
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Mit der Verbindungsschraube 3 erfolgt dabei eine Verspannung axial entlang der Bolzenachse A des Kurbelwellengehäuses 2 mit dem Getriebegehäuse 1. Dabei liegt ein Schraubenkopf 14 der Verbindungsschraube 3 an einer ersten Klemmfläche 11 an. Das Kurbelwellengehäuse 2 liegt an einer zweiten Klemmfläche 12 des Klemmabschnitts 10 an. Die beiden Klemmflächen 11, 12 begrenzen dabei den Klemmabschnitt 10 axial und schließen diesen ab. Die beiden Klemmflächen 11, 12 sind plan gefräst. Die erste Klemmfläche 11 schließt den Schaftentnahmeabschnitt 8 ab, während die zweite Klemmfläche 12 den Ringabschnitt 7 abschließt. Der Schraubenkopf 14 bzw. das Kurbelwellengehäuse 2 können auch nur mittelbar an den jeweiligen Klemmflächen 11, 12 anliegen, wobei weitere Gegenstände wie Dichtringe oder ähnliches dort angeordnet sein können. Der Schraubenkopf 14 liegt nicht an einer ringförmig geschlossenen Anlagefläche an der ersten Klemmfläche 11 an, da die erste Klemmfläche identisch zur Schaftentnahmeausnehmung 9 in Umfangsrichtung betrachtet unterbrochen ausgebildet ist. Die Schaftentnahmeausnehmung 9 mündet in die erste Klemmfläche 11, d. h., die Schaftentnahmeausnehmung 9 grenzt unmittelbar an die erste Klemmfläche 11 an.
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Während des Verbindens des Kurbelwellengehäuses 2 mit dem Getriebegehäuse 1 zu einer Gehäuseanordnung 5 wird das Kurbelwellengehäuse 2 im Bereich der zweiten Klemmfläche 12 in Anlage zum Getriebegehäuse 1 gebracht, wie es in 2 zu erkennen ist. Anschließend wird die Verbindungsschraube 3 im Bereich des Bolzenschafts 6 in radialer Richtung durch die Schaftentnahmeausnehmung 9 durchgeführt, bis der Bolzenschaft 6 zumindest teilweise im Bereich der Bolzenaufnahme 4 angeordnet ist, wie in 3 zu erkennen ist.
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Wenn der Bolzenschaft 6, wie in 3 zu erkennen, in Ausrichtung zur Bolzenaufnahme 4 im Bereich des Ringabschnitts 7 ist, kann der Bolzenschaft 6 anschließend axial durch den Ringabschnitt 7 durchgeführt werden und anschließend in eine Gewindebohrung 16 des Kurbelwellengehäuses 2 geschraubt werden. Es erfolgt dann die Verspannung von Kurbelwellengehäuse 2 und Getriebegehäuse 1 im Bereich des Klemmabschnitts 10, sobald auch der Schraubenkopf 14 mit einer gewissen Vorspannung die erste Klemmfläche 11 in Stützrichtung S1 beaufschlagt. In einer zweiten Stützrichtung S2 beaufschlagt dabei das Kurbelwellengehäuse 2 die zweite Klemmfläche 12 entgegengesetzt zur ersten Stützrichtung S1. Dabei wird der Klemmabschnitt 10 federelastisch komprimiert und/oder der Bolzenschaft 6 federelastisch gezogen, so dass eine Vorspannung erzeugt wird, welche für die Festigkeit der Schraubverbindung erforderlich ist. In 4 ist zu erkennen, dass der Bolzenschaft 6 in bestimmungsgemäßer Anordnung in der Bolzenaufnahme 4 aufgenommen ist. Das Getriebegehäuse 1 bildet zusammen mit dem Kurbelwellengehäuse 2 eine erfindungsgemäße Gehäuseanordnung 5.
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Im Vergleich der 1 und 3 ist zu erkennen, dass beim erfindungsgemäßen Getriebegehäuse 1 ein Abstand der ersten Klemmfläche 11 zur Hydraulikleitung 13 deutlich geringer ausfallen kann als dies bezüglich 1 der Fall ist. Entsprechend ist der Montageraum 15 bei der erfindungsgemäßen Gehäuseausgestaltung kleiner als bei der bekannten Gehäuseausgestaltung. Der Raumgewinn entspricht dabei im Wesentlichen der axialen Ausdehnung des Schaftentnahmeabschnitts 8.
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In 6 ist die geometrische Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gehäuses 1 im Bereich des Klemmabschnitts 10 schematisch verdeutlicht. Der Schaftentnahmeabschnitt 8 weist eine U-förmige Grundform auf. Im Gegensatz zum Ringabschnitt 7 ist dabei der Schaftentnahmeabschnitt 8 in Umfangsrichtung U zwischen zwei Öffnungskanten 18 unterbrochen. Fiktive radiale Geraden, die die Öffnungskanten 18 tangieren und sich in der Bolzenachse A schneiden, bilden dabei einen Öffnungswinkel α von in etwa 60°. Eine Öffnungsweite O der Schaftentnahmeausnehmung 9 entspricht im Wesentlichen dem Ringöffnungsdurchmesser R des Ringabschnitts 7, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel dem Durchmesser der Bohrung 17 durch den Ringabschnitt 7 entspricht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebegehäuse
- 2
- Kurbelwellengehäuse
- 3
- Verbindungsschraube
- 4
- Bolzenaufnahme
- 5
- Gehäuseanordnung
- 6
- Bolzenschaft
- 7
- Ringabschnitt
- 8
- Schaftentnahmeabschnitt
- 9
- Schaftentnahmeausnehmung
- 10
- Klemmabschnitt
- 11
- erste Klemmfläche
- 12
- zweite Klemmfläche
- 13
- Hydraulikleitung
- 14
- Schraubenkopf
- 15
- Montageraum
- 16
- Gewindebohrung
- 17
- Bohrung
- 18
- Öffnungskante
- A
- Bolzenachse
- U
- Umfangsrichtung
- O
- Öffnungsweite
- R
- Ringöffnungsdurchmesser
- α
- Ausdehnung der Schaftentnahmeausnehmung
