DE102012204626A1

DE102012204626A1 - Formschlüssige Verbindung zwischen Gehäuseteilen

Info

Publication number: DE102012204626A1
Application number: DE102012204626A
Authority: DE
Inventors: Karl-Fritz Heinzelmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-09-26
Also published as: US20130251449A1; CN103322170A; SE1350313A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine formschlüssige Verbindung zwischen einem ersten, einen ersten Flansch (11a, 21a, 31a) aufweisenden Gehäuseteil (11, 21, 31, 41, 51) und einem zweiten, einen zweiten Flansch (12a, 22a, 32a) aufweisenden Gehäuseteil (12, 22, 32, 42, 52) mittels als Vorsprünge und Ausnehmungen ausgebildeter formschlüssiger Elemente, wobei zwischen den Flanschen (11a, 12a; 21a, 22a; 31a, 32a) ein Einlegeteil (13, 23, 33, 43, 53) einspannbar ist und wobei die Ausnehmungen (11b, 12b, 21b, 22b; 31b, 31c, 32b, 32c, 41b, 42b, 51a) sowohl im ersten als auch im zweiten Flansch (11a, 21a, 31a, 12a, 22a, 32a) und die Vorsprünge (13a, 13b, 23a, 23b, 33a bis 33d, 43a, 43b, 53a) auf beiden Seiten des Einlegeteils (13, 23, 33, 43, 53) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine formschlüssige Verbindung zwischen einem ersten Gehäuseteil mit einem ersten Flansch und einem zweiten Gehäuseteil mit einem zweiten Flansch, wobei formschlüssige Elemente in Form von Vorsprüngen und Ausnehmungen für eine Querkraftübertragung zwischen den Gehäuseteilen vorgesehen sind.
In der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 10 2011 003 324.6 (internes Aktenzeichen der Anmelderin: 003481) ist eine derartige formschlüssige Verbindung zwischen einem Getriebegehäuse und einem Motorschwungradgehäuse beschrieben. Die formschlüssigen Elemente sind einerseits als Vorsprünge, welche am Flansch des Getriebegehäuses angeordnet und einstückig mit dem Flansch ausgebildet sind, und andererseits als Ausnehmungen, welche in den Flansch des Motorschwungradgehäuses eingearbeitet sind, ausgebildet. Die Flansche der beiden Gehäuse sind quasi miteinander verzahnt, sodass ein Drehmoment vom einen auf das andere Gehäuse übertragbar ist. Die Herstellung derartiger Vorsprünge und Ausnehmungen am Gehäuse ist mit zusätzlichen Kosten verbunden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik, zielt die Erfindung auf eine formschlüssige Verbindung zur verbesserten Übertragung von Drehmomenten und Querkräften, welche einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Gemäß Patentanspruch 1 ist für die formschlüssige Verbindung der eingangs genannten Art ein separates Einlegeteil vorgesehen, welches zwischen den Flanschen einspannbar ist und zu beiden Seiten Vorsprünge aufweist, welche in die auf beiden Flanschen angeordneten Ausnehmungen formschlüssig eingreifen. Das Einlegeteil wirkt somit als Drehmoment- oder Querkraftübertragungselement zwischen den beiden Gehäuseteilen. Gegenüber dem Stand der Technik besteht der Vorteil des mit Vorsprüngen versehenen Einlegeteils darin, dass dieses kostengünstig herstellbar ist und darüber hinaus einfach, z. B. wie ein Dichtelement zwischen den Flanschen montiert werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Vorsprünge einstückig mit dem Einlegeteil ausgebildet. Dadurch werden die Herstellkosten niedrig gehalten und die Montage erleichtert.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Einlegeteil aus einem metallischen Werkstoff herstellbar. Daraus ergeben sich verschiedene Möglichkeiten, um die Vorsprünge herzustellen, insbesondere durch Stanzen, Lochstanzen, Kragenziehen, Prägen oder Massivumformung. Die Vorsprünge können also in einem Arbeitsgang aus einer Blechplatine kostengünstig hergestellt werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Vorsprünge als Kragen, d. h. als Durchbrüche ausgebildet sein, welche in entsprechend geformte Ausnehmungen formschlüssig eingreifen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Vorsprünge als geschlossene Ausprägungen ausgebildet sein, z. B. als Noppen oder Ausstülpungen, welche ebenfalls zu beiden Seiten des Einlegeteils angeordnet sind und formschlüssig in entsprechend geformte Ausprägungen in den Flanschen eingreifen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Vorsprünge massiv ausgebildet sein, z. B. als zylinderförmige Erhebungen, die zu beiden Seiten des Einlegeteils hervorstehen und in die Ausnehmungen eingreifen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Einlegeteil als Kunststoffteil ausgebildet sein. Dabei erfolgt die Herstellung vorzugsweise durch Spritzgießen, wobei die Vorsprünge an das Einlegeteil angespritzt sind.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Vorsprünge am Einlegeteil angeschweißt werden. Dadurch können Werkzeugkosten gespart werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Einlegeteil und mindestens einem Flansch ein Dichtmittel angeordnet. Damit wird ein dichtender Abschluss zwischen beiden Gehäuseteilen im Bereich der Flanschebene erreicht.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Dichtmittel als elastomere Schicht ausgebildet, welche auf das Einlegeteil, insbesondere im Bereich der Vorsprünge oder Ausprägungen aufvulkanisiert ist. Damit können das Einlegeteil und die Dichtung als ein Teil montiert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
1 ein bekanntes Getriebegehäuse mit mehreren Flanschebenen,
2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Einlegeteil zwischen zwei Gehäuseflanschen,
3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein Einlegeteil,
4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein Einlegeteil,
5 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein Einlegeteil,
6 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein Einlegeteil und
7 einen Schnitt durch das Einlegeteil gemäß 6 mit Dichtung.
1 zeigt ein bekanntes Getriebegehäuse 1, welches mit einem Schwungradgehäuse 2 über einen Flansch 3 verbunden ist. Das Getriebegehäuse 1 ist durch weitere Flansche 4, 5, 6 in einzelne Gehäuseteile oder -abschnitte 7, 8, 9, 9a unterteilt. Durch die Flanschverbindungen werden die Gehäuseteile einerseits abgedichtet, andererseits werden über die Flanschverbindungen Querkräfte und/oder Drehmomente von einem auf das andere Gehäuseteil übertragen. In diesem Zusammenhang wird wegen näherer Einzelheiten auf die eingangs erwähnte ältere Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 10 2011 003 324.6 verwiesen, welche vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird.
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Flanschverbindung 10, welche ein erstes Gehäuseteil 11 mit einem ersten Flansch 11a sowie ein zweites Gehäuseteil 12 mit einem zweiten Flansch 12a aufweist. Die Flansche 11a, 12a sind eben ausgebildet und weisen Vertiefungen oder Ausnehmungen 11b, 12b auf, welche über den Umfang der Flansche 11a, 12a verteilt angeordnet sind. Die Ausnehmungen 11b, 12b sind bei diesem Ausführungsbeispiel als Sacklochbohrungen, d. h. kreiszylindrisch ausgebildet. Zwischen den Flanschen 11a, 12a ist ein separates Einlegeteil 13 eingespannt, welches auf beiden Seiten, d. h. zur Seite des ersten Flansches 11a und zur Seite des zweiten Flansches 12a als Kragen oder Durchzüge ausgebildete Vorsprünge 13a, 13b aufweist. Das Einlegeteil 13 ist hier als Blechteil ausgebildet, d. h. aus einem metallischen Werkstoff hergestellt; die Kragen 13a, 13b werden durch Lochstanzen und Durchziehen hergestellt und sind somit einstückig mit dem Einlegeteil 13 ausgebildet. Die Kragen 13a, 13b greifen formschlüssig und spielfrei in die Ausnehmungen 11b, 12b ein und stellen somit eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Gehäuseteil 11 und dem zweiten Gehäuseteil 12 her, sodass Querkräfte und/oder Drehmomente übertragen werden können. Das Einlegeteil 13 wirkt somit als formschlüssiges Übertragungselement zwischen den Gehäuseteilen 11, 12.
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Flanschverbindung 20 zwischen einem ersten Gehäuseteil 21 mit einem ersten Flansch 21a und einer Ausnehmung 21b und einem zweiten Gehäuseteil 22 mit einem zweiten Flansch 22a und einer Ausnehmung 22b. Zwischen den beiden Flanschen 21a, 22a ist ein separates Einlegeteil 23 eingespannt, welches auf beiden Seiten als Ausprägungen 23a, 23b ausgebildete Vorsprünge aufweist, welche formschlüssig in die Ausnehmungen 21b, 22b eingreifen. Im Unterschied zu den offenen Durchzügen 13a, 13b beim ersten Ausführungsbeispiel sind die Ausprägungen 23a, 23b geschlossen, d. h. das Einlegeteil 23 weist einschließlich seiner Vorsprünge eine geschlossene Oberfläche auf. Das Einlegeteil 23 überträgt durch die Ausprägungen 23a, 23b Querkräfte und/oder Drehmomente vom ersten Gehäuseteil 21 auf das zweite Gehäuseteil 22 und wirkt somit – wie im ersten Ausführungsbeispiel – als Übertragungselement.
4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Flanschverbindung 30, welche ein erstes Gehäuseteil 31 mit einem ersten Flansch 31a sowie ein zweites Gehäuseteil 32 mit einem zweiten Flansch 32a aufweist. In den ersten Flansch 31a sind zylinderförmig ausgebildete Ausnehmungen 31b, 31c in Form von Sacklochbohrungen eingearbeitet, und in den zweiten Flansch 32b sind korrespondierende Ausnehmungen 32b, 32c eingearbeitet, welche koaxial zu den Bohrungen 31b, 31c im ersten Flansch 31a angeordnet sind. Zwischen den beiden Flanschen 31a, 31b ist ein separates Einlegeteil 33 eingespannt, welches zu beiden Seiten sich jeweils gegenüberliegend angeordnete Vorsprünge 33a, 33b sowie 33c, 33d aufweist. Das Einlegeteil 33 besteht aus einem metallischen Werkstoff, und die Vorsprünge 33a bis 33d sind durch Massivumformung hergestellt, sodass sich beiderseits des Einlegeteiles Materialverdickungen in Form von Zylinderstümpfen ergeben. Die massiv ausgebildeten Vorsprünge 33a bis 33d greifen formschlüssig und spielfrei in die Ausnehmungen 31b, 31c auf der einen Seite und die Ausnehmungen 32b, 32c auf der anderen Seite ein. Wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen wirkt das Einlegeteil 33 als Übertragungselement zwischen beiden Gehäuseteilen 31, 32.
5 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles gemäß 4, d. h. ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Flanschverbindung 40 mit einem ersten Gehäuseteil 41 und einem zweiten Gehäuseteil 42, in welche Ausnehmungen 41b, 42b eingearbeitet sind. Ein Einlegeteil 43 weist alternierend auf der einen Seite angeordnete Vorsprünge oder Erhebungen 43a und auf der anderen Seite Vorsprünge oder Erhebungen 43b auf, welche formschlüssig und spielfrei in die Ausnehmungen 41b des ersten Gehäuseteiles 41 sowie in die Ausnehmungen 42b des zweiten Gehäuseteiles eingreifen. Das Einlegeteil 43 wird – wie das Einlegeteil 32 gemäß 4 – durch Massivumformung hergestellt, sodass sich massive Zylinderstümpfe 43a, 43b ergeben.
6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Flanschverbindung 50 zwischen einem ersten Gehäuseteil 51 und einem zweiten Gehäuseteil 52, zwischen welchen ein separates Einlegeteil 53 eingespannt ist. Das erste Gehäuseteil 51 weist eine als Bohrung 51a ausgebildete Ausnehmung auf, an welche sich eine Gewindebohrung 51b, ausgebildet als Gewindesackloch, anschließt.
Das Einlegeteil 53 weist einen als Kragen oder Durchzug ausgebildeten Vorsprung 53a auf, welcher formschlüssig in die Bohrung 51a eingreift. Das zweite Gehäuseteil 52 weist eine koaxial zur Gewindebohrung 51b und dem Durchzug 53a angeordnete Durchgangsbohrung 52a auf, welche von einem Schraubbolzen 54 durchsetzt wird. Durch den Schraubbolzen 54, von dem mehrere auf dem Umfang der beiden Gehäuseteile angeordnet sein können, werden beide Gehäuseteile kraftschlüssig verspannt. Der Kragen oder Durchzug 53a des Einlegeteils 53 weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Doppelfunktion auf: einerseits wirkt er als Formschlusselement zwischen den beiden Gehäuseteilen 51, 52 (weitere Vorsprünge wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen sind hier weggelassen), und andererseits wirkt der Durchzug 53a als Durchgangsöffnung für den Schraubbolzen 54.
7 zeigt einen Schnitt in der Ebene VII-VII in 6. Das Einlegeteil 53 ist zu beiden Seiten mit einem Dichtmittel 55 beschichtet, wobei das Dichtmittel 55 als elastomere Schicht auf beide Seiten des Einlegeteils 53 aufvulkanisiert werden kann. Zur Verbesserung der Dichtwirkung weist das Einlegeteil 53 beiderseitig angeordnete Noppen oder wulstartig ausgebildete Anprägungen 53b, 53c auf. Somit werden zwischen den Gehäuseteilen 51, 52 sowohl eine formschlüssige als auch eine dichte Verbindung hergestellt.
Bezugszeichenliste

1: Getriebegehäuse
2: Motorschwungradgehäuse
3: Flansch
4: Flansch
5: Flansch
6: Flansch
7: Gehäuseteil
8: Gehäuseteil
9: Gehäuseteil
9a: Gehäuseteil
10: Flanschverbindung
11: erstes Gehäuseteil
11a: erster Flansch
11b: Ausnehmung
12: zweites Gehäuseteil
12a: zweiter Flansch
12b: Ausnehmung
13: Einlegeteil
13a: Vorsprung (Kragen)
13b: Vorsprung (Kragen)
20: Flanschverbindung
21: erstes Gehäuseteil
21a: erster Flansch
21b: Ausnehmung
22: zweites Gehäuseteil
22a: zweiter Flansch
22b: Ausnehmung
23: Einlegeteil
23a: Vorsprung (Ausprägung)
23b: Vorsprung (Ausprägung)
30: Flanschverbindung
31: erstes Gehäuseteil
31a: erster Flansch
31b: Ausnehmung
31c: Ausnehmung
32: zweites Gehäuseteil
32a: zweiter Flansch
32b: Ausnehmung
32c: Ausnehmung
33: Einlegeteil
33a: Vorsprung (Stumpf
33b: Vorsprung (Stumpf)
33c: Vorsprung (Stumpf)
33d: Vorsprung (Stumpf)
40: Flanschverbindung
41: erstes Gehäuseteil
41b: Ausnehmung
42: zweites Gehäuseteil
42b: Ausnehmung
43: Einlegeteil
43a: Vorsprung (Stumpf)
43b: Vorsprung (Stumpf)
50: Flanschverbindung
51: erstes Gehäuseteil
51a: Ausnehmung
51b: Gewindebohrung
52: zweites Gehäuseteil
52a: Durchgangsbohrung
53: Einlegeteil
53a: Vorsprung (Kragen)
53b: Anprägung
53c: Anprägung
54: Schraubbolzen
55: Dichtmittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011003324 [0002, 0022]

Claims

Formschlüssige Verbindung zwischen einem ersten, einen ersten Flansch (11a, 21a, 31a) aufweisenden Gehäuseteil (11, 21, 31, 41, 51) und einem zweiten, einen zweiten Flansch (12a, 22a, 32a) aufweisenden Gehäuseteil (12, 22, 32, 42, 52) mittels als Vorsprünge und Ausnehmungen ausgebildeter formschlüssiger Elemente, wobei zwischen den Flanschen (11a, 12a; 21a, 22a; 31a, 32a) ein Einlegeteil (13, 23, 33, 43, 53) einspannbar ist und wobei die Ausnehmungen (11b, 12b, 21b, 22b; 31b, 31c, 32b, 32c, 41b, 42b, 51a) sowohl im ersten als auch im zweiten Flansch (11a, 21a, 31a, 12a, 22a, 32a) und die Vorsprünge (13a, 13b, 23a, 23b, 33a bis 33d, 43a, 43b, 53a) auf beiden Seiten des Einlegeteils (13, 23, 33, 43, 53) angeordnet sind.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (13a, 13b; 23a, 23b; 33a bis 33d; 43a, 43b, 53a) einstückig mit dem Einlegeteil (13, 23, 33, 43, 53) ausgebildet sind.
Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (13, 23, 33, 43, 53) aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist.
Verbindung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (13a, 13b; 23a, 23b; 33a bis 33d; 43a, 43b, 53a) durch Umformung des Einlegeteils (13, 23, 33, 43, 53) herstellbar sind.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge als Kragen (13a, 13b, 53a) ausgebildet sind, welche in die Ausnehmungen (11b, 12b, 51a) des ersten Flansches (11a) und des zweiten Flansches (12a) formschlüssig eingreifen.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge als geschlossene Ausprägungen (23a, 23b) ausgebildet sind.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge als massive Stümpfe (33a bis 33d; 43a, 43b) ausgebildet sind.
Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (13, 23, 33, 43, 53) als Kunststoffteil herstellbar ist.
Verbindung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (13a, 13b, 23a, 23b, 33a bis 33d, 43a, 43b, 53a) auf das Einlegeteil (13, 23, 33, 43, 53) aufschweißbar sind.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlegeteil (53) und mindestens einem Flansch respektive Gehäuseteil (51, 52) ein Dichtmittel (55) angeordnet ist.
Verbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (55) als elastomere Schicht auf das Einlegeteil (53) aufvulkanisierbar ist.