DE102016119119A1

DE102016119119A1 - Hochleistungsmitnehmerscheibe mit alternierender Radialwanddicke und Multi-Profil-Erleichterungslöchern

Info

Publication number: DE102016119119A1
Application number: DE102016119119.1A
Authority: DE
Inventors: Christopher Joseph Guarracino; David Allen Janson; Laurence Andrew Deutsch
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2017-04-13
Also published as: US20170102048A1; CN106828069A

Abstract

Eine Mitnehmerscheibe enthält einen allgemein scheibenförmigen Körper. Der Körper hat einen Nabenteil, einen Peripherieteil, einen Zwischenteil zwischen dem Nabenteil und dem Peripherieteil und eine Dickenabmessung orthogonal zu einem Radius des Körpers. Eine Dicke des Nabenteils unterscheidet sich von einer Dicke des Zwischenteils, und die Dicke des Zwischenteils unterscheidet sich von einer Dicke des Peripherieteils.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Mitnehmerscheibe für ein Getriebesystem in einem Kraftfahrzeug.
HINTERGRUND
In automotiven oder anderen Anwendungen, die ein Automatikgetriebe nutzen, ist eine Mitnehmerscheibe im Allgemeinen zwischen einer Antriebsquelle und einem Drehmomentwandler vorgesehen. Eine Mitnehmerscheibe ist eine Scheibe, die den Ausgang einer Antriebsquelle, z. B. die Kurbelwelle einer Kraftmaschine, mit dem Eingang des Drehmomentwandlers verbindet. In Anwendungen mit einem Hybridfahrzeug (HEV – Hybrid-Electric Vehicle) oder Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV – Plug-In Hybrid-Electric Vehicle) kann die Mitnehmerscheibe zwischen einem Motorgeneratorausgang und der Kurbelwelle vorgesehen sein. In manchen Anwendungen können Zähne entlang der Peripherie der Mitnehmerscheibe vorgesehen sein, um mit einem Anlassermotor zu kooperieren und das Starten der Kraftmaschine zu erleichtern.
KURZDARSTELLUNG
Eine Mitnehmerscheibe gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält einen allgemein scheibenförmigen Körper. Der Körper hat einen Nabenteil, einen Peripherieteil, einen Zwischenteil zwischen dem Nabenteil und dem Peripherieteil und eine Dickenabmessung orthogonal zu einem Radius des Körpers. Eine Dicke des Nabenteils unterscheidet sich von einer Dicke des Zwischenteils, und die Dicke des Zwischenteils unterscheidet sich von einer Dicke des Peripherieteils.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die Dicke des Zwischenteils kleiner als die Dicke des Nabenteils und kleiner als die Dicke des Peripherieteils.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform hat der Zwischenteil eine erste Region in der Nähe des Nabenteils, eine zweite Region radial auswärts von der ersten Region und eine dritte Region radial auswärts von der zweiten Region und in der Nähe des Peripherieteils. In einer solchen Ausführungsform hat die erste Region eine Dicke der ersten Region, die zweite Region hat eine Dicke der zweiten Region, und die dritte Region hat eine Dicke der dritten Region, wobei die Dicke der zweiten Region von der Dicke der ersten Region und von der Dicke der dritten Region abweicht.
Gemäß einer dritten Ausführungsform hat der scheibenförmige Körper eine erste Fläche und eine zweite Fläche. Ein Loch ist im Zwischenteil vorgesehen. Das Loch erstreckt sich von der ersten Fläche bis zur zweiten Fläche. Das Loch hat eine Peripherie mit einem konkaven Profil. In einigen solchen Ausführungsformen ist das Loch an der ersten Umfangsstelle angeordnet, ein zweites Loch ist im Zwischenteil an einer zweiten Umfangsstelle vorgesehen. Das zweite Loch erstreckt sich von der ersten Fläche bis zur zweiten Fläche. Das zweite Loch hat eine Peripherie mit einem konkaven Profil.
Gemäß einer vierten Ausführungsform hat der scheibenförmige Körper eine erste Fläche und eine zweite Fläche. Mindestens ein Loch ist im Zwischenteil vorgesehen. Ein Schweißflansch erstreckt sich vom Peripherieteil in ein entsprechendes Loch des mindestens einen Lochs. In einigen solchen Ausführungsformen enthält das mindestens eine Loch mindestens zwei Löcher, die peripherisch um den Zwischenteil angeordnet sind. Jedes entsprechende Loch der mindestens zwei Löcher hat einen zugehörigen Schweißflansch, der sich von dem Peripherieteil in das entsprechende Loch erstreckt.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Mitnehmerscheibe für ein automotives Antriebssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält das Bereitstellen eines scheibenförmigen Körpers. Der Körper hat eine erste Fläche, eine zweite Fläche, einen Nabenteil, einen Peripherieteil und einen Zwischenteil zwischen dem Nabenteil und dem Peripherieteil. Eine Dicke des Nabenteils unterscheidet sich von einer Dicke des Zwischenteils, und die Dicke des Zwischenteils unterscheidet sich von einer Dicke des Peripherieteils. Das Verfahren beinhaltet zusätzlich das Bereitstellen eines Lochs durch den Körper. Das Loch erstreckt sich von der ersten Fläche bis zur zweiten Fläche. Das Loch hat eine Peripherie mit einem konkaven Profil.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des Verfahrens ist die Dicke des Zwischenteils kleiner als die Dicke des Nabenteils. In einer Variante der ersten Ausführungsform ist die Dicke des Zwischenteils kleiner als die Dicke des Peripherieteils.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens hat der Zwischenteil eine erste Region in der Nähe des Nabenteils, eine zweite Region radial auswärts von der ersten Region und eine dritte Region radial auswärts von der zweiten Region und in der Nähe des Peripherieteils. In einer solchen Ausführungsform hat die erste Region eine Dicke der ersten Region, die zweite Region hat eine Dicke der zweiten Region, und die dritte Region hat eine Dicke der dritten Region. Die Dicke der zweiten Region unterscheidet sich von der Dicke der ersten Region und von der Dicke der dritten Region.
Gemäß einer dritten Ausführungsform beinhaltet das Verfahren ferner das Bereitstellen eines zweiten Lochs durch den Körper. Das zweite Loch erstreckt sich von der ersten Fläche bis zur zweiten Fläche und ist peripherisch von dem Loch beabstandet. Das zweite Loch hat eine Peripherie mit einem konkaven Profil.
Ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält eine Antriebsquelle, eine Antriebswelle, die dazu ausgelegt ist, Kraft von der Antriebsquelle zu übertragen, einen Drehmomentwandler mit einem Eingang und eine Mitnehmerscheibe, die die Antriebswelle antreibend mit dem Drehmomentwandlereingang koppelt. Die Mitnehmerscheibe hat einen allgemein scheibenförmigen Körper, der einen Nabenteil, einen Peripherieteil, einen Zwischenteil zwischen dem Nabenteil und dem Peripherieteil und eine Dickenabmessung aufweist, das orthogonal zu einem Radius des Körpers ist. Eine Dicke des Nabenteils unterscheidet sich von einer Dicke des Zwischenteils, und die Dicke des Zwischenteils unterscheidet sich von einer Dicke des Peripherieteils.
Gemäß einer ersten Ausführungsform enthält die Antriebsquelle eine interne Brennkraftmaschine.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform enthält die Antriebsquelle eine elektrische Maschine.
Gemäß einer dritten Ausführungsform ist die Dicke des Zwischenteils kleiner als die Dicke des Nabenteils und kleiner als die Dicke des Peripherieteils.
Gemäß einer dritten Ausführungsform hat der scheibenförmige Körper eine erste Fläche und eine zweite Fläche. Ein Loch ist im Zwischenteil vorgesehen. Das Loch erstreckt sich von der ersten Fläche bis zur zweiten Fläche. Das Loch hat eine Peripherie mit einem konkaven Profil. In einigen solchen Ausführungsformen ist das Loch an der ersten Umfangsstelle angeordnet, ein zweites Loch ist im Zwischenteil an einer zweiten Umfangsstelle vorgesehen. Das zweite Loch erstreckt sich von der ersten Fläche bis zur zweiten Fläche. Das zweite Loch hat eine Peripherie mit einem konkaven Profil.
Gemäß einer vierten Ausführungsform hat der scheibenförmige Körper eine erste Fläche und eine zweite Fläche. Mindestens ein Loch ist im Zwischenteil vorgesehen. Ein Schweißflansch erstreckt sich vom Peripherieteil in ein entsprechendes Loch des mindestens einen Lochs. In einigen solchen Ausführungsformen enthält das mindestens eine Loch mindestens zwei Löcher, die peripherisch um den Zwischenteil angeordnet sind. Jedes entsprechende Loch der mindestens zwei Löcher hat einen zugehörigen Schweißflansch, der sich von dem Peripherieteil in das entsprechende Loch erstreckt.
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung bieten eine Reihe von Vorteilen. Beispielsweise stellt die vorliegende Offenbarung eine Mitnehmerscheibe mit reduziertem Gewicht und erhöhter Torsionsfestigkeit relativ zu bekannten Konstruktionen bereit. Die Gewichtsreduzierung kann zu reduzierten Materialkosten, verbesserter Kraftstoffwirtschaftlichkeit und verbesserter Kundenzufriedenheit führen. Außerdem können diese Vorteile erzielt werden, ohne den Herstellungsprozess relativ zu den Herstellungsprozessen für bekannte Mitnehmerscheiben erheblich zu verändern.
Die obigen und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs dar;
2A stellt eine erste Ansicht einer Mitnehmerscheibe nach dem Stand der Technik dar;
2B stellt eine zweite Ansicht einer Mitnehmerscheibe nach dem Stand der Technik dar;
3A stellt eine erste Ansicht einer Mitnehmerscheibe gemäß der vorliegenden Offenbarung dar;
3B stellt eine zweite Ansicht einer Mitnehmerscheibe gemäß der vorliegenden Offenbarung dar;
3C stellt eine dritte Ansicht einer Mitnehmerscheibe gemäß der vorliegenden Offenbarung dar; und
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer Mitnehmerscheibe gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie erfordert, werden hier ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die hier offenbart werden, sollen deshalb nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise einzusetzen ist.
In automotiven und anderen Anwendungen, die Gebrauch von einer internen Brennkraftmaschine mit einem Automatikgetriebe machen, ist eine Mitnehmerscheibe in der Regel vorgesehen, um die Kurbelwelle der Kraftmaschine mit dem Drehmomentwandler des Getriebes zu verbinden. Ebenso kann, in HEV- oder PHEV-Anwendungen, eine Mitnehmerscheibe zwischen einer elektrischen Maschine, die als Fahrmotorgenerator fungiert, und einem Drehmomentwandler vorgesehen sein. Die Mitnehmerscheibe überträgt das Antriebsdrehmoment von der Antriebsquelle (z. B. einer internen Brennkraftmaschine oder einem Motorgenerator) zum Drehmomentwandler. Die Mitnehmerscheibe ist dazu ausgelegt, sich über ihre Hauptachse zu biegen, um Bewegung im Drehmomentwandler aufzunehmen, wenn sich die Drehzahlen ändern.
Die Mitnehmerscheibe ist allgemein scheibenförmig und besteht aus Metall, wie etwa Stahl, Titan oder Aluminium. In manchen Auslegungen ist die Mitnehmerscheibe mit Zähnen an der Peripherie der Scheibe versehen. Die Zähne sind dazu ausgelegt, in einen Anlassermotor einzugreifen und von diesem angetrieben zu werden, um die Kraftmaschine zu starten.
Mitnehmerscheiben für anspruchsvolle Anwendungen, wie z. B. Rennen, bei denen hohe Drehmoment- und Axiallasten auftreten, werden in der Regel maschinell bearbeitet. Mitnehmerscheiben für weniger anspruchsvolle Anwendungen, wie z. B. Familienfahrzeuge, werden im Allgemeinen gestanzt.
Nunmehr Bezug nehmend auf 1, ist ein Kraftfahrzeug 10 in schematischer Form dargestellt. Das Fahrzeug 10 enthält eine Antriebsquelle 12. Die Antriebsquelle 12 kann eine interne Brennkraftmaschine enthalten. In anderen Ausführungsformen kann die Antriebsquelle 12 eine elektrische Maschine enthalten. Die Antriebsquelle 12 ist antreibend mit einer Mitnehmerscheibe 14 gekoppelt, z. B. über eine Antriebswelle. In Ausführungsformen, bei denen die Antriebsquelle 12 eine interne Brennkraftmaschine enthält, ist die Mitnehmerscheibe 14 gegebenenfalls mit einem Anlassermotor 16 gekoppelt. In solchen Ausführungsformen ist der Anlassermotor 16 dazu ausgelegt, eine Drehbewegung auf die Mitnehmerscheibe 14 auszuüben, um das Starten der internen Brennkraftmaschine zu erleichtern. Die Mitnehmerscheibe 14 ist antreibend mit einem Eingang eines Drehmomentwandlers 18 gekoppelt. Der Ausgang des Drehmomentwandlers 18 ist antreibend mit einem Getriebe 20 gekoppelt. Das Getriebe 20 ist gemäß verschiedenen festen und/oder variablen Übersetzungsverhältnissen antreibend mit den Antriebsrädern 22 gekoppelt.
In der folgenden Erläuterung der Figuren wird ein polares Koordinatensystem verwendet. Eine radiale Richtung erstreckt sich von der Nabe zur Peripherie. Eine Umfangsrichtung erstreckt sich tangential zu der radialen Richtung innerhalb der allgemeinen Ebene der Mitnehmerscheibe. Eine axiale Richtung erstreckt sich orthogonal zu der radialen Richtung.
Nunmehr Bezug nehmend auf 2A, ist eine repräsentative Mitnehmerscheibe 30 nach dem Stand der Technik in einer isometrischen Ansicht dargestellt. Wie zu sehen ist, ist die Mitnehmerscheibe 30 allgemein scheibenförmig. Die Mitnehmerscheibe 30 enthält einen Nabenteil 32 mit einer Öffnung, die dazu ausgelegt ist, auf eine Kurbelwelle zu passen. Die Mitnehmerscheibe 30 enthält auch mehrere Kurbelwellenschraubenlöcher 34, die um den Nabenteil herum angeordnet sind. Die Kurbelwellenschraubenlöcher 34 sind dazu ausgelegt, Befestigungselemente aufzunehmen, um die Mitnehmerscheibe 30 mit einer Kurbelwellenkopplungsplatte zu koppeln. Die Mitnehmerscheibe 30 enthält auch einen Peripherieteil 36. Ein Zahnkranz kann um den Peripherieteil 36 herum vorgesehen sein, um in einen Anlassermotor einzugreifen. Mehrere Drehmomentwandlerschraubenlöcher 38 sind peripherisch um die Mitnehmerscheibe in der Nähe des Peripherieteils 36 angeordnet. Die Drehmomentwandlerschraubenlöcher 38 sind dazu ausgelegt, Befestigungselemente aufzunehmen, um die Mitnehmerscheibe 30 mit einer Drehmomentwandlerkopplungsplatte zu koppeln. Darüber hinaus sind mehrere Ausschnitte 40 in einer Zwischenregion 42 vorgesehen, die an einer radialen Position zwischen der Nabenöffnung 32 und dem Peripherieteil 36 angeordnet sind. Die Ausschnitte 40 sind dazu ausgelegt, das Gesamtgewicht der Mitnehmerscheibe 30 zu reduzieren, ohne die Belastungseigenschaften der Mitnehmerscheibe 30 zu beeinträchtigen. Die Ausschnitte 40 haben eine regelmäßige Form, z. B. rechteckig oder kreisförmig, in einem sich wiederholenden Muster um den Umfang der Mitnehmerscheibe 30.
Nunmehr Bezug nehmend auf 2B, die eine Mitnehmerscheibe 30 nach dem Stand der Technik in einem radialen Querschnitt zeigt, hat die Mitnehmerscheibe 30 nach dem Stand der Technik eine im Allgemeinen konstante Dicke t vom Nabenteil 32 bis zum Zwischenteil 42. Die Dicke t wird entlang der Axialrichtung gemessen. Während des Betriebs überträgt die Mitnehmerscheibe 30 ein Drehmoment von einer Kurbelwelle zu einem Drehmomentwandler. Die Dicke t wird gewählt, um die während des Betriebs in der Mitnehmerscheibe erzeugten Belastungen aufzunehmen, und auch um eine ausreichende Flexibilität aufrechtzuerhalten, um eine Bewegung im Drehmomentwandler während einer Drehzahländerung aufzunehmen. Die Dicke t kann beispielsweise etwa 5 mm betragen. Der Peripherieteil 36 hat eine erhöhte Dicke relativ zu dem Rest der Mitnehmerscheibe 30, um den Zahnkranz aufzunehmen.
Nunmehr Bezug nehmend auf 3A, ist eine Mitnehmerscheibe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung in einem radialen Querschnitt gezeigt. Die Mitnehmerscheibe 50 ist vorzugsweise aus Metall, wie etwa Aluminium oder Stahl, hergestellt. Die Mitnehmerscheibe 50 enthält einen Nabenteil 52, einen Peripherieteil 54 und einen Zwischenteil 56 zwischen dem Nabenteil 52 und dem Peripherieteil 54. Kurbelwellenschraubenlöcher 58 sind um den Nabenteil 52 herum vorgesehen, und Drehmomentwandlerschraubenlöcher 60 sind um den Peripherieteil 54 herum vorgesehen.
Wie bei bekannten Mitnehmerscheiben, hat der Nabenteil 52 eine Dicke t₁, und der Peripherieteil 54 hat eine erhöhte Dicke, um einen Zahnkranz aufzunehmen. Die Dickenabmessung wird in einer Axialrichtung gemessen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dicke t₁ mit denen von Mitnehmerscheiben nach dem Stand der Technik einheitlich, z. B. etwa 5 mm. Natürlich können auch andere Dicken verwendet werden.
Im Gegensatz zu bekannten Auslegungen ist jedoch die Dicke zwischen dem Nabenteil 52 und dem Peripherieteil 54 nicht konstant. Der Zwischenteil 56 enthält, der Reihe nach von der Nabe zur Peripherie, eine erste Region 62, eine zweite Region 64, eine dritte Region 66 und eine vierte Region 68. Die erste Region 62 hat eine Dicke t₁ einheitlich mit derjenigen des Nabenteils 52. Die zweite Region 64 hat eine Dicke t₂. Die Dicke t₂ ist kleiner als die Dicke t₁. Die Dicke t₂ kann beispielsweise 3 mm betragen. Die dritte Region 66 hat eine Dicke t₃. Die Dicke t₃ ist größer als die Dicke t₂. Die Dicke t₃ kann gleich der Dicke t₁ sein oder von ihr abweichen. Die vierte Region 68 hat eine Dicke t₄. Die Dicke t₄ ist kleiner als die Dicke t₃. Die Dicke t₄ kann gleich der Dicke t₂ sein oder von ihr abweichen.
Wie zu sehen ist, stellt diese Auslegung einen dünneren Querschnitt in manchen Regionen des Zwischenteils 56 relativ zu bekannten Mitnehmerscheiben bereit. Erstaunlicherweise zeigt eine Analyse, dass eine solche Konstruktion, d. h. das Reduzieren der Dicke des Zwischenteils 56, die Belastungen, die während des Betriebs im Zwischenteil 56 vorhanden sind, relativ zu denjenigen, die an entsprechenden Stellen einer herkömmlichen Mitnehmerscheibenkonstruktion vorhanden sind, verringert.
Nunmehr Bezug nehmend auf 3B und 3C, wird jeweils eine Vorderansicht und eine vordere Detailansicht einer Mitnehmerscheibe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Da die reduzierte Dicke im Zwischenteil 56 eine Verringerung der während des Betriebs vorhandenen Belastungen bereitstellt, können größere und kompliziertere Ausschnitte durch die Mitnehmerscheibe 50 vorgesehen sein. In dieser Ausführungsform sind mehrere Ausschnitte 70 vorgesehen, die peripherisch um die Mitnehmerscheibe 50 herum angeordnet sind. Jeder Ausschnitt 70 enthält einen ersten Teil 71, der an einer ersten radialen Position vorgesehen und um eine erste Drehwinkelposition 72 zentriert ist. In dieser Ausführungsform ist der erste Teil 71 des Ausschnittmusters 70 allgemein rechteckig. Darüber hinaus enthält jeder Ausschnitt 70 einen zweiten Teil 74, der an einer zweiten radialen Position vorgesehen und um eine zweite Drehwinkelposition 76 zentriert ist. Die Anzahl von zweiten Teilen 74 jedes Ausschnitts 70 kann von der Anzahl von ersten Teilen 71 des Ausschnitts 70 abweichen, und die zweite Drehwinkelposition 76 kann von der ersten Drehwinkelposition 72 abweichen. In dieser Ausführungsform ist der zweite Teil 74 radial außerhalb des ersten Teils 71 vorgesehen. Außerdem enthält in dieser Ausführungsform jeder Ausschnitt 70 zwei zweite Teile 74, die mit jedem ersten Teil 71 zusammenhängend sind. Die Ausschnitte 70, die erste Teile 71 und zweite Teile 74 enthalten, wie in 3B gezeigt, können eine angemessene Torsionssteifigkeit in der Mitnehmerscheibe 50 aufrechterhalten, während sie gleichzeitig die axiale Nachgiebigkeit der Mitnehmerscheibe 50 erhöhen und das Gewicht der Mitnehmerscheibe 50 reduzieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind Schweißflansche 78 in der Nähe des Peripherieteils 54 vorgesehen. Die Schweißflansche 78 sind zwischen den Drehmomentwandlerschraubenlöchern 60 angeordnet und ragen in den Ausschnitt 70 hinein. Demzufolge kann die Form des Ausschnitts 70 als konkav oder einspringend beschrieben werden, d. h. das Profil des Umfangs des Ausschnitts 70 enthält einen Teil, der nach innen ragt. Die Schweißflansche 78 stellen Schweißpunkte bereit, um die Befestigung der Mitnehmerscheibe 50 an einer Steuerplatte durch Schweißen zu erleichtern.
Wie zu sehen ist, kann die Hinzufügung eines zweiten Ausschnittmusters dazu führen, dass eine größere Materialmenge von der Fläche der Mitnehmerscheibe 50 relativ zu der in 2 gezeigten bekannten Auslegung entfernt wird. Durch Kombinieren der vergrößerten Ausschnittbereiche mit der in 3A gezeigten Reduzierung der Dicke, können Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung bis zu 30 % leichter als bekannte Mitnehmerscheiben sein. Die Gewichtsreduzierung kann sich in einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs in dem montierten Fahrzeug widerspiegeln. Darüber hinaus kann die Gewichtsreduzierung in einer entsprechenden Reduzierung von Materialkosten resultieren.
Natürlich sind auch Varianten der obigen Konstruktion möglich. Andere in Erwägung gezogene Ausführungsformen können andere Dickenmuster in den Profilabschnitten enthalten. Beispielsweise kann eine alternative Ausführungsform eine allgemein konstante Dicke im ganzen Zwischenteil enthalten, wobei die Dicke des Zwischenteils kleiner als die Dicke des Nabenteils oder die Dicke des Peripherieteils ist. Andere in Erwägung gezogene Ausführungsformen können auch andere Kombinationen von Ausschnittmustern enthalten.
Als ein zusätzlicher Vorteil können Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Verwendung von Bearbeitungsverfahren hergestellt werden, die sich nicht wesentlich von denen für bekannte Hochleistungsmitnehmerscheiben unterscheiden.
Nunmehr Bezug nehmend auf 4, ist ein Verfahren zum Herstellen einer Mitnehmerscheibe gemäß der vorliegenden Offenbarung in Form eines Flussdiagramms gezeigt. Ein allgemein scheibenförmiger Körper ist vorgesehen, wie bei Block 80 dargestellt. Dies kann zum Beispiel das Bearbeiten eines Metalls, wie etwa Aluminium oder Stahl, zu der angemessenen Form beinhalten. Dies kann das Bereitstellen eines Zwischenteils des Körpers mit einer Dicke beinhalten, die kleiner als eine Dicke des Nabenteils oder eine Dicke des Peripherieteils ist, wie bei Block 82 dargestellt. Dies kann zusätzlich oder alternativ dazu das Bereitstellen des Zwischenteils des Körpers mit mehreren Regionen beinhalten, wobei jede Region eine andere Dicke hat, wie bei Block 84 dargestellt. Beispielsweise kann eine erste Region in der Nähe des Nabenteils eine erste Dicke haben, eine zweite Region radial auswärts von der ersten Region kann eine zweite Dicke haben, und eine dritte Region radial auswärts von der zweiten Region und in der Nähe des Peripherieteils kann eine dritte Dicke haben. Gemäß diesem Beispiel unterscheidet sich die zweite Dicke von der ersten Dicke und von der dritten Dicke.
Das Verfahren beinhaltet zusätzlich das Bereitstellen eines ersten Lochs durch den Körper, wie bei Block 86 dargestellt. Das erste Loch hat eine Peripherie mit einem konkaven Profil.
Das Verfahren beinhaltet ferner das Bereitstellen eines zweiten Lochs durch den Körper, wie bei Block 88 dargestellt. Das zweite Loch hat eine Peripherie mit einem konkaven Profil. Das zweite Loch ist an einer anderen Umfangsstelle als der des ersten Lochs vorgesehen. Zusätzliche Löcher können ebenfalls vorgesehen sein.
Wie zu sehen ist, stellt die vorliegende Offenbarung eine Mitnehmerscheibe mit reduziertem Gewicht und erhöhter Torsionsfestigkeit relativ zu bekannten Konstruktionen bereit. Die Gewichtsreduzierung kann zu reduzierten Materialkosten, verbesserter Kraftstoffwirtschaftlichkeit und verbesserter Kundenzufriedenheit führen. Außerdem können diese Vorteile erzielt werden, ohne den Herstellungsprozess relativ zu den Herstellungsprozessen für bekannte Mitnehmerscheiben erheblich zu verändern.
Obgleich die beste Durchführungsweise ausführlich beschrieben worden ist, wird ein Fachmann verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche erkennen. Wie dem Fachmann bekannt ist, wurden verschiedene Ausführungsformen zwar hinsichtlich einer oder mehrerer Eigenschaften als gegenüber anderen Ausführungsformen des Stands der Technik Vorteile bietend oder bevorzugt beschrieben, jedoch können zwischen einer oder mehreren Eigenschaften Kompromisse geschlossen werden, um die gewünschten Systemmerkmale zu erreichen, die von der besonderen Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Merkmale umfassen, unter anderem, Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Platznutzung, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. Die hier erörterten Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Mitnehmerscheibe zum Koppeln einer Antriebsquelle mit einem Drehmomentwandler, die Folgendes umfasst: einen allgemein scheibenförmigen Körper, der einen Nabenteil, einen Peripherieteil und einen Zwischenteil zwischen dem Nabenteil und dem Peripherieteil aufweist, wobei eine Dicke des Nabenteils von einer Dicke des Zwischenteils abweicht, und die Dicke des Zwischenteils von einer Dicke des Peripherieteils abweicht.
Mitnehmerscheibe nach Anspruch 1, wobei die Dicke des Zwischenteils kleiner als die Dicke des Nabenteils und kleiner als die Dicke des Peripherieteils ist.
Mitnehmerscheibe nach Anspruch 1, wobei der scheibenförmige Körper eine erste Fläche und eine zweite Fläche hat, und wobei ein Loch im Zwischenteil vorgesehen ist, und das Loch sich von der ersten Fläche bis zur zweiten Fläche erstreckt und einen Umfang mit einem konkaven Profil hat.
Mitnehmerscheibe nach Anspruch 3, wobei das Loch an einer ersten Umfangsstelle angeordnet ist, und wobei ein zweites Loch im Zwischenteil vorgesehen ist, das zweite Loch sich von der ersten Fläche bis zur zweiten Fläche erstreckt, das zweite Loch eine Peripherie mit einem konkaven Profil hat, und das zweite Loch an einer zweiten peripherischen Stelle angeordnet ist.
Mitnehmerscheibe nach Anspruch 1, wobei der scheibenförmige Körper eine erste Fläche und eine zweite Fläche hat, wobei mindestens ein Loch im Zwischenteil vorgesehen ist, und wobei sich ein Schweißflansch vom Peripherieteil in ein entsprechendes Loch des mindestens einen Lochs erstreckt.
Mitnehmerscheibe nach Anspruch 5, wobei das mindestens eine Loch mindestens zwei Löcher enthält, die peripherisch um den Zwischenteil angeordnet sind, und das jeweilige Loch der mindestens zwei Löcher einen zugehörigen Schweißflansch aufweist, der sich von dem Peripherieteil in das entsprechende Loch erstreckt.
Mitnehmerscheibe nach Anspruch 1, wobei der Zwischenteil eine erste Region in der Nähe des Nabenteils hat, eine zweite Region radial auswärts von der ersten Region hat, und eine dritte Region radial auswärts von der zweiten Region und in der Nähe des Peripherieteils hat, und wobei die erste Region eine Dicke der ersten Region hat, die zweite Region eine Dicke der zweiten Region hat, und die dritte Region eine Dicke der dritten Region hat, wobei die Dicke der zweiten Region von der Dicke der ersten Region und von der Dicke der dritten Region abweicht.
Verfahren zur Herstellung einer Mitnehmerscheibe für ein automotives Antriebssystem, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines scheibenförmigen Körpers, der eine erste Fläche, eine zweite Fläche, einen Nabenteil, einen Peripherieteil und einen Zwischenteil zwischen dem Nabenteil und dem Peripherieteil aufweist, wobei eine Dicke des Nabenteils von einer Dicke des Zwischenteils abweicht, und die Dicke des Zwischenteils von einer Dicke des Peripherieteils abweicht; und Bereitstellen eines Lochs durch den Körper, wobei sich das Loch von der ersten Fläche bis zur zweiten Fläche erstreckt und eine Peripherie mit einem konkaven Profil hat.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Dicke des Zwischenteils kleiner als die Dicke des Nabenteils ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Dicke des Zwischenteils kleiner als die Dicke des Peripherieteils ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Zwischenteil eine erste Region in der Nähe des Nabenteils hat, eine zweite Region radial auswärts von der ersten Region hat, und eine dritte Region radial auswärts von der zweiten Region und in der Nähe des Peripherieteils hat, und wobei das Bereitstellen des scheibenförmigen Körpers das Bereitstellen der ersten Region mit einer Dicke der ersten Region, der zweiten Region mit einer Dicke der zweiten Region, und der dritten Region mit einer Dicke der dritten Region umfasst, wobei die Dicke der zweiten Region von der Dicke der ersten Region und von der Dicke der dritten Region abweicht.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner das Bereitstellen eines zweiten Lochs durch den Körper umfass, wobei sich das zweite Loch von der ersten Fläche bis zur zweiten Fläche erstreckt und peripherisch von dem Loch beabstandet ist, wobei das zweite Loch eine Peripherie mit einem konkaven Profil hat.
Kraftfahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Antriebsquelle; eine Antriebswelle, die dazu ausgelegt ist, Kraft von der Antriebsquelle zu übertragen; einen Drehmomentwandler mit einem Eingang; und eine Mitnehmerscheibe, die die Antriebswelle antreibend mit dem Drehmomentwandlereingang koppelt, wobei die Mitnehmerscheibe einen allgemein scheibenförmigen Körper hat, der einen Nabenteil, einen Peripherieteil und einen Zwischenteil zwischen dem Nabenteil und dem Peripherieteil aufweist, wobei eine Dicke des Nabenteils von einer Dicke des Zwischenteils abweicht, und die Dicke des Zwischenteils von einer Dicke des Peripherieteils abweicht.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, wobei die Dicke des Zwischenteils kleiner als die Dicke des Nabenteils und kleiner als die Dicke des Peripherieteils ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, wobei der scheibenförmige Körper eine erste Fläche und eine zweite Fläche hat, und wobei ein Loch im Zwischenteil vorgesehen ist und das Loch sich von der ersten Fläche bis zur zweiten Fläche erstreckt und das Loch einen Umfang mit einem konkaven Profil hat.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 15, wobei das Loch an einer ersten Umfangsstelle angeordnet ist, und wobei ein zweites Loch im Zwischenteil vorgesehen ist, das zweite Loch sich von der ersten Fläche bis zur zweiten Fläche erstreckt, das zweite Loch eine Peripherie mit einem konkaven Profil hat, und das zweite Loch an einer zweiten Umfangsstelle angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, wobei der scheibenförmige Körper eine erste Fläche und eine zweite Fläche hat, wobei mindestens ein Loch im Zwischenteil vorgesehen ist, und wobei sich ein Schweißflansch vom Peripherieteil in ein entsprechendes Loch des mindestens einen Lochs erstreckt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 17, wobei das mindestens eine Loch mindestens zwei Löcher enthält, die peripherisch um den Zwischenteil angeordnet sind, wobei das jeweilige Loch der mindestens zwei Löcher einen zugehörigen Schweißflansch aufweist, der sich von dem Peripherieteil in das entsprechende Loch erstreckt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, wobei die Antriebsquelle eine interne Brennkraftmaschine enthält.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, wobei die Antriebsquelle eine elektrische Maschine enthält.