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Die Erfindung betrifft eine Nabeneinheit einer Kupplungsscheibenanordnung, insbesondere einer Kupplungsscheibenanordnung als Bestandteil eines Hybridmoduls eines Kraftfahrzeugs.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Nabeneinheit.
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Aus dem Stand der Technik sind Nabeneinheiten in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt.
Unter anderem ist bekannt, dass diese Naben durch Verformung eines streifenförmigen, profilierten Materials sowie Biegung des streifenförmigen Materials in Ringform herstellbar sind.
Eine derartige Nabe wird in der Regel mittels Schweißverbindung mit einem Nabenflansch verbunden.
Weiterhin ist bekannt, den Nabenflansch mit einer radial außen umlaufenden Rampengeometrie auszustatten, welche mit einer entsprechen an den Rampen anliegenden Gegengeometrie eines Elements einer Kupplungsscheibenanordnung zusammenwirkt, um einen Drehmoment-Übertragungspfad zwischen einer Welle, auf welcher die Nabe angeordnet ist, und einem Reibelement der Kupplungsscheibenanordnung zu realisieren.
Weiterhin kann der Nabenflansch ebenfalls als Hohlzylinder ausgestaltet sein, wobei dabei auf seiner radialen Außenseite ein Zahnradring angeordnet ist, welcher mit einem Element einer Kupplungsscheibenanordnung zusammenwirkt, um einen Drehmoment-Übertragungspfad zwischen einer Welle, auf welcher die Nabe angeordnet ist, und einem Reibelement der Kupplungsscheibenanordnung zu realisieren.
Der Nabenflansch kann auch eine sich im Wesentlichen in einer radialen Ebene erstreckende ringförmige Scheibe aufweisen, welche an ihrer radialen Außenseite einen sich axial erstreckenden Abschnitt umfasst, und welche in ihrem Zentrum eine Buchse in axialer Richtung umfasst, in welcher eine Welle drehfest angeordnet werden kann. Am sich axial erstreckenden Abschnitt ist auf der radialen Innenseite die Nabe angeordnet.
Alternativ existiert eine Ausführungsform, in welcher die Nabeneinheit Ringelemente und Kreisabschnittselemente aufweist. Dabei sind zwei im Wesentlichen äquivalent ausgebildete Ringelemente vorgesehen, welche koaxial und in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sind, um ein gemeinsames Ringelement bzw. eine Nabe auszugestalten. Das gemeinsame Ringelement bzw. die Nabe umfasst an der radialen Innenseite eine Innenverzahnung zur drehmomentschlüssigen Anordnung auf einer Welle, sowie an der radialen Außenseite drei Anordnungsgeometrien, auf welchen jeweils ein Kreisabschnittselement angeordnet und mittels einer Schweißverbindung gehalten ist. Ein Kreisabschnittselement umfasst an seiner radialen Außenseite ebenfalls eine Verzahnung zur Übertragung von Drehmoment zwischen der Nabeneinheit und einem Reibelement einer Kupplungsscheibenanordnung.
Die Bestandteile einer bekannten Nabeneinheit sind üblicherweise mittels eines spanenden Verfahrens, wie z.B. Fräsen; oder mittels Gießen oder Schmieden hergestellt, welches mit entsprechenden Kosten verbunden ist.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Nabeneinheit sowie ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Nabeneinheit zur Verfügung zu stellen, die in einfacher Weise einen kostengünstigen Aufbau der Nabeneinheit realisieren.
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Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Nabeneinheit nach Anspruch 1 sowie das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Nabeneinheit nach Anspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Nabeneinheit sind in den Unteransprüchen 2 und 3 angegeben.
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Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Begriffe „axial“, „radial“, „Umfang“ sowie „Umfangsrichtung“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Rotationsachse der Nabeneinheit.
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Die Erfindung betrifft eine Nabeneinheit einer Kupplungsscheibenanordnung, insbesondere einer Kupplungsscheibenanordnung als Bestandteil eines Hybridmoduls eines Kraftfahrzeugs, zur Übertragung von Drehmoment. Die Nabeneinheit umfasst eine Nabe zur drehfesten Anordnung auf einer Welle, sowie einen Nabenflansch, der mit der Nabe drehfest verbunden ist, wobei die Nabe im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders aufweist und durch Verformung eines streifenförmigen Materials sowie Biegung des streifenförmigen Materials in Ringform hergestellt ist. Der Nabenflansch ist ein Stanzteil, und die drehfeste Verbindung zwischen Nabenflansch und Nabe ist mittels wenigstens einer Schweißverbindung realisiert.
Die Nabe kann dabei eine Innenverzahnung aufweisen, mit welcher sie drehfest auf der radialen Außenseite einer Welle angeordnet werden kann, wobei die Innenverzahnung mit Verformung des streifenförmigen Materials, durch Prägen und/oder andere Umformungsschritte, insbesondere Kaltverformung, an der Nabe realisiert werden kann.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine erste Schweißverbindung zwischen Nabenflansch und Nabe an einem ersten stirnseitigen Ende der Nabe als auf einem Umfang umlaufende I-Naht oder V-Naht ausgeführt; und eine zweite Schweißverbindung ist zwischen Nabenflansch und Nabe an einer der Anordnung der ersten Schweißverbindung gegenüberliegenden Seite des Nabenflansches in einer Kehle zwischen der im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Außenseite der Nabe und einer axialen Seite des Nabenflansches als Kehlnaht ausgeführt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das streifenförmige Material als Ausgangs-Halbzeug für die Nabe ein Stanzteil.
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Des Weiteren wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Nabeneinheit zur Verfügung gestellt, bei dem eine Nabe durch Verformung eines streifenförmigen Materials sowie Biegung des streifenförmigen Materials in Ringform hergestellt wird, ein Nabenflansch mittels Stanzen hergestellt wird und eine drehfeste Verbindung zwischen Nabenflansch und Nabe mittels wenigstens einer Schweißverbindung realisiert wird.
Insbesondere kann dabei auch das streifenförmige Material als Ausgangs-Halbzeug für die Nabe mittels Stanzen hergestellt werden.
Es soll erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen werden, dass die genannten Verfahrensschritte noch mit weiteren Verfahrensschritten kombiniert werden, insbesondere mit Entgraten, einer finalen Oberflächenbehandlung oder Eigenschafts-Einstellung wie zum Beispiel Härten der Nabe und/oder des Nabenflansches.
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Die erfindungsgemäße Nabeneinheit sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Nabeneinheit weisen den Vorteil auf, dass die Nabe und der Nabenflansch e kostengünstig herstellbar sind.
Dadurch, dass die Nabe und der Nabenflansch separate Bauteile sind, muss die Innenverzahnung nicht direkt am Nabenflansch vorgesehen sein. Die einzelnen Teile Nabe und Nabenflansch können in einfachen sowie kostengünstigen Prozessen, wie z.B. Stanzen, hergestellt werden und die Innenverzahnung kann einfach und kostengünstig durch Prägen und/oder andere Umformungsschritte, insbesondere Kaltverformung, realisiert werden.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
- 1: eine Nabe und ein Nabenflansch gemäß einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nabeneinheit in perspektivischer Ansicht,
- 2: eine Nabeneinheit gemäß der ersten Ausführungsform in vorder- und rückseitiger Ansicht,
- 3: eine Nabe und ein Nabenflansch gemäß einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nabeneinheit in perspektivischer Ansicht,
- 4: eine Nabeneinheit gemäß der zweiten Ausführungsform in vorder- und rückseitiger Ansicht und
- 5: ein streifenförmiges Material in perspektivischer Ansicht.
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In 1 sind eine Nabe 10 und ein Nabenflansch 20 gemäß einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nabeneinheit in perspektivischer Ansicht dargestellt.
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Die Nabe 10 ist im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgestaltet und weist radial innen eine Innenverzahnung 12 auf.
Der Nabenflansch 20 ist als eine ringförmige Scheibe ausgestaltet, in welcher Löcher 21 ausgebildet sind, und weist auf einer ersten axialen Seite 23 einen axialen Stutzen 22 auf. Die Löcher 21 sind in regelmäßigen Winkelabständen zueinander auf einem Umfang verteilt angeordnet. Der axiale Stutzen 22 bildet im Wesentlichen einen Hohlzylinder.
Die hohlzylinderförmige Nabe 10 kann somit radial innerhalb des axialen Stutzens 22 angeordnet werden, um eine Nabeneinheit auszubilden.
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2 zeigt eine Nabeneinheit 1 gemäß der ersten Ausführungsform in vorder- und rückseitiger Ansicht.
Die dargestellte Nabeneinheit 1 weist eine Nabe 10 sowie einen Nabenflansch 20 auf, welche im Wesentlichen der Nabe 10 und dem Nabenflansch 20 aus 1 entsprechen.
Die Nabe 10 ist hier nun im axialen Stutzen 22 angeordnet und mittels zweier Schweißverbindungen 31, 32 fest mit dem Nabenflansch 20 verbunden.
Die erste Schweißverbindung 31 ist zwischen Nabenflansch 20 und Nabe 10, zwischen dem axialen Stutzen 22 des Nabenflanschs 20 und der Nabe 10 an einem ersten stirnseitigen Ende 14 der Nabe 10 als auf einem Umfang um eine Rotationsachse 2 der Nabeneinheit 1 umlaufende I-Naht 33 ausgeführt. Das erste stirnseitige Ende 14 der Nabe 10 schließt dabei mit dem axialen Stutzen 22 in axialer Richtung ab.
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Die zweite Schweißverbindung 32 zwischen Nabenflansch 20 und Nabe 10, zwischen einer zweiten axialen Seite 24 des Nabenflansches 20 und der Nabe 10, also an einer der Anordnung der ersten Schweißverbindung 31 gegenüberliegenden Seite des Nabenflansches 20, in einer Kehle 30 zwischen der radialen Außenseite 13 der Nabe 10 und der zweiten axialen Seite 24 des Nabenflansches 20 als umlaufende Kehlnaht 34 ausgeführt. Die Nabe 10 erstreckt sich also mit ihrem zweiten stirnseitigen Ende 15 in axialer Richtung weiter als die zweite axiale Seite 24 des Nabenflansches 20. Mittels der Löcher 21 im Nabenflansch 20 kann die Nabeneinheit 1, z.B. mittels in den Löchern 21 platzierter Schraubverbindungen (nicht dargestellt), an einem weiteren Element einer Kupplungsscheibenanordnung (nicht dargestellt) angeordnet werden.
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Die in den 3 und 4 gezeigte zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nabeneinheit 1 mit einem Nabenflansch 20 und einer an diesem mittels Schweißverbindungen 31, 32 fest angeordneten Nabe 10 ähnelt der ersten Ausführungsform einer Nabeneinheit 1 aus den 1 und 2.
Die 3 zeigt dabei wie auch die 1 die Elemente Nabe 10 und Nabenflansch 20 als separate Bauteile, wobei die 4 wie auch die 2 die beiden Bauteile zusammengesetzt und die diese verbindenden Schweißverbindungen 31, 32 darstellt. Unterschiedlich zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform der Nabeneinheit 1 ist lediglich die Ausgestaltung des Nabenflansches 20.
Der Nabenflansch 20 der zweiten Ausführungsform ist wie auch der Nabenflansch 20 der ersten Ausführungsform als ringförmige Scheibe ausgestaltet, wobei er in der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen größer ist im Verhältnis zur Nabe 10. Weiterhin weist der Nabenflansch 20 in der zweiten Ausführungsform auch unterschiedlich große Löcher 21 auf, welche jedoch jeweils in regelmäßigen Winkelabständen auf mehreren Umfängen in Bezug zur Rotationsachse 2 angeordnet sind.
Der Nabenflansch 20 der ersten wie auch der zweiten Ausführungsform der Nabeneinheit 1 ist dabei ein Stanzteil.
5 zeigt ein streifenförmiges Material 11 in perspektivischer Ansicht.
Das streifenförmige Material 11 ist als Stanzteil ausgestaltet, wobei es durch Biegung in eine Ringform umgeformt wird, um schließlich eine, hier noch nicht fertig gestellt gezeigte, Nabe zu realisieren.
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Dabei wird bereits auf dem streifenförmigen Material 11 mittels Verformung, durch Prägen und/oder andere Umformungsschritte, insbesondere Kaltverformung, eine Verzahnung hergestellt, welche nach dem Biegen in Ringform die Innenverzahnung 12 der Nabe ausbildet.
Die Herstellung einer Nabe kann somit mittels einfachen sowie kostengünstigen Verfahrensschritten hergestellt werden, wodurch eine erfindungsgemäße Nabeneinheit einen einfachen sowie kostengünstigen Aufbau aufweist.
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Es wird somit erfindungsgemäß eine kostengünstig zu fertigende Nabeneinheit zur Verfügung gestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nabeneinheit
- 2
- Rotationsachse
- 10
- Nabe
- 11
- streifenförmiges Material
- 12
- Innenverzahnung
- 13
- radiale Außenseite
- 14
- erstes stirnseitiges Ende der Nabe
- 15
- zweites stirnseitiges Ende der Nabe
- 20
- Nabenflansch
- 21
- Loch
- 22
- axialer Stutzen
- 23
- erste axiale Seite des Nabenflanschs
- 24
- zweite axiale Seite des Nabenflanschs
- 30
- Kehle
- 31
- erste Schweißverbindung
- 32
- zweite Schweißverbindung
- 33
- I-Naht
- 34
- Kehlnaht
