DE19814362C2 - Nabenwulst des Vorderdeckels eines Drehmomentwandlers sowie Herstellungsverfahren des Nabenwulstes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nabenwulst des Vor­ derdeckels bzw. der vorderen Abdeckung eines Drehmoment­ wandlers sowie ein Herstellungsverfahren des Nabenwulstes.

Ein Drehmomentwandler ist eine Einrichtung mit drei Typen von Fluid-Eingriffselementen, nämlich einem Laufrad, einem Turbinenrad und einem Leitrad, welche alle in einem Gehäuse angeordnet sind. Das Drehmoment wird durch den Drehmoment­ wandler von dem Laufrad auf das Turbinenrad durch die Bewe­ gung eines Hydraulikfluids innerhalb des Gehäuses übertra­ gen. Das Laufrad ist am Vorderdeckel befestigt und sowohl das Laufrad als auch der Vorderdeckel legen das Gehäuse des Drehmomentwandlers fest. Der Vorderdeckel ist mit einem Drehelement, wie etwa einer flexiblen Platte auf der Motor­ seite, verbunden und ein Drehmoment wird auf die Getriebe­ seite mittels des Hydraulikfluids übertragen, welches sich vom Laufrad zum Turbinenrad bewegt.

Herkömmlicherweise wird der Vorderdeckel durch einen Schweißvorgang mit einer Zentrier-Nabenwulst verbunden, wo­ bei die Nabenwulst durch einen Preßvorgang hergestellt und anschließend mit einem mittleren Bereich des Vorderdeckels verschweißt wird. Vor der Verbindung mit dem Nabenwulst wird der mittlere Bereich des Vorderdeckels ausgeschnitten und als Ausschuß entsorgt. Der Nabenwulst wird für das Positionieren und Ausrichten des Vorderdeckels sowie des Drehmomentwandlers mit der flexiblen Platte auf der Motor­ seite benötigt.

Alternativ wurde ein Vorderdeckel konzipiert, bei welchem ein einstückiger Nabenwulst durch einen Preßvorgang in der Mitte des Vorderdeckels ausgebildet wird, so daß der Vor­ derdeckel und der Nabenwulst aus einem einzigen Material einheitlich ausgebildet sind. Hierdurch kann der Schweiß­ vorgang vermieden werden. Zudem vermindert die einheitliche Anordnung, bei welcher der Nabenwulst und der Vorderdeckel einstückig aus einem Material hergestellt sind, die Bautei­ leanzahl. Des weiteren vermindert die einheitliche Anord­ nung Materialabfall; verbessert die Materialausbeute, da es nicht erforderlich ist, den mittleren Bereich des Vorder­ deckels auszuschneiden; eliminiert Ausschuß, welcher vom inneren Umfangsbereich des Vorderdeckels ausgeschnitten wurde; eliminiert den Schweißvorgang; und liefert stabile luftdichte Charakteristika bzw. Eigenschaften, da keine verschweißten Bereiche existieren.

Um die oben beschriebene einheitliche Anordnung aus Vorder­ deckel und Nabenwulst herzustellen, müssen mehrere Arbeits­ schritte durchgeführt werden. Beispielsweise muß zur Aus­ bildung eines Nabenwulstes 90a des Vorderdeckels 90 der Fig. 5 eine Anzahl von Arbeitsschritten durchgeführt wer­ den. Zuerst muß ein erster vorbereitender Preß- oder Ver­ formungsvorgang an einem scheibenförmigen Material 91 durchgeführt werden, welches durch gestrichelte Linien in Fig. 6 dargestellt ist. Ein mittlerer Bereich 91a des scheibenförmigen Materials 91 wird derart verformt, daß eine erste Vertiefung bzw. Ausbauchung 91b ausgebildet wird, wie durch die durchgezogene Linie in Fig. 6 darge­ stellt ist. Es ist verständlich, daß das scheibenförmige Material 91 anschließend den in Fig. 5 dargestellten Vor­ derdeckel 90 bildet. Als nächstes muß die erste Ausbauchung 91b in einem weiteren Preßschritt weiter verformt werden, um eine zweite Vertiefung bzw. Ausbauchung 91c (siehe Fig. 7) mit einer runderen Form auszubilden, wobei die Form wei­ ter der Form des abschließenden Nabenwulstes 90a angenähert ist. Des weiteren wird ein abschließender Preßvorgang durchgeführt, um eine dritte Vertiefung bzw. Ausbauchung 91d (siehe Fig. 8) herzustellen, welche sich noch weiter der Form des abschließenden Nabenwulstes 90a angleicht. Als letztes wird der Nabenwulst einer spanabhebenden bzw. spanenden Formgebung, wie etwa einem Walz-, Schneid- und/oder Schleifvorgang unterworfen, so daß die Bereiche A und B von Fig. 9 ausgebildet werden, um den abschließenden Nabenwulst 90a herzustellen. Die Bereiche A und B sind für die Positionierung und Ausrichtung zwischen dem Vorder­ deckel und Teilen der Motorseite erforderlich.

Wenn jedoch der Nabenwulst 90a an dem Vorderdeckel durch einen Preßvorgang ausgebildet wird, bei welchem durch Ver­ formung eines Materials der Nabenwulst hergestellt wird, wie oben beschrieben, ist der Radius des Nabenwulstes 90a groß. Demgemäß ist nach der spanabhebenden Formgebung die Dicke des Nabenwulstes 90a an einigen Stellen der Bereiche A und B unerwünscht dünn. Insbesondere in der Nähe der Mit­ telachse ist die Nabenwulst dünn. Dies trifft auch für den Stufenbereich des Bereiches B des Nabenwulstes zu. Folglich wird die Festigkeit des Nabenwulstes 90a und des Vorder­ deckels 90 aufgrund der dünnen Bereiche des Nabenwulstes 90a geschwächt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Nabenwulst zu schaffen, der einheitlich mit einem Vorderdeckel eines Drehmomentwandlers mit einer minimalen Anzahl an Herstel­ lungsschritten ausgebildet ist, jedoch eine Einrichtung zum Ausrichten des Drehmomentwandlers mit den entsprechenden an einem Motor befestigten Bauteilen vorsehen kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombina­ tion des Anspruches 1 oder 4 gelöst; die Unteransprüche ha­ ben bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung zum In­ halt.

Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Vorderdeckel eines Drehmomentwandlers ein vorderes Deckelelement, welches aus einem Plattenmaterial gebildet ist, sowie eine Nabenwulst auf, welche an einem mittleren Bereich des vorderen Deckelelementes ausgestaltet ist. Die Nabenwulst ist einheitlich mit dem vorderen Deckelelement aus dem Plattenmaterial gebildet. Die Nabenwulst weist ei­ nen zylindrischen Bereich, welcher von dem vorderen Deckelelement entlang einer Mittelachse des vorderen Deckelelementes nach außen verläuft, sowie einen mittleren Bereich einer Innenfläche des Nabenwulstes auf, welcher mit einer Vertiefung ausgestaltet ist. Ein Bereich einer äuße­ ren Umfangsfläche des zylindrischen Bereiches ist parallel und koaxial zur Mittelachse des vorderen Deckelelementes. Des weiteren ist die Nabenwulst für das Positionieren des Vorderdeckels des Drehmomentwandlers mit entsprechenden Bauteilen eines Motors ausgestaltet.

Vorzugsweise ist der zylindrische Bereich derart ausgestal­ tet, daß er vom vorderen Deckelelement zum Motor vorsteht.

Bevorzugt wird ein Bereich der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Bereiches ausgebildet, indem Bereiche des zylindrischen Bereiches abgeschnitten werden.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfin­ dung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Nabenwulstes an einem Vorderdeckel mit den Schritten geschaffen: Verfor­ men eines mittleren Bereiches des Vorderdeckels des Dreh­ momentwandlers in einem ersten Preßvorgang, so daß eine mittige Vertiefung bzw. Ausbauchung auf dem Vorderdeckel festgelegt wird. Des weiteren wird bei dem Verfahren in ei­ nem zweiten Preßvorgang die Ausbauchung verformt, wobei ein Prägestempel und ein Beschränkungselement eingesetzt werden sowie das Beschränkungselement einen Vorsprung aufweist, um eine Vertiefung auf dem Nabenwulst auszubilden. Schließlich wird ein formgebender Arbeitsschritt durchgeführt, bei wel­ chem der Endbereich des Nabenwulstes derart bearbeitet wird, daß eine Aussparung auf einer zylindrischen Außenfläche des Nabenwulstes ausgebildet wird.

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Hierbei bezeichnen gleiche Bezugszeichen übereinstimmende Bauteile. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Vorder­ deckels und eines Drehmomentwandlers, welcher eine Nabenwulst entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist;

Fig. 2 eine Schnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Nabenwulstes, welcher einem Schritt in einem Ver­ formungsvorgang unterworfen wurde;

Fig. 3 eine Schnittansicht des in den Fig. 1 und 2 darge­ stellten Nabenwulstes, nachdem er einem weiteren Schritt im Verformungsvorgang unterworfen wurde;

Fig. 4 eine Schnittansicht des in den Fig. 1 bis 3 darge­ stellten Nabenwulstes, nachdem er einem weiteren Schritt in dem Verformungsvorgang, einschließlich einem Oberflächen-Fertigstellungsschritt, unterwor­ fen wurde;

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht eines Vorder­ deckels mit einem Nabenwulst, welcher durch ein be­ kanntes Verfahren hergestellt wurde;

Fig. 6 eine Schnittansicht des in Fig. 5 dargestellten Nabenwulstes, welcher einem Schritt in einem Ver­ formungsvorgang unterworfen wurde;

Fig. 7 eine Schnittansicht des in den Fig. 5 und 6 darge­ stellten Nabenwulstes, nachdem er einem weiteren Schritt in dem Preßformungsvorgang unterworfen wurde;

Fig. 8 eine Schnittansicht des in den Fig. 5 bis 7 darge­ stellten Nabenwulstes, nachdem er einem weiteren Schritt im Preßformungsvorgang unterworfen wurde;

Fig. 9 eine Schnittansicht des in den Fig. 5 bis 8 darge­ stellten Nabenwulstes, nachdem er schließlich einem weiteren Schritt im Preßformungsvorgang, ein­ schließlich einem Oberflächen-Beendigungsschritt, unterworfen wurde; und

Fig. 10 eine Schnittansicht des in Fig. 3 dargestellten Nabenwulstes sowie ein Beschränkungselement und ei­ nen Prägestempel, welche beim Formgebungsvorgang des Nabenwulstes entsprechend dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung eingesetzt werden.

Fig. 1 zeigt eine vordere Abdeckung bzw. einen Vorderdeckel 3, welcher mit einer Nabenwulst 3a entsprechend einem Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Ein Drehmomentwandler 1 umfaßt den Vorderdeckel 3. In Fig. 1 bezeichnet die Linie O-O die Drehachse des Dreh­ momentwandlers 1. Ein (nicht dargestellter) Motor ist auf der linken Seite von Fig. 1 sowie ein (nicht dargestelltes) Getriebe auf der rechten Seite von Fig. 1 angeordnet.

Der Drehmomentwandler 1 stellt hauptsächlich einen Mecha­ nismus zum Übertragen eines Drehmomentes von einer Kurbel­ welle auf der Motorseite auf eine Hauptantriebswelle eines Getriebes dar. Der Drehmomentwandler 1 umfaßt den Vorder­ deckel 3, dessen äußerer Umfangsbereich mit der Kurbelwelle gekoppelt ist, sowie ein Hauptelement des Drehmomentwand­ lers, welches ein Laufrad 4, ein Turbinenrad 5 und ein Leitrad 6 aufweist. Der Vorderdeckel 3 und das Laufrad 4 sind an einem äußeren Umfangsbereich verschweißt und defi­ nieren zusammen eine Hydraulikfluidkammer. Ein von der Kur­ belwelle auf den Vorderdeckel 3 übertragenes Drehmoment wird an die Hauptantriebswelle abgegeben, welche mit dem Turbinenrad 5 durch das Hydraulikfluid gekoppelt ist, wel­ ches vom Laufrad 4 zum Turbinenrad 5 strömt.

Der Nabenwulst 3a ist auf dem inneren Umfangsbereich des Vorderdeckels 3 derart ausgebildet, daß die Nabenwulst 3a zur Motorseite (linke Seite von Fig. 1) vorsteht. Die Nabenwulst 3a ist für das Positionieren und Ausrichten von Bauteilen auf der Motorseite bei der Installation des Drehmomentwandlers 1 in ein (nicht dargestelltes) Fahrzeug vorgesehen. Der Nabenwulst 3a umfaßt einen motorseitigen Scheibenbereich 11 und einen zylindrischen Bereich 12. Der motorseitige Scheibenbereich 11 ist scheibenförmig und mit einer Vertiefung 11a ausgebildet. Der zylindrische Bereich 12 verläuft von einem zentralen Bereich des Vorderdeckels 3 zur Motorseite, wo er fortlaufend auf den Scheibenbereich 11 trifft. Bereiche der äußeren Umfangsfläche des zylindri­ schen Bereiches 12 sind parallel zur Achse O-O des Dreh­ momentwandlers 1 und liefern eine Positionierfläche für entsprechende Bauteile des (nicht dargestellten) Motors.

Als nächstes wird das Herstellungsverfahren des Nabenwul­ stes 3a am Vorderdeckel 3 beschrieben.

Zuerst wird ein scheibenförmiges Material 30 für die anschließende Umgestaltung in den Vorderdeckel 3 vorgese­ hen. Das scheibenförmige Material 30 weist einen mittleren Bereich 30a auf, wie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist. Der mittlere Bereich 30a wird anfänglich einem vorherigen Preßschritt ausgesetzt, um die Zwischenvertiefung 30b zu erzeugen, wie durch die durchgezogenen Linien in Fig. 2 dargestellt ist. Als nächstes wird ein abschließender Preß­ schritt bzw. -vorgang am Material 30 ausgeführt, welches die Vertiefung 30b aufweist, um die in Fig. 3 gezeigte Form zu erzielen. Insbesondere wird beim abschließenden Preßvorgang eine Vertiefung 30c zusammen mit der Vertiefung 11a an der Vertiefung 30b ausgestaltet, wodurch sich die Form an die abschließende Form des Nabenwulstes 3a annähert. Danach wird, wie in Fig. 4 gezeigt, eine ringförmige Fläche 20 auf der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Bereiches 12 sowie zusätzlich eine zylindrisch geformte Fläche 21 auf einem Bereich des zylindrischen Bereiches 12 ausgebildet. Die ringförmige Fläche 20 und die zylindrisch geformte Fläche 21 können durch jeden einer Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen, wie etwa einem Schneide-, Schleif- oder ähnlichem feinen Formgebungsvorgang hergestellt werden.

Im Anschluß daran kann das Auftreten von Rissen und Bruch­ stellen innerhalb des Nabenwulstes 3a aufgrund des abschließenden Preßschrittes gesteuert werden, da der vor­ herige Preßschritt durchgeführt wird. Des weiteren wird der abschließende Preßschritt unter Verwendung eines Beschrän­ kungselementes R durchgeführt, so daß die Form des motor­ seitigen Scheibenbereiches 11 erzielt wird. Das in Fig. 10 zusammen mit einem entsprechenden Stempel D dargestellte Begrenzungselement R bzw. Matrizze ist mit Oberflächen ausgebildet, welche einen Vorsprung entsprechend der Ver­ tiefung 11a und einen ringförmigen abgerundeten Bereich entsprechend dem Eckbereich 30c aufweist. Das Begrenzungs­ element R liefert demgemäß eine Einrichtung zum Ausbilden der motorseitigen Form des Scheibenbereiches 11 und des zylindrischen Bereiches 12. Anschließend ist der Form­ gebungsvorgang minimal und nur eine geringe bzw. minimale Materialmenge muß entfernt werden, um den Nabenwulst 3a mit seiner abschließenden Form herzustellen, wobei die abschließende Form in den Fig. 1 und 4 dargestellt ist. Des weiteren ist die Plattendicke des Nabenwulstes 3a reprodu­ zierbarer und ungeeignete Bereichsverdünnungen des Naben­ wulstes 3a werden minimiert oder sogar ausgeschlossen, indem die bearbeitete Materialmenge des Nabenwulstes 3a minimiert wird.

Schließlich kann die Vertiefung 11a als Mittelöffnung für die Zentrierung während Vorgängen, wie etwa dem Preßvorgang des äußeren Umfangsbereiches des Vorderdeckels 3, verwendet werden.

Bei der vorliegenden Erfindung resultiert eine Verminderung der Materialmenge, welche vom Nabenwulst 3a beim Herstel­ lungsvorgang abgeschliffen oder durch Bearbeitung entfernt wird, da der Nabenwulst 3a mit der Vertiefung 11a ausgebil­ det wird. Des weiteren wird die Anzahl an Herstellungs­ schritten minimiert und zudem die Festigkeit des Nabenwul­ stes sichergestellt.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung einen Nabenwulst 3a, welcher an einem Vorderdeckel 3 ausgebildet ist. Der Nabenwulst 3a wird durch Verformung eines Bereiches eines Vorderdeckelmaterials an dessen zentralem Bereich ausgebildet, indem der Nabenwulst 3a einheitlich mit dem Vorderdeckel 3 ausgebildet wird. Der Nabenwulst 3a wird weiter verformt, um eine zentrale Vertiefung an dessen einer Endfläche auszubilden. Schließlich werden die zylindrischen Seiten des Nabenwulstes 3a bearbeitet, um eine Ausrichtfläche zu bilden.

Verschiedene Details der Erfindung können verändert werden, ohne den Schutzumfang zu verlassen. Des weiteren dient die vorhergehende Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsbeispiele lediglich zur Erläuterung und nicht zur Ein­ schränkung der Erfindung, welche durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente festgelegt ist.

Claims (4)

1. Vorderdeckel (3) eines Drehmomentwandlers (1):
mit einem vorderen Deckelelement, welches aus einem Plattenmaterial gebildet ist; und
mit einem Nabenwulst (3a), welcher an einem zentralen Bereich des vorderen Deckelelementes einheitlich mit dem vorderen Deckelelement aus dem Plattenmaterial ge­ bildet ist und einen zylindrischen Bereich (12) aufweist, der von dem vorderen Deckelelement entlang einer Mittelachse des vorderen Deckelelementes nach außen verläuft, wobei ein mittlerer Bereich (11) einer Endfläche des Nabenwulstes (3a) mit einer Vertiefung (11a) ausgebildet ist sowie ein Bereich einer äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Bereiches (12) parallel und koaxial zur Mittelachse des vorderen Deckelelemen­ tes ist;
wobei der Nabenwulst (3a) den Vorderdeckel (3) des Drehmomentwandlers (1) bezüglich der entsprechenden Bauteile eines Motors positioniert.

2. Vorderdeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Bereich (12) vom vorderen Deckelelement zum Motor vorspringt.

3. Vorderdeckel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Bereich der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Bereiches (12) dadurch ausgebildet wird, daß Bereiche des zylindrischen Bereiches (12) abge­ schnitten werden.

4. Herstellungsverfahren für eine Nabenwulst (3a) eines Vorderdeckels (3) mit folgenden Schritten:
Verformen eines mittleren Bereiches (11) des Vorder­ deckels (3) eines Drehmomentwandlers in einem ersten Preßvorgang, so daß eine zentrierte Vertiefung an dem Vorderdeckel (3) festgelegt wird;
Verformen der Vertiefung in einem zweiten Preßvorgang, wobei ein Stempel (D) und ein Begrenzungselement (R) verwendet werden sowie das Begrenzungselement (R) einen Vorsprung für die Ausbildung einer Vertiefung an dem Nabenwulst (3a) aufweist; und
Bearbeiten eines Endbereiches des Nabenwulst (3a), um eine Aussparung an einer zylindrischen Außenfläche des Nabenwulstes (3a) auszubilden.