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Die
Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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In
der
DE 41 22 135 A1 ist,
wie beispielsweise in
1 erkennbar,
eine Kupplungseinrichtung in Form eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers
dargestellt, bei dem eine dem Antrieb zugewandte Schwungmasse durch
einen Radialflansch gebildet wird, der von einem über eine
Halterung im Getriebegehäuse
gelagerten Lagerzapfen aus nach radial außen verläuft und fest mit der Pumpenschale des
Pumpenrades verbunden ist. Das Turbinenrad bildet dagegen mit einer
Abtriebswelle eine abtriebsseitige Schwungmasse.
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Zurückkommend
auf den radial inneren Lagerzapfen, ist dieser mit einer Innenverzahnung ausgebildet,
der in eine Außenverzahnung
einer Antriebswelle eingreift. Diese Antriebswelle weist anderenends
ebenfalls eine Außenverzahnung
auf, über welche
sie in eine entsprechende Innenverzahnung der Kurbelwelle einer
Brennkraftmaschine eingreift. Diese Antriebswelle dient also als
Mitnehmer für
die dem Antrieb zugewandte Schwungmasse.
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Obwohl
durch die Antriebswelle somit eine drehfeste Verbindung zwischen
dem Antrieb und der Schwungmasse hergestellt wird, ist aufgrund
von Spiel in den Verzahnungen nicht zu vermeiden, daß beim Auftreten
von Torsionsschwingungen ein Klappern im Bereich dieser Verzahnungen
auftritt.
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Weiterhin
problematisch ist bei der bekannten Kupplungseinrichtung, daß weder
durch die Halterung für
den Lagerzapfen noch durch die Antriebswelle eine Axialsicherung
der dem Antrieb zugewandten Schwungmasse und damit des gesamten Drehmomentwandlers
an der Kurbelwelle gewährleistet
ist. Dadurch könnte
der Drehmomentwandler axiale Bewegungen vornehmen, die im Getriebe
abgestützt
werden müßten und
dort zu Beschädigungen
führen
könnten.
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Zur
Vermeidung der vorgenannten Probleme wird üblicherweise, wie der
1 der
DE 32 22 1 19 C1 entnehmbar,
am freien Ende der Kurbelwelle eines Antriebs eine in Achsrichtung
elastische Platte angeschraubt, die ihrerseits im radial äußeren Bereich
mit der dem Antrieb zugewandten Schwungmasse der Kupplungseinrichtung,
im vorliegenden Fall wiederum durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler
gebildet, verschraubt wird. Diese Lösung ist allerdings aufwendig,
weil für
die Verschraubung der flexiblen Platte mit der Schwungmasse an dieser
in bestimmten Abständen
zueinander über
den Umfang verteilt Gewindeklötzchen
befestigt sein müssen,
die zur Aufnahme der Schrauben dienen. Außerdem ist das Verschrauben
der flexiblen Platte mit der entsprechenden Schwungmasse der Kupplungseinrichtung
wegen beengter Bauraumverhältnisse
und schwierigen Zugangsbedingungen überaus problematisch.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungseinrichtung
so auszubilden, daß diese
ohne Spiel in Umfangsrichtung an einem Antrieb bei geringstmöglichem
Montageaufwand befestigbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Durch
die Maßnahme,
den Mitnehmer, der am Antrieb, wie beispielsweise der Kurbelwelle
einer Brennkraftmaschine, befestigt ist, mit einem Axialansatz auszubilden,
bei dem zumindest ein Zahn einer Verzahnung in eine entsprechende
Verzahnung eines an der Schwungmasse befestigten Aufnehmers eingreift,
wird eine drehfeste Verbindung zwischen dem Aufnehmer und dem Mitnehmer
und damit zwischen dem Antrieb und der Schwungmasse hergestellt.
Da wengistens eine der beiden Verzahnungen gegenüber der jeweils anderen Verzahnung
unter radialer Vorspannung steht, ist die besagte Verbindung zwischen
dem Mitnehmer und dem Aufnehmer radial im wesentlichen spielfrei.
Bei radialer Vorspannung beispielsweise des am Axialansatz des Mitnehmers ausgebildeten,
zumindest eines Zahns wird dieser radial so tief wie möglich in
die Verzahnung des Aufnehmers hineingedrückt, um eine kraftschlüssige Verbindung
mit der Verzahnung des Aufnehmers herstellen zu können. Dies
funktioniert besonders gut, wenn die Zahnflanken beider Verzahnungen
jeweils mit einer Keilfläche
ausgebildet sind, so daß beispielsweise
je ein Zahn der Verzahnung des Mitnehmers wie ein Keil zwischen
je zwei Zähne
der Verzahnung des Aufnehmers radial eindringt und bei einer vorbestimmten
Eindringtiefe festklemmt. Derart miteinander verbunden, ist zwischen
den Verzahnungen von Mitnehmer und Aufnehmer kein Spiel vorhanden, so
daß auch
bei stärkeren
Torsionsschwingungen kein Klappern auftreten kann. Außerdem wird
wegen des zuvor beschriebenen Festklemmens der Zähne des Mitnehmers in der Verzahnung
des Aufnehmers bei Übertragung
von Drehmoment folgender Vorteil erzielt: Aufgrund des Drehmomentes
wirkt eine Umfangskraft auf die Zähne. Da die letztgenannten
allerdings spielfrei ineinander greifen, wird jeder Zahn in Umfangsrichtung
abgestützt,
so daß der
Zahngrund nicht durch ein Biegemoment belastet wird. Statt dessen
muß der
Zahn lediglich gegen Querkräfte
abgestützt
werden, so daß die
Belastung begrenzt bleibt. Dieser Vorteil kommt insbesondere dann
zum Tragen, wenn am Mitnehmer die Zähne der Verzahnung sich an
Zähnen
eines Aufnehmers abstützen
kann, der beispielsweise als Ring ausgebildet ist und dadurch eine
in Umfangsrichtung formstabile Verzahnung aufweist. Besonders groß wird der
Vorteil, wenn der ringförmige
Aufnehmer den Mitnehmer umschließt und mit einer Innenverzahnung
versehen ist, so daß die
radiale Vorspannung in der Verzahnung des Mitnehmers bei Rotation durch
die Fliehkraft unterstützt
wird, während
der den Zahngrund der Verzahnung am Aufnehmer umschließende Ring
die Zähne
der Verzahnung des Mitnehmers radial abstützt.
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Anspruchsgemäß ist der
Verzahnung des Mitnehmers eine Axialsicherung zugeordnet, die beispielsweise
als Klaue mit einer Radialhalterung ausgeführt ist, wobei die letztgenannte
in eine Radialvertiefung am Aufnehmer eingreift. Für den Fall,
daß diese
Radialhalterung keilförmig
ausgebildet sein sollte, wird wiederum eine Klemmverbindung mit
der formlich angepaßten
Radialvertiefung im Aufnehmer hergestellt.
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Wie
zuvor beschrieben, steht die Verzahnung des Mitnehmers unter radialer
Vorspannung gegenüber
dem Aufnehmer. Für
die Herstellung einer Eingriffsverbindung von Mitnehmer und Aufnehmer beim
Aufschieben des letztgenannten auf den Mitnehmer wird eine Montagevorrichtung
herangezogen, die derart auf den Mitnehmer einwirkt, daß dessen
Axialansatz gegen die Wirkung der Vorspannung so verformt wird,
daß die
Herstellung der Eingriffsverbindung zwischen Mitnehmer und Aufnehmer
im wesentlichen axialkraftfrei erfolgt. Solbald diese Verbindung
hergestellt ist, wird die Wirkung der Montagevorrichtung aufgehoben.
Dies kann entweder dadurch geschehen, daß die Montagevorrichtung völlig vom
Mitnehmer entfernt wird oder aber, für den Fall, daß die Montagevorrichtung
auf dem Mitnehmer belassen wird, dieselbe gelöst ist, so daß sie keine
Wirkung mehr auf die Verzahnung des Mitnehmers ausüben kann.
In den Ansprüchen
sind unterschiedliche Ausführungsformen
einer solchen Montagevorrichtung behandelt.
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Durch
die Maßnahme,
den Axialansatz des Mitnehmers an einem axial freien Ende als Auflagefläche für die Montagevorrichtung
zu nutzen, wird erreicht, daß aufgrund
der Hebelwirkung dieses freien Endes gegenüber dessen anderem Ende, welches am
Radialflansch des Mitnehmers angebunden ist, eine relativ geringe
Montagekraft durch die Montagevorrichtung in Radialrichtung aufzubringen
ist, wobei diese Montagekraft kleiner als die in Richtung zur Verzahnung
des Aufnehmers wirksame Vorspannkraft sein kann. Aufgrund eines
derart vorteilhaften Verhältnisses
der Montagekraft zur Vorspannkraft kann die letztgenannte so hoch
gewählt
werden, daß allein über die
Reibkraft innerhalb der Verzahnung eine axiale Bewegungshemmung
zwischen Mitnehmer und Aufnehmer erzielt wird. Auf eine zusätzliche Axialsicherung
kann dadurch verzichtet werden.
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Sofern
an dem besagten freien Ende des Axialansatzes eine Axialsicherung
für die
Verbindung zwischen Mitnehmer und Aufnehmer befestigt ist, kann
diese Axialsicherung im axialen Erstreckungsbereich der Verzahnung
in den Aufnehmer eingreifen. Dadurch ergibt sich ein sehr geringer
axialer Raumbedarf.
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Anspruchsgemäß kann der
Radialflansch des Mitnehmers mit einem axial elastischen Flansch ausgebildet
sein. Eine nochmalige Steigerung dieser axialen Elastizität liegt
darin, diesen letztgenannten Flansch mit einer elastischen Federwindung
auszuführen,
so daß sich
Taumelbewegungen der Kurbelwelle besser ausgleichen lassen. Eine
derartige elastische Federwindung am Flansch kann noch vorteilhafter
wirksam sein, wenn sie mit einem Dämpfungsmittel versehen ist,
wobei dieses vorzugsweise aus einem Elastomer besteht, das den durch
die Federwindung geschaffenen, radialen Freiraum zumindestteilweise
ausfüllt.
Durch ein derartiges Dämpfungsmittel
können
Schwingungen gedämpft
werden, die durch die zuvor erwähnten
Taumelbewegungen der Kurbelwelle an den Federwindungen ausgelöst werden
könnten.
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Auch
der Aufnehmer kann, nach dem Vorbild des Mitnehmers, mit einem axial
elastischen Flansch ausgebildet sein, wodurch zusätzliche
axiale Elastizität
in die Verbindung des Wandlergehäuses
mit der Kurbelwelle einbringbar ist, insbesondere, wenn der axial
elastische Flansch des Aufnehmers eine elastische Federwindung aufweist.
Außerdem
ist, wenn der Axialansatz des Aufnehmers an seinem freien Ende mit
einer Aufnahmefläche
für eine
Montagevorrichtung ausgebildet ist, bei erträglichen Montagekräften eine
hohe radiale Vorspannkraft zwischen den beiden Verzahnungen von
Mitnehmer und Aufnehmer erzielbar. Wie bereits erläutert, ist
hierdurch einerseits eine klapperfreie Verbindung zwischen den Verzahnungen
erzielbar und andererseits kann auf eine zusätzliche Axialsicherung verzichtet
werden.
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Um
bei derartigen Kupplungseinrichtungen die erforderliche Kupplungsfestigkeit
zu erhalten, müssen
die ineinander eingreifenden und gegeneinander vorgespannten Verzahnungen
mit relativ großer
radialer Vorspannung aneinander anliegen beziehungsweise die eingesetzten
Bauteile müssen entsprechend
steif sein. Dies heißt
jedoch, daß zur Herstellung
beziehungsweise zum Lösen
des Kupplungszustands eine relativ große radiale Kraft auf zumindest
eine der Verzahnungen ausgeübt
werden muß.
Die vorliegende Erfindung schlägt
daher gemäß einem
weiteren Aspekt eine Montagevorrichtung vor, welche dazu in der
Lage ist, bei derartigen Kupplungseinrichtungen die erforderlichen
Radialkräfte
zu erzeugen. Insbesondere wird eine Montagevorrichtung vorgeschlagen,
durch welche ein verzahnungsartiger Eingriff zwischen den Verzahnungen
zweier Komponenten herstellbar beziehungsweise lösbar ist, wobei die Verzahnungen
wenigstens radial ineinander eingreifen und die radial innen liegende
Verzahnung nach radial außen
gegen die radial außen
liegende Verzahnung vorgespannt ist und wobei diejenige Komponente,
welche die radial innen liegende Verzahnung aufweist, wenigstens
im Bereich ihrer Verzahnung radial elastisch verformbar ist. Die
Montagevorrichtung umfaßt
wenigstens ein Ringelement, das an der Komponente, welche die radial innen
liegende Verzahnung aufweist, drehbar angebracht oder anbringbar
ist. Das wenigstens eine Ringelement weist eine Verformungsformation
auf, durch welche bei Drehung des wenigstens einen Ringelements
um eine Drehachse die radiale Positionierung der Komponente, welche
die radial innere Verzahnung aufweist, im Bereich der radial inneren
Verzahnung veränderbar
ist.
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Diese
Montagevorrichtung ist vorzugsweise derart aufgebaut, daß die Verformungsformation
jedem Zahn oder jeweils einer Gruppe von Zähnen der radial inneren Verzahnung
zugeordnet eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Verformungsschräge aufweist,
welche nach radial innen gerichtet ist und in Umfangsrichtung einen
sich ändernden
Abstand zur Drehachse aufweist. Durch das Vorsehen dieser Verformungsschräge kann
in einfacher Weise das Umsetzen einer Drehbewegung in eine Radialverlagerung
erfolgen, wobei insbesondere durch den Schrägwinkel der Verformungsschräge beziehungsweise
der Verformungsschrägen
das Umsetzverhältnis
und somit die aufzuwendende Drehkraft bestimmbar ist.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, daß sich
in Umfangsrichtung an einen Bereich minimalen Abstands der Verformungsschräge von der
Drehachse oder/und an einen Bereich maximalen Abstands der Verformungsschräge von der
Drehachse ein Bereich mit näherungsweise
konstantem Abstand von der Drehachse anschließt. Näherungsweise konstanter Abstand
kann hier auch einen kurzen, sich im wesentlichen tangential zu
einer Radiallinie erstreckender Bereich belasten.
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Vorzugsweise
weist die erfindungsgemäße Montagevorrichtung
zwei Ringelemente auf.
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Diese
beiden Ringelemente umfassen dann zueinander jeweils entgegengesetzt
verlaufende Verformungsschrägen,
wobei jedem Zahn oder jeder Gruppe von Zähnen ein Paar gebildet aus
einer Verformungsschräge
jedes Ringelements zugeordnet ist.
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Mit
einer derartigen Montagevorrichtung kann zur Herstellung beziehungsweise
zum Lösen des
Kopplungseingriffs derart vorgegangen werden, daß die beiden Ringelemente um
die Drehachse in zueinander entgegengesetzter Richtung drehbar sind
beziehungsweise gedreht werden.
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Dabei
ist es vorteilhaft, wenn die beiden Ringelemente bezüglich einander
zur Drehung in Umfangsrichtung vorgespannt sind, vorzugsweise in eine
Relativdrehlage, in welcher der Kopplungseingriff zwischen den Verzahnungen
hergestellt ist.
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Um
vermittels der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung
den Kopplungszustand herstellen beziehungsweise lösen zu können, wird
vorgeschlagen, daß das
wenigstens eine Ringelement eine Werkzeugangriffsformation zum Angreifen
eines Werkzeugs aufweist, durch welches das wenigstens eine Ringelement
um die Drehachse drehbar ist.
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Da
die erfindungsgemäße Montagevorrichtung
sehr einfach aufgebaut ist, d. h. sehr kostengünstig und mit geringem Gesamtgewicht
aufgebaut ist, wird vorgeschlagen, daß das wenigstens eine Ringelement
an derjenigen Komponente drehbar gehalten ist, welche die radial
innere Verzahnung aufweist. Das heißt, das wenigstens eine Ringelement verbleibt
permanent an dieser bestimmten Komponente, auch dann, wenn der Kopplungszustand
hergestellt ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Kupplungseinrichtung
zur Herstellung einer Drehkopplung zwischen zwei um eine Drehachse
drehbaren Baugruppen, wobei die Kupplungseinrichtung einer der Baugruppen
zugeordnet eine erste Komponente mit einer ersten Verzahnung umfaßt und der anderen
der Baugruppen zugeordnet eine zweite Komponente mit einer zweiten
Verzahnung umfaßt, wobei
die beiden Verzahnungen radial ineinander eingreifen und radial
in den Eingriff vorgespannt sind. Eine derartige Kupplungseinrichtung
kann vorzugsweise mit einer erfindungsgemäßen Montagevorrichtung versehen
sein.
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Wie
bereits vorangehend angesprochen, müssen bei den verschiedenen
zur Kopplung dienenden Komponenten derartiger Kupplungseinrichtungen
zwei gegenläufige
Anforderungen erfüllt
werden. Zum einen müssen
sie eine ausreichende Radialelastizität aufweisen, um vermittels
Montagevorrichtungen den Kopplungszustand zwischen den beiden Verzahnungen
herstellen beziehungsweise lösen
zu können.
Zum anderen muß bei
hergestelltem Kopplungszustand, d. h. bei miteinander kämmenden
Verzahnungen, die Vorspannkraft derart stark sein, daß der Kopplungszustand
beibehalten bleibt und die beiden Verzahnungen in geeigneter Weise
in den Verzahnungseingriff gegeneinander vorgespannt sind. Um dieser
Anforderung gerecht zu werden, sieht die vorliegende Erfindung gemäß einem
weiteren Aspekt eine Verzahnungskomponente, insbesondere als Mitnehmer
oder Aufnehmer für
eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung
vor, welche Verzahnungskomponente einen zentralen Körperbereich
aufweist, von welchem nach radial außen eine Mehrzahl elastischer
zungenartiger Vorsprünge
ausgeht, wobei in einem radial äußeren Bereich
von jedem Vorsprung wenigstens ein Zahn der Verzahnung vorgesehen
ist.
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Bei
einer derartigen Ausgestaltung wird durch das Tragen von Zähnen oder
Gruppen von Zähnen
auf jeweiligen zungenartigen Vorsprüngen zunächst dafür gesorgt, daß aufgrund
der Elastizität der
zungenartigen Vorsprünge
durch verschiedene Montagewerkzeuge ein einfaches Lösen und
Wiederherstellen des Kopplungseingriffs möglich ist. Weiter sehen jedoch
die verschiedenen zungenartigen Vorsprünge durch die Möglichkeit,
geeignete federelastische Materialien, beispielsweise Federstahl, als
Aufbaumaterial auszuwählen,
eine ausreichende Vorspannkraft vor, durch welche die miteinander kämmenden
Verzahnungen in Eingriff gehalten werden können.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, daß die
radialen Vorsprünge
ausgehend vom Körperbereich
nach radial außen
eine abnehmende Breite in Umfangsrichtung aufweisen.
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Vorteilhafterweise
kann hier das Verhältnis A/I
von Breite im radial äußeren Bereich
zur Breite im radial inneren Bereich im Bereich von 0,5 ≤ A/I ≤ 1,2, vorzugsweise
bei ca. 0,8 liegen.
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Zum
Erhalt der erforderlichen Radialelastizität bei gleichwohl ausreichender
Festigkeit zur Übertragung
der auftretenden Drehmomente ist es vorteilhaft, wenn zwischen zwei
benachbarten radialen Vorsprüngen
am zentralen Körperbereich
ein im wesentlichen bogenförmiger Übergang
gebildet ist. Es hat sich hierbei als vorteilhaft erwiesen, wenn
der bogenförmige Übergang
einen Krümmungsradius
aufweist, welcher größer oder
gleich der Materialstärke
der Verzahnungskomponente im Bereich der radialen Vorsprünge ist.
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Zum
Erhalt der geforderten Radialelastizität einerseits und der geforderten
Radialvorspannkraft andererseits ist es ferner vorteilhaft, wenn
das Verhältnis
B/M von Breite in Umfangsrichtung zu Materialstärke jeweils im Bereich der
radialen Vorsprünge im
Bereich von 5 ≤ B/M ≤ 30, vorzugsweise
bei ca. 10 liegt.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Verzahnungskomponente,
bei welcher die vorangehend angesprochenen gegenläufigen Forderungen
in hervorragender Weise erfüllt
werden können,
ist vorgesehen, daß ausgehend
vom zentralen Körperbereich
die radialen Vorsprünge
zunächst
in einem ersten Biegungsbereich vorzugsweise näherungsweise in Achsrichtung
abgebogen sind, dann in einem zweiten Biegungsbereich im wesentlichen
nach radial außen
abgebogen sind und dann in einem dritten Biegungsbereich im wesentlichen
in Achsrichtung abgebogen sind und in diesem sich näherungsweise
axial, d. h. z.B. mit einem Winkel im Bereich von 0° bis 5° bezüglich der
Drehachse erstreckenden Bereich wenigstens einen Zahn der Verzahnung
aufweisen. Mit einer derartigen Anordnung wird die Radialelastizität durch
radiales Einfedern erhalten, wobei aufgrund der sich ergebenden
S-Form oder schwanenhalsartigen Form dafür gesorgt werden kann, daß bei dieser Einfederung insbesondere
die die Zähne
tragenden radial äußeren und
sich im wesentlichen axial erstreckende Bereiche radial verschoben
und im wesentlichen nicht verschwenkt werden, so daß über die
gesamte axiale Zahnlänge
hinweg ein gleichförmiges Ineingriffbringen
beziehungsweise Außereingriffbringen
mit der komplementären
Verzahnung erreicht wird und ebenso ein im wesentlichen radial gerichtetes
Vorspannen im wesentlichen ohne Verkippbewegung erzielt wird.
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Hier
ist es vorteilhaft, wenn ein Krümmungsradius
im zweiten oder/und dritten Biegungsbereich größer oder gleich dem 1,5fachen
der Materialstärke im
Bereich der radialen Vorsprünge
ist.
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Ferner
kann vorgesehen sein, daß der
zweite und der dritte Biegungsbereich zusammen einen im wesentlichen
durchgehenden, näherungsweise halbkreisartigen
Biegungsbereich bilden.
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Wenn
die radialen Vorsprünge,
so wie vorangehend beschrieben, im wesentlichen S- oder schwanenhalsförmig gebogen
sind und somit das Vorspannen und das radial Einwärtsbewegen
im wesentlichen durch biegungsartige Verformung in den verschiedenen
Biegungsbereichen erzielt wird, ist es vorteilhaft, wenn die radialen
Vorsprünge
in ihren sich im wesentlichen in Achsrichtung erstreckenden und jeweils
wenigstens einen Zahn aufweisenden Bereichen in Umfangsrichtung
im wesentlichen nicht gekrümmt
sind. Eine derartige Krümmung
hätte im Übergangsbereich
zum dritten Biegungsbereich die Bildung einer dreidimensional gekrümmten Oberfläche mit
entsprechender Steifigkeit zur Folge, was eine nachteilhafte Auswirkung
auf das Federungsverhalten haben könnte.
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In
diesem Falle ist es weiter bevorzugt, daß die radialen Vorsprünge im Bereich
des an den sich im wesentlichen in Achsrichtung erstreckenden Bereich
anschließenden
dritten Biegungsbereichs in Umfangsrichtung im wesentlichen nicht
gekrümmt sind.
Auch diese im wesentlichen bei Betrachtung in Umfangsrichtung planare
Ausgestaltung in diesem Bereich trägt zu einer erhöhten Federelastizität bei.
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Das
Federungsverhalten der erfindungsgemäßen Verzahnungskomponente kann
in vorteilhafter Weise weiter dadurch beeinflußt werden, daß wenigstens
einer der radialen Vorsprünge
wenigstens einen sich vorzugsweise im wesentlichen radial erstreckenden
Schlitz aufweist.
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Dieser
Schlitz kann beispielsweise derart ausgebildet sein, daß er sich
ausgehend vom Körperbereich
wenigstens bis zum zweiten Biegungsbereich erstreckt.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei
einer Verzahnungskomponente vorgesehen sein, daß die Zähne an der Verzahnungskomponente
jeweils im wesentlichen in Umfangsrichtung weisende Zahnflanken
aufweisen, und daß die
Zahnflanken bezüglich
einer Längsmittelebene
des jeweils zugeordneten Zahns in einem Winkel im Bereich von 10° bis 50°, vorzugsweise
20° bis
30°, geneigt
sind. Eine derartige Ausgestaltungsform führt zu dem Vorteil, daß einerseits durch
die Schrägstellung
der Zahnflanken die bei Drehmomenteinleitung auftretende radial
wirkende Kraftkomponente noch nich so groß ist, daß ein ungewolltes Außereingriffbringen
der Verzahnungen hervorgerufen wird. Andererseits weist eine derartige Schrägstellung
der Zahnflanken den Vorteil auf, daß geringe Fertigungstoleranzen,
welche bei deutlich kleinerer Schrägstellung der Zahnflanken zu
ungewünschtem
Bewegungsspiel führen
könnten,
leicht kompensiert werden können.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Kupplungseinrichtung,
welche eine erfindungsgemäße Verzahnungskomponente
als Mitnehmer oder/und als Aufnehmer aufweist.
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Die
Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es
zeigt im einzelnen:
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1 einen
Antrieb mit einem Mitnehmer, eingesetzt in einen Aufnehmer einer
Kupplungseinrichtung, als Schnittdarstellung;
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2 eine
Herauszeichnung eines Verzahnungsteils des Mitnehmers;
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3 eine
Draufsicht auf den Mitnehmer gemäß der Schnittlinie
III-III in 1, allerdings ohne Befestigungsschrauben;
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4 eine
Monagevorrichtung für
die Verbindung des Aufnehmers mit dem Mitnehmer in Form einer Spannschelle;
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5 wie 4,
aber mit einem Druckschlauch;
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6 wie 5,
aber mit einer Schutzhülle für den Druckschlauch;
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7 wie 4,
aber mit einem Spannring;
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8 wie 4,
aber mit einer Spannschlinge;
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9 die
Spannschlinge aus 8 als Einzelheit;
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10 wie 9,
aber in einer anderen Ausführung;
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11 wie 1,
aber mit konstruktiv anderer Ausbildung des Mitnehmers;
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12 wie 11,
aber mit einem zusätzlichen
Dämpfungsmittel;
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13 wie 1,
aber mit konstruktiv anderer Ausbildung von Mitnehmer und Aufnehmer;
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14 eine
der Darstellung der 11 entsprechende Ansicht mit
einer alternativen Ausgestaltungsform einer Montagevorrichtung;
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15 eine
vereinfachte Axialansicht der Darstellung der 14 bei
Betrachtung der 14 von rechts und bei hergestelltem
Kopplungszustand;
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16 eine
der 15 entsprechende Ansicht bei nicht hergestelltem
Kopplungszustand;
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17 eine
der 15 entsprechende Ansicht, bei welcher zusätzlich Vorspannelemente
erkennbar sind;
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18 eine
Axialansicht der beiden übereinander
liegenden Ringe der Montagevorrichtung;
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19 eine
der 18 entsprechende Ansicht, in welcher zusätzlich die
Vorspannelemente erkennbar sind;
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20 einen
vergrößerten Abschnitt
der 19;
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21 eine
Draufsicht einer Vorspannfeder;
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22 einen
vergrößerten Abschnitt
der 16;
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23 einen
vergrößerten Abschnitt
der 17;
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24 eine
der 14 entsprechende Ansicht einer weiteren alternativen
Ausgestaltungsform der Montagevorrichtung;
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25 eine
weitere der 14 entsprechende Ansicht mit
einer weiteren Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Montagevorrichtung;
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26 eine
Axialansicht eines erfindungsgemäßen Verzahnungselements
als Mitnehmer;
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27 eine
Schnittansicht des Verzahnungselements der 26 längs einer
Linie XXVII-XXVI in 26;
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28 eine
Abwandlung der in 26 dargestellten Verzahnungskomponente;
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29 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Abwandlung der in 26 gezeigten
Verzahnungskomponente;
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30 die
Verzahnungskomponente der 29 in
Axialansicht; und
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31 eine
Schnittansicht der Verzahnungskomponente der 30 längs einer
Linie XXXI-XXXI in 30.
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In
1 ist
das freie Ende der Kurbelwelle
3 einer Brennkraftmaschine
dargestellt, die als Antrieb
1 wirksam ist. Die Kurbelwelle
3 weist, über den
Umfang verteilt, eine Mehrzahl von Gewindebohrungen
5 auf,
in die jeweils ein Befestigungsmittel
7 in Form einer Schraube
9 mittels
eines Gewindeschaftes
11 derselben eingreift. Durch diese
Befestigungsmittel
7 ist ein Radialflansch
13 an
der Kurbelwelle
3 befestigt, der im radialen Bereich außerhalb
der Befestigungsmittel
7 eine Querschnittsschwächung erfährt und
dadurch einen Flansch
15 erhält, der axial elastisch ist.
Dieser Flansch
15 geht mittels einer Biegung
16 in
einen Axialansatz
17 über,
der an seinem, von der Kurbelwelle
3 abgewandten, freien
Ende
22 eine Verzahnung
19 mit sich im wesentlichen
in Achsrichtung ersteckenden Zähnen
20 aufweist.
Diese Zähne
20 gehen
axial, vor Erreichen der Biegung
16, in einen am Umfang
ausgebildeten Zahngrund
21 über. Durch den Radialflansch
13 und
den axial elastischen Flansch
15 mit dem Axialansatz
17 wird
ein Mitnehmer
23 gebildet, der in später ausführlicher zu beschreibender
Weise mit einem Aufnehmer
25 in Eingriff kommt, der als
Ring
27 ausgebildet und mittels einer Schweißnaht
29 an
einer Schwungmasse
31 befestigt ist, die einen Primärflansch
33 aufweist. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist dieser Primärflansch
33 Teil
eines Gehäuses
35 eines
hydrodynamischen Drehmomentwandlers als Kupplungseinrichtung, ist
aber ebenso als antriebsseitige Schwungmasse eines Zweimassenschwungrades denkbar,
wie es beispielsweise der
DE
44 22 732 A1 entnehmbar ist. Zur Aufnahme des Gehäuses
35 des hydrodynamischen
Drehmomentwandlers weist die Kurbelwelle
3 in ihrem Drehzentrum
eine Axialbohrung
39 zur Aufnahme eines am Primärflansch
33 radial
innen befestigten Lagerzapfens
41 auf.
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Zurückkommend
auf den Mitnehmer 23, weist dieser, wie aus den 2 und 3 besser
erkennbar ist, im Erstreckungsbereich seiner Verzahnung 19 zwischen
je zwei Zähnen 20 je
eine Zahnlücke 45 auf,
in die jeweils ein Zahn 53 einer Verzahnung 51 des
Aufnehmers 25 eingreift. Umgekehrt weist der Aufnehmer 25 seinserseits
zwischen je zwei Zähnen 53 seiner
Verzahnung 51 eine Zahnlücke 52 für je einen
Zahn 20 der Verzahnung 19 des Mitnehmers 23 auf.
Die Ausbildung eines Zahns 20 der Verzahnung 19 ist
hierbei besonders aus 2 erkennbar. Der Zahn 20 weist
umfangsseitig Zahnflanken 47 auf, die gegenüber der
Radialachse des Zahns 20 unter einem vom rechten Winkel
abweichenden Winkel verlaufen und dadurch eine Keilfläche 48 bilden.
In Radialrichtung wird der Zahn 20 durch einen Zahnabschluß 49 begrenzt.
Aufgrund seiner Ausbildung ist der Zahn 20 als Keil 50 wirksam,
der gemäß 3 in
die entsprechend ausgebildete Zahnlücke 52 zwischen zwei
Zähnen 53 des Aufnehmers 25 eingreift.
Die Zähne 53 des
Aufnehmers 25 sind, gemessen an ihrer Radialachse, ebenfalls
mit einem von der senkrechten abweichenden Winkel ausgebildet, so
daß an
jedem Zahn 53 beidseits Keilflächen 54 entstehen,
die hinsichtlich ihrer Neigung vorzugsweise an die Keilflächen 48 der
Zähne 20 angepaßt sind.
Bei entsprechender radialer Vorspannung der Zähne 20 des Mitnehmers 23 in Richtung
zum Zahngrund 55 am Aufnehmer 25 kann demnach
der Zahn 20 in der Zahnlücke 52 bereits festgeklemmt
sein, ohne diesen Zahngrund 55 erreicht zu haben.
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Wie
zuvor bereits erwähnt,
weisen die Zähne 20 der
Verzahnung 19 des Mitnehmers 23 eine Vorspannung
nach radial außen
auf. Für
eine einfache Montage der Kupplungseinrichtung an der Kurbelwelle 3 wird
auf den Axialansatz 17 im Bereich zwischen der Biegung 16 und
der Verzahnung 19 eine nachfolgend näher beschriebene Montagevorrichtung 70 (4 bis 10)
aufgesetzt, welche alle Zähne 20 des
Mitnehmers 23 nach radial innen drückt. Derart gehalten, ist der
Aufnehmer 25 ohne axiale Kraft auf die Verzahnung 19 des
Mitnehmers 23 aufschiebbar. Sobald die axiale Endstellung
zwischen Mitnehmer 23 und Aufnehmer 25 erreicht
ist, wird die Montagevorrichtung 70 gelöst und gibt dadurch die Zähne 20 frei,
woraufhin diese aufgrund ihrer radialen Vorspannung in die Verzahnung 51 des Aufnehmers 25 einfedern,
bis die zuvor bereits erwähnte
Klemmverbindung im Bereich der Keilflächen 48 und 54 der
Zähne 20, 53 entsteht.
Eine in Umfangsrichtung spielfreie Anbindung der Kupplungseinrichtung,
also des Wandlergehäuses 35 an
die Kurbelwelle 3, ist damit hergestellt.
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Damit
das Wandlergehäuse 35 in
dieser axialen Position verbleibt, ist der Mitnehmer 23,
bezogen auf den Umfang, mit zwei um 180° versetzten Klauen 59 ausgebildet,
die an den betreffenden Stellen anstatt eines Zahnes 20 vorgesehen
sind und ebenfalls unter radialer Vorspannung stehen. Diese Klauen 59 weisen
an ihrem dem Wandlergehäuse 35 zugewandten
freien Ende eine sich in Richtung zum Aufnehmer 25 erstreckende
Radialhalterung 61 auf, die in eine entsprechende Radialvertiefung 63 im Ring 27 des Mitnehmers 25 eintauchen
kann. Dieses Eintauchen wird vorzugsweise dann geschehen, wenn die
zuvor bereits erwähnte
Montagevorrichtung 70 gelöst ist und die Klauen 59 nach
radial außen
gefedert sind. Vorzugsweise ist die Radialhalterung 61 hierbei
keilförmig
ausgebildet und dringt in eine ebenso geformte Radialvertiefung 63 ein.
Das Eindringen endet, sobald die Klaue 59 in der Radialvertiefung 63 klemmend
gehalten ist. Sobald dies der Fall ist, kann sich das Wandlergehäuse 35 nicht
mehr vom Mitnehmer 23 lösen.
Die Klauen 59 sind demnach als Axialsicherung 57 wirksam.
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Die 4 bis 8 zeigen
wiederum eine der 1 vergleichbare Schnittansicht,
wobei aus Vereinfachungsgründen
auf die in 1 korrekterweise eingezeichnete
Verzahnung 19 – mit
Ausnahme der Schnittsbereiche der Verzahnung 19 – verzichtet
worden ist. Der Grund hierfür
liegt darin, daß die 4–8 lediglich
zur Darstellung der bereits erwähnten
Montagevorrichtung 70 dienen, weshalb im wesentlichen auch
lediglich dieses Element mit Bezugszeichen in den entsprechenden
Figuren dargestellt ist.
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Die
in 4 gezeigte Montagevorrichtung 70 wird
durch eine Spannschelle 71 gebildet, die im wesentlichen
axial zwischen der Biegung 16 und der Verzahnung 19 des
Mitnehmers 23 auf dessen Axialansatz 17 angeordnet
ist und an einem Ende eines Bandes 72 ein Schraubengehäuse 74 trägt, das
zur Aufnahme einer Spannschraube 73 dient. Diese greift
mit ihrem Schraubengewinde in eine am freien Ende 75 des
Bandes 72 ausgebildete Gewindeeindrückung, so daß bei Drehbewegungen
der Spannschraube 73 eine Zugkraft in Umfangsrichtung auf das
freie Ende 75 des Bandes 72 ausgeübt und dadurch
die Spannschelle 71 – je
nach Drehrichtung der Spannschraube 73 – verengt oder aufgeweitet
wird. Wird die Drehrichtung zum Verengen gewählt, dann schiebt sich, wie
in 4 in der oberen Hälfte erkennbar ist, das freie
Ende 75 des Bandes 72 weiter über den restlichen Teil des
Bandes 72. Aufgrund der dadurch herbeigeführten Verengung
der Spannschelle 71 wird von radial außen her eine Radialkraft auf
den Axialansatz 17 übertragen,
durch welche die Verzahnung 19 nach radial innen gedrückt wird.
Sobald dies geschehen ist, ist die Vorbereitung für ein axial
kraftfreies Aufschieben des Aufnehmers 25 auf den Mitnehmer 23 gegeben.
Ist diese Aufschiebebewegung beendet, wird die Spannschraube 73 in
Gegenrichtung gedreht, wodurch der Überlappungsgrad des freien
Endes 75 gegenüber
dem Rest des Bandes 72 reduziert und damit die Spannschelle 71 aufgeweitet
wird. Daraufhin kann die Spannschelle 71 völlig vom
Mitnehmer 23 gelöst
werden oder auf demselben wirkungslos verbleiben.
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In 5 ist
die Montagevorrichtung 70 durch einen Druckschlauch 78 gebildet,
der den Axialansatz 17 umschließt. Gemäß 5 ist dieser
Druckschlauch 78 drucklos und weist daher an seiner dem Axialansatz 17 zugewandten
radialen Innenseite eine Abplattung 82 auf. Der Druckschlauch 78 ist über einen
Druckanschluß 79 an
einer nur schematisch dargestellten Druckquelle 80 anschließbar und wird,
sobald er durch die letztgenannte mit Überdruck beaufschlagt wird,
hinsichtlich seines Querschnittes aufgeweitet und drückt dadurch,
bei gleichzeitiger flächenmäßiger Verkleinerung
der Abplattung 82 den Axialansatz 17 nach radial
innen. Dadurch ist der Axialansatz 17 in die für den Montagevorgang
erforderliche Form gebracht. Zum Aufheben der Wirkung der Montagevorrichtung 70 ist
lediglich die Wirkung der Druckquelle 80 aufzuheben. Auch
bei dieser Ausführungsform
kann der Druckschlauch 78 vom Mitnehmer 23 abgenommen
werden oder auf diesem wirkungslos verbleiben.
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6 zeigt
eine Abwandlung der Ausführungen
nach 5, wobei lediglich eine Schutzhülle 83 für den Druckschlauch 78 denselben
umschließt.
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7 zeigt
einen Spannring 84 als Montagevorrichtung 70,
wobei dieser Spannring auf einem konusförmigen Abschnitt 85 des
Axialansatzes 17 verschiebbar angeordnet ist. Wird der
Spannring 84 gemäß 7 nach
rechts verschoben, also in Richtung zur Aufweitung des Axialansatzes 17,
drückt
er den letztgenannten auf die Größe des Innendurchmessers
des Spannrings 84 zusammen. Umgekehrt bewirkt eine Bewegung
des Spannringes 84 in Gegenrichtung ein Ausfedern des Axialsansatzes 17 nach radial
außen.
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8 zeigt
eine Ausführung
der Montagevorrichtung 70 mit einer Spannschlinge 87,
die aus 9 deutlicher ersichtlich ist.
Diese Spannschlinge 87 weist Spreizenden 88 auf,
die so vorgespannt sind, daß sie
sich einander annähern
wollen. Die Spannschlinge 87 nimmt dann ihren in durchgezeichneten
Linien dargestellten Durchmesser an. Nach Ansetzten eines nicht
gezeigten Werkzeuges an den Spreizenden 88 lassen diese
sich in Umfangsrichtung übereinander
ziehen, bis sie die mit gestrichelten Linien eingezeichnete Position
erreicht haben. Die Spannschlinge 87 ist dann hinsichtlich
ihres Durchmessers verengt und wird den Axialansatz 17 nach
radial innen drücken.
Zur Aufhebung der Wirkung dieser Spannschlinge 87 ist lediglich
das nicht gezeigte Werkzeug von den Spreizenden 88 zu entfernen.
Diese federn dann in ihre ursprüngliche
Stellung zurück
und entlasten dadurch den Axialansatz 17.
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10 zeigt
eine andere Bedienungsart der Spannschlinge 87. Hierbei
wird von radial außen
her ein Werkezug 90 auf den Axialansatz 17 aufgesetzt. Dieses
Werkzeug 90 weist Stempel 93 auf, welche die Schlinge 87 im
Bereich eines Halteendes 91 sowie eines Zugendes 92 in
radialer Anlage am Axialansatz 17 halten. Das besagte Halteende 91 ist hierbei
in einen der Stempel 93, nämlich in den gemäß 10 rechten,
eingeführt
und dort festgehalten, während
das Zugende 92 in einem Zugmittel 94 gehalten
ist. Bei diesem Zugmittel 94 kann es sich beispielsweise
um eine Klemme handeln. Sobald sich dieses Zugmittel 94 in
Richtung des in 10 eingezeichneten Pfeiles bewegt,
wird die am Halteende 91 gesicherte Schlinge 87 von
der in durchgezogenen Linien dargestellten Position in die mit unterbrochenen
Linien gezeichnete Position verengt und übt damit eine verengende Radialkraft
auf den Axialansatz 17 aus. Zum Entlasten der Schlinge 87 wird
das Zugmittel 94 dagegen in umgekehrter Richtung bewegt.
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In 11 soll
der Augenmerk hauptsächlich auf
die konstruktive Ausbildung des Radialflansches 13 gerichtet
werden, welcher den wesentlichen Unterschied gegenüber der
Ausführung
gemäß der bereits
beschriebenen 1 darstellt. So ist der axial elastische
Flansch 15 radial außerhalb
seines zur Befestigung an der Kurbelwelle 3 dienenden Durchmessers
mit einer Federwindung 96 ausgebildet, die im Querschnitt
in etwa die Form eines seitenverkehrten Buchstabens „C" aufweist. Der radial äußere Schenkel
dieser Federwindung 96 ist dem bereits beschriebenen Axialansatz 17 nach 1 vergleichbar, und
trägt an
seinem Außenumfang
im axial mittleren Bereich die Verzahnung 19. In Richtung
zur Kurbelwelle 3 schließt sich gegenüber der
Verzahnung 19 ein axial freies Ende 98 an, das
an seinem Außenumfang
eine Auflagefläche 99 für eine Montagevorrichtung 70 aufweist,
wie sie beispielsweise in den 4 bis 10 dargestellt
ist. An diesem freien Ende 98 ist außerdem eine Axialsicherung 57 befestigt,
die in bereits bekannter Weise mit einer Klaue 59 in eine Radialvertiefung 63 im
Aufnehmer 25 eingreift. Aufgrund der Befestigung dieser
Klaue 59 am freien Ende 98 des Axialansatzes 17 greift
diese im axialen Erstreckungsbereich der Verzahnung 51 des
Aufnehmers 25 in die entsprechende Radialvertiefung 63 ein,
so daß der
verfügbare
axiale Bauraum voll genutzt wird. Gleichzeitig ist aufgrund der
Hebelwirkung des freien Endes 98 gegenüber der Biegung 16 des axial
elastischen Flansches 15 eine relativ geringe Montagekraft,
ausgeübt
durch die besagte Montagevorrichtung 70, erforderlich,
um eine vergleichsweise hohe radiale Vorspannkraft zu überwinden,
die aufgrund der konstruktiven Ausführung der Federwindung 96 bevorzugt
am Mitnehmer 23 erzeugt werden kann.
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12 zeigt
zusätzlich
zu der Ausführung nach 11 Dämpfungsmittel 100 in
Form eines Elastomers 102, der in einen Freiraum 104 der
Federwindung 96 des Radialflansches 13 einsetzbar
ist. Denkbar ist sowohl eine ringförmige Ausführung des Elastomers als auch
in vorbestimmten Umfangsabständen
voneinander angeordnete einzelne Elastomere.
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Während bei
den bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen
der Aufnehmer 25 stets den Mitnehmer 23 ringförmig umgeben
hat, zeigt 13 eine andere Ausführungsform,
bei welcher der Aufnehmer 25 durch einen Träger 105 gebildet
wird, der mittels einer Schweißnaht 107 am
Primärflansch 33 des
Wandlergehäuses 35 befestigt
ist. Dieser Träger 105 ist
als axial elastischer Flansch 106 ausgebildet und im radial äußeren Bereich
mit einer elastischen Federwindung 108 versehen. Diese
wirkt bei der Ausführung
gemäß 13 im
Querschnitt wie der Buchstabe „C", wobei der radial äußere Schenkel dieser
Federwindung 108 als Axialansatz 110 wirksam ist,
der im Umfangsbereich die Verzahnung 51 des Aufnehmers 25 trägt und,
dem Wandlergehäuse 35 zugewandt,
ein freies Ende 112 aufweist, das radial außen mit
einer Auflagefläche 114 für eine Montagevorrichtung 70 versehen
ist, wie sie beispielsweise in den 4 bis 10 beschrieben
ist. Durch diese Montagevorrichtung ist das freie Ende 112 wegen
seines Hebelarms gegenüber
dem axial elastischen Flansch 106 kleiner als die radiale
Vorspannkraft bemessbar, welche die Verzahnung 51 nach
radial außen
in die Verzahnung 19 drückt,
die am Innenumfang des Axialansatzes 17 des Mitnehmers 23 ausgebildet
ist. Auch bei dieser Ausführung
kann, wegen der relativ hohen Radialkraft zwischen den Verzahnungen 19, 51,
auf eine zusätzliche
Axialsicherung verzichtet werden.
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Die 14 bis 23 stellen
eine weitere Ausgestaltungsform einer Montagevorrichtung 70 dar,
welche insbesondere mit einer ebenfalls in den 14 bis 23 dargestellten
Ausgestaltungsform des Mitnehmers 23 eingesetzt werden
kann. Es wird jedoch darauf verwiesen, daß diese Montagevorrichtung 70 ebenso
Anwendung bei vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen des
Mitnehmers finden kann, insbesondere bei den Ausgestaltungsformen
gemäß den 11 bis 13.
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Zunächst erkennt
man, daß im
Gegensatz zu den vorangehend beschriebenen Varianten der Mitnehmer 23,
der z.B. aus Federstahl gebildet sein kann, mit einem zentralen
scheibenartigen Bereich 115 ausgebildet ist, an dem sich
in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend eine Vielzahl von federartig
ausgebildeten Zungen 116 anschließt. Jede der Zungen 116 trägt in ihrem
radial äußeren Bereich
einen Zahn der Verzahnung 19, wobei jeder dieser Zähne die
vorangehend detailliert beschriebene Konfiguration aufweisen kann.
Insbesondere weist wiederum jede der Federzungen 116 den
Axialansatz 17 auf, auf welchem dann ein jeweiliger Zahn
sich nach radial außen
erstreckend getragen ist. Ferner ist jedem Zahn der Verzahnung 19 zwischen
zwei Zähnen
der Verzahnung 51 am Aufnehmer 25 eine Lücke zugeordnet,
so daß in
der vorangehend beschriebenen Art und Weise die Zähne der
Verzahnungen 19, 51 in Eingriff gebracht werden
können.
Es ist selbstverständlich,
daß auch
bei derartiger Ausgestaltung des Mitnehmers 23 eine Axialfixierung
vorgesehen sein kann, wie sie beispielsweise mit Bezug auf die 11 beschrieben
worden ist.
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Die
in den 14 bis 23 dargestellte Montagevorrichtung 70 umfaßt zwei
Ringelemente 110, 112, die auf der Auflagefläche 99 im
Bereich des freien Endes 98 des Axialansatzes 17 drehbar
getragen sind. Insbesondere erkennt man, daß auf den einzelnen Axialansätzen 17 die
Ringelemente 110, 112 axial fixiert zwischen den
Zähnen
der Verzahnung 19 und einem Fixiervorsprung oder Sicherungsvorsprung 120 gehalten
sind, welcher beispielsweise durch Umformen, Verstemmen oder dergleichen
des freien Endes 98 des Axialansatzes 17 erzeugt
werden kann. Das heißt,
der Mitnehmer 23 kann mit den Ringen 110, 112 eine
vormontierte Einheit bilden, die dadurch erzeugt wird, die einzelnen
Federn oder Federzungen 116 durch ein weiteres Werkzeug
nach radial innen gebogen werden, die Ringelemente 110, 112 aufgeschoben
werden und dann die Federzungen 116 freigegeben werden,
bis die Ringe in der dargestellten Form am Mitnehmer 23 gehalten
sind. Wie man insbesondere in den Detailansichten der 18, 19 und 20 erkennt,
welche die Ausgestaltung der beiden Ringelemente 110, 112 zeigen, weisen diese
Ringelemente 110, 116 an ihren Innenumfangsbereichen 124 eine
Verformungsformation 122 auf. Diese umfaßt jedem
Zahn der Verzahnung 119 zugeordnet, d. h. jeder Federzunge 116 zugeordnet,
am Ringelement 110 eine Verformungsschräge 126, die sich in
Umfangsrichtung erstreckt und an welche in Umfangsrichtung folgend
jeweils Bereiche 128 beziehungsweise 130 mit näherungsweise gleichbleibendem
Abstand von der Drehachse A anschließen. In Umfangsrichtung auf
den Bereich 130 folgt dann eine Stufe 132 und
darauf wieder ein Bereich 128. In entsprechender Weise
weist das in 20 zum größten Teil verdeckt liegende
Ringelement 112 jedem Zahn der Verzahnung 19,
d. h. jeder Federzunge 116 zugeordnet eine Verformungsschräge 134 auf,
an welche wiederum Bereiche 136 beziehungsweise 137 mit
näherungsweise
gleichbleibendem Abstand zur Drehachse A anschließen. Die
beiden Ringe können
von identischem Aufbau und zueinander verdreht aufeinander gelegt
sein, so daß letztendlich
die in 20 dargestellte Anordnung erhalten
wird, bei welcher jeweils ein Paar von Verformungsschrägen 126, 134 sich
gegenläufig
erstreckend, jedoch einander zugeordnet angeordnet ist.
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Wie
man insbesondere in den 18 und 19 erkennt,
weist ferner jedes Ringelement 110, 112 an mehreren
Umfangspositionen eine Angriffsformation 138 für ein Betätigungswerkzeug
auf. Die Angriffsformationen 138 am Ringelement 110 umfassen
ein Langloch 140 und eine daran anschließende Öffnung 142.
In entsprechender Weise umfaßt
die Angriffsformation 138 am Ringelement 112 ein
zum Teil verdeckt liegendes Langloch 144 und eine daran anschließende Öffnung 146 auf.
Da die beiden Ringelemente 110, 112 identisch
aufgebaut sind und zueinander im entgegengesetzten Sinne angeordnet sind,
liegt das Langloch 114 des Ringelements 110 zum
Teil über
dem Langloch 144 des Ringelements 112 und gibt
ferner die Öffnung 146 des
Ringelements 112 frei. In entsprechender Weise liegt die Öffnung 142 des
Ringelements 110 über
dem nur verdeckt gezeigten Teil des Langlochs 144 des Ringelements 112.
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Das
zum Einsatz kommende Werkzeug kann beispielsweise zwei näherungsweise
parallel liegende Stifte oder Abschnitte umfassen, die einander
angenähert
werden können;
beispielsweise können dies
zwei über
eine Spiral- oder Schraubenfederwindung verbundene Federendabschnitte
sein. Zur Betätigung
werden diese beiden Abschnitte in die aufgrund der Langlöcher 140 beziehungsweise 144 zugänglichen Öffnungen 142, 146 der
Ringelemente 110, 112 eingeschoben, und durch
gegenseitiges Annähern
der beiden Abschnitte könnnen
die beiden Ringelemente 110, 112 in Umfangsrichtung
bezüglich
einander verdreht werden. Da die durch die Öffnungen 142, 146 durchgreifenden
Abschnitte des Betätigungswerkzeugs
ferner jeweils in den Langlöchern 144 beziehungsweise 140 des
jeweils anderen Ringelements 112, 110 eingreifen,
ist hier eine Verdrehbarkeit der beiden Ringelemente 110, 112 nicht behindert,
auch wenn die beiden Endabschnitte vollständig durch die Öffnungen 142, 146 hindurchgeschoben
werden. Es sei darauf verwiesen, daß hier die 18, 19 und 20 einen
Zustand darstellen, in welchem die Axialansätze 17 der jeweiligen
Federzungen 116 im Bereich der Abschnitte oder Bereiche 128, 136 liegen,
d. h. nach radial außen
verschoben sind. Dieser Zustand ist ebenfalls in den 15 und 17 dargestellt.
Man erkennt dort, daß die
Zähne der
Verzahnung 19 im wesentlichen vollständig zwischen jeweils zwei
Zähne der
Verzahnung 51 eingreifen.
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Wie
man beispielsweise in den 17, 19 und 22 erkennen
kann, können
die beiden Ringelemente 110, 112 jeweils einander
zugeordnete Ausnehmungen 150 aufweisen, die in der in den 17, 19 und 20 dargestellten
Relativdrehlage übereinander
liegen. In diesen Ausnehmungen 150 sind im wesentlichen
H-förmig
ausgebildete Blattfederelemente 152 angeordnet, welche durch
jeweilige Einkerbunden oder Vertiefungen 154, 156 die
beiden Ringelemente 110, 112 axial zusammenhalten
und welche darüber
hinaus eine Vorspannung der Ringelemente 110, 112 in
die in den 17, 19, 22 dargestellte
Relativdrehlage bewirken.
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Um
beispielsweise ausgehend von der in 14 dargestellten
Positionierung, in welcher die beiden Verzahnungen 19, 51 vollständig miteinander kämmen, diesen
Kopplungseingriff zu lösen,
wobei in diesem Zustand die beiden Ringelemente 110, 112 ebenfalls
die in den 15, 17, 18, 19, 20 und 23 dargestellte
Relativlage bezüglich
einander einnehmen, wird in zumindest eine der Angriffsformationen 138 ein
Betätigungswerkzeug mit
seinen beiden Abschnitten eingeführt,
d. h. in jede der Öffnungen 142, 146 wird
ein derartiger Abschnitt eingeführt.
Daraufhin werden entgegen der Vorspannung der Blattfederelemente 152,
sofern diese vorgesehen sind, die beiden Abschnitte in Umfangsrichtung
jeweils einander angenähert,
mit der Folge, daß die
in die Öffnungen 142, 146 eingreifenden
Abschnitte sich in dem jeweils im anderen Ringelement 110, 112 vorgesehenen
Langloch 140, 144 verschieben, bis letztendlich
die in den 16 und 22 dargetellte
Relativdrehlage der Ringelemente 110, 112 erreicht
ist. Bei Durchführung
dieser Relativdrehung bewegen sich die einzelnen Verformungsschrägen 126, 134,
die jeweils einem der Zähne
der Verzahnung 19 zugeordnet sind, jeweils entlang einer zugeordneten
Außenkante
der Auflagefläche 99 des Axialansatzes 17 und
führen
dazu, daß diese
Außenkante
und somit der gesamte Axialansatz 17 nach radial einwärts gedrückt wird.
Folge daraus ist, daß,
wie insbesondere in 22 erkennbar ist, die Zähne der Verzahnung 19 ebenfalls
nach radial innen bewegt werden und somit die gegenseitige radiale
Vorspannung zwischen den Verzahnungen 19, 51 aufgehoben
ist und aufgrund der keilförmigen
Ausgestaltung der Verzahnungen nunmehr ein leichtes axiales Verschieben
dieser Verzahnungen, d. h. des Mitnehmers 23 sowie des
Aufnehmers 25 bezüglich
einander ermöglicht
ist. Nach dem axialen Entfernen von Mitnehmer 23 und Aufnehmer 25 kann
das in die Öffnungen 142, 146 eingeführte Werkzeug
freigegeben werden, so daß durch
die Wirkung der Blattfederelemente 152 die Ringelemente 110, 112 wieder
bezüglich
einander derart verdreht werden, daß in entgegengesetzter Richtung
die Verformungsschrägen 126, 134 an dem
Auflageflächenbereich 99 abgleiten
und dann die Axialansätze 17 durch
die Federelastizität
der Federzungen 116 wieder nach radial außen bewegt werden,
bis letztendlich wieder die in den 15, 17 und 23 dargestellte
Lage der Verzahnung 19 – nunmehr jedoch ohne in die
Verzahnung 51 einzugreifen – erreicht ist.
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Hier
könnte
beispielsweise auch eine Anordnung geschaffen sein, bei welcher
die Blattfederelemente 152 nicht vorgesehen sind, bei welcher
jedoch dafür
gesorgt ist, daß beispielsweise
in dem in 22 dargestellten Zustand nicht
die Bereiche 130 beziehungsweise 137 in Umfangsrichtung
mit der Auflagefläche 29 ausgerichtet
sind, sondern weiterhin diese Verformungsschrägen 126, 134 an
den Axialansätzen 17 angreifen,
so daß nach
Freigeben der beiden Ringelemente 110, 112 durch
Abziehen des Werkzeugs aufgrund der nach radial außen gerichteten
Vorspannung der Axialansätze 17 zwangsweise die
Ringelemente 110, 112 in die beispielsweise in 23 dargestellte
Lage gedreht werden. Dies bedeutet, daß bei derartiger Ausgestaltung
auf die Bereiche 130, 137 vollständig verzichtet
werden kann.
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Es
sei darauf verwiesen, daß bei
Erreichen der beispielsweise in 22 dargestellten,
nach innen verschobenen Lage der Federzungen 116 beziehungsweise
Axialansätze 17 ein
Abfallen der Ringelemente 110, 112 vom Mitnehmer 23 nicht
möglich ist,
da auch dann die Sicherungsvorsprünge 120 dafür sorgen,
daß eine
axiale Halterung der Ringe 110, 112 vorgesehen
ist.
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Man
erkennt, daß im
zusammengesetzten Zustand die Ringelemente 110, 112 gleichzeitig
einen Axialanschlag für
die Aufnahme 25, d. h. die maximal aufeinander zu verschobene
Stellung von Aufnehmer 25 und Mitnehmer 23 definieren
können,
wobei hier dann selbstverständlich,
wie bereits vorangehend ausgeführt,
Axialsicherungen im Bereich der Verzahnungen vorgesehen sein können. Das
axiale Klemmen der Ringelemente 110, 112 zwischen
dem Aufnehmer 25 und den Sicherungsvorsprüngen 120 hat
ferner den Vorteil, daß im
Betrieb Klappergeräusche
durch Gegeneinander schlagen der Ringelemente 110, 112 vermieden
werden können,
auch wenn die Ringelemente 110, 112 auch im zusammengesetzten
Zustand permanent am Mitnehmer 23 verbleiben.
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Eine
Abwandlung der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsform ist
in 24 gezeigt. Der Aufbau unterscheidet sich von
dem vorangehend Beschriebenen lediglich insofern, als die beiden
Ringelemente 110, 112 der Montagevorrichtung 70 in
ihren radial äußeren Bereichen
aufeinander zu gekrümmt
sind, so daß sich
eine tellerartige Struktur ergibt. Es wird somit zusätzlich eine
die beiden Ringelemente 110, 112 axial auseinanderschiebende Kraftkomponente
eingeführt,
welche in Zusammenwirkung mit der axialen Einspannung zwischen der Aufnahme 25 und
den Sicherungsvorsprüngen 120 einen
verbesserten Schutz gegen Klappgeräusche vorsieht.
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Die 14 und 24 zeigen
jeweils Ausgestaltungsformen, in welchen die Ringelemente 110, 112 als
Stanzteile aus Blech ausgestanzt werden können. In 25 ist
eine Ausgestaltungsform gezeigt, in welcher die Ringelemente 110, 112 beispielsweise
als Ziehteile ausgebildet sind und eine näherungsweise topfartige Struktur
annehmen. Das heißt,
sie erstrecken sich von dem Bereich, in dem sie mit den Axialansätzen 17 zusammenwirken,
zunächst
nach radial außen,
sind dann leicht in Achsrichtung und nach radial außen abgeschrägt, gehen dann
in einen weiteren sich radial erstreckenden Bereich über, in
dem die einzelnen Angriffsformationen 138 für das Werkzeug
liegen können,
und können sich
von dort noch weiter in axialer Richtung erstrecken, wie durch Strichlinie
angedeutet. Der Vorteil einer derartigen Ausgestaltungsform ist,
daß hinsichtlich
des Bereichs, in dem die Angriffsformationen 138 anzuordnen
sind, eine größere Auswahlfreiheit
vorhanden ist. So kann durch Anordnen dieser Angriffsformationen
radial weiter außen
eine leichtere Zugänglichkeit
derselben für
das Betätigungswerkzeug erzielt
werden. Hier wäre
es möglich,
die Angriffsformationen 138 in dem radial äußeren und
sich axial erstreckenden Bereich anzuordnen. Dies hat ferner aufgrund
der dann herrschenden Hebelverhältnisse den
Vorteil, daß die
zum Verformen der einzelnen Federzungen 116 nach radial
einwärts
erforderliche Kraft leichter erzeugt werden kann.
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Es
sei darauf verwiesen, daß,
so wie dargestellt, vorzugsweise die einzelnen Angriffsformationen 138 im
Winkelabstand von 90° vorgesehen
sind, so daß von
verschiedenen Umfangsbereichen her auf die Ringelemente 110, 112 eingewirkt
werden kann. Es ist jedoch jede beliebige andere Positionierung
beziehungsweise jede andere Anzahl an Angriffsformationen möglich. Auch
hinsichtlich der Blattfederelemente 152, welche vorzugsweise
paarweise mit einem Winkelabstand von 180° angeordnet sind, ist jede beliebige
andere Zahl an derartigen Vorspann-Blattfederelementen denkbar.
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Grundsätzlich sei
noch darauf verwiesen, daß die
dargestellten Ausgestaltungsformen der Montagevorrichtung 70 mit
zwei Ringelementen 110, 112 besonders bevorzugt
ist, da dann durch einfaches Aufeinanderzubewegen zweier Abschnitte
eines Betätigungswerkzeugs
eine Relativdrehbewegung und damit die Betätigung der Axialabschnitte 17 erreicht
wird. Grundsätzlich
ist jedoch auch ein Aufbau der Montagevorrichtung 70 aus
einem einzigen Ringelement, beispielsweise dem Ringelement 110, denkbar,
das dann durch ein entsprechendes Betätigungswerkzeug alleine bezüglich des
Mitnehmers 23 zu verdrehen ist, um vermittels der Verformungsschrägen 126 die
Axialansätze 17 nach
radial innen zu verschieben beziehungsweise durch gegenläufiges Drehen
nach radial außen
freizugeben. Vor dem Zusammensetzen des Mitnehmers 23 mit
der Aufnahme 25 müßte dabei
beispielsweise der Mitnehmer 23 festgehalten werden und
dann das Ringelement 110 so weit gedreht werden, bis die
Bereiche 130 jeweils über
den einzelnen Auflageflächen 99 liegen
und eine ungewollte Rückdrehung
des Ringelements 110 nicht stattfinden kann. Nachdem dann
der Mitnehmer 23 axial auf den Aufnehmer 25 zu
bewegt worden ist und die Zähne
der Verzahnung 19 bereits zwischen die Zähne der
Verzahnung 51 eingreifen, kann dann unter Festhalten des
Deckels 31 des Drehmomentwandlers, d. h. unter Festhalten
des Aufnehmers 25, das Ringelement 110 im entgegengesetzten
Sinne gedreht werden, so daß die
Axialansätze 17 freigegeben
werden. Zum Lösen
dieses Kopplungseingriffs wird dann unter Festhalten des Aufnehmers 25 das
Ringelement 110 wieder gedreht, um die Axialansätze 17 nach
radial innen zu verlagern.
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Es
sei noch einmal darauf verwiesen, daß die in den 14 bis 25 dargestellten
Ausgestaltungsformen der Montagevorrichtung 70 auch bei anders
aufgebauten Mitnehmern eingesetzt werden können, insbesondere muß der Mitnehmer
nicht, so wie vorangehend beschrieben, mit Federzungen ausgebildet
sein. Das heißt,
auch bei einem Mitnehmer, wie er in 1 dargestellt
ist, könnte
eine derartige Montagevorrichtung 70 eingesetzt werden.
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Ferner
sei darauf hingewiesen, daß an
jeder Federzunge 116 mehrere Zähne der Verzahnung 19 vorgesehen
sein können,
so daß die
diesen Federzungen 116 zugeordneten Verformungsschrägen eine
Gruppe von Zähnen
radial bewegen können.
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Die 26 und 27 zeigen
noch einmal eine Verzahnungskomponente, hier den Mitnehmer 23,
wie er bei einer vorangehend beschriebenen Kopplungseinrichtung
eingesetzt werden kann und beispielsweise auch in 11 oder
den 14, 24 und 25 dargestellt
ist.
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Dieser
Mitnehmer 23 weist einen im wesentlichen kreisringartig
aufgebauten Körperbereich 115 auf,
in dem die Öffnungen
oder Löcher 117 zur
Befestigung desselben beispielsweise an einem Kurbelwellenflansch
oder dergleichen vorgesehen sind. Vom Körperbereich 115 gehen
in radialer Richtung jeweils die Vorsprünge 116 oder Federzungen 116 aus.
Es sei darauf verwiesen, daß ein
derartiger Mitnehmer 23 vorzugsweise aus einem Federstahlrohling
gestanzt und dann in die dargestellte Form gebogen wird.
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Es
wird somit in Verbindung mit der speziellen nachfolgend noch zu
beschreibenden Formgebung die erforderliche Federelastizität zum Herstellen
und Lösen
des Kopplungseingriffs einerseits und die erforderliche radiale
Vorspannkraft zum Beibehalten des Kopplungszustands andererseits
erhalten. Wie man insbesondere in 27 erkennt,
weisen ausgehend vom Körperbereich 115 die
Vorsprünge 116 zunächst einen
ersten Biegungsbereich 180 auf, in welchem diese näherungsweise,
d. h. im Winkelbereich von 0° bis
20° bezüglich der
Drehachse geneigt in Achsrichtung abgebogen sind. Auf diesen ersten
Biegungsbereich 180 folgt ein erster sich im wesentlichen
axial erstreckender Bereich 182. An diesen Bereich 182 schließt ein zweiter
nach radial außen
abbiegender Biegungsbereich 184 an, welcher in einen dritten
Biegungsbereich 186 übergeht. Durch
den zweiten Biegungsbereich 184 und den dritten Biegungsbereich 186 geht
jeder radiale Vorsprung 116 wieder in den Axialansatz 17 über, der
einen weiteren sich im wesentlichen, d. h. näherungsweise axial erstreckenden
Bereich bildet, welcher sich ausgehend von dem zugeordneten Biegungsbereich – hier dem
dritten Biegungsbereich 186 – in entgegengesetzter Richtung
zu dem sich im wesentlichen axial erstreckenden Bereich 182 erstreckt,
so daß diese
bei Betrachtung in radialer Richtung sich im wesentlichen überlappen.
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Vorteil
dieser im wesentlichen S-förmigen oder
schwanenhalsförmigen
Konturierung oder Biegung der einzelnen Radialvorsprünge 116 ist,
daß bei Erzeugung
einer radialen Kompression oder Aufweitung diese Bewegungen derart
stattfinden werden, daß die
Axialansätze 17 im
wesentlichen nur radial verschoben, nicht jedoch um den dritten
Biegungsbereich 186 und dann bezüglich der Drehachse A verkippt
werden. Dies bedeutet, daß bei
Einsatz einer Montagevorrichtung, wie sie vorangehend in verschiedenen
Ausgestaltungsformen beschrieben worden ist, und Einwirken auf die
freien Endbereiche der Axialansätze 17 durch
das Verschieben dieser Axialansätze
nach radial innen die Verzahnungen 19, 51 über ihre
axiale Länge
hinweg näherungsweise gleichförmig außer Eingriff
beziehungsweise außer Anlage
gebracht werden, so daß bereits
ein geringes Bewegen dieser Axialansätze 17 nach radial
einwärts
zum Lösen
des Kopplungszustands beziehungsweise der gegenseitigen Anlage der
Zähne führt und
der Mitnehmer 23 von dem Aufnehmer 25 weg bewegt
werden kann. Entsprechendes gilt für das Bereitstellen der radialen
Vorspannkraft. Auch hier ist durch die Verschiebung der Axialansätze 17 nach
radial außen
im wesentlichen ohne Verschwenkung bezüglich der Drehachse A dafür gesorgt,
daß über die
gesamte axiale Länge
der Zähne
der Verzahnungen 19, 51 hinweg ein gleichmäßiger Anlagedruck
erzeugt wird, so daß punktuelle
Lastspitzen an den Zähnen,
insbesondere an den axialen Enden der Zähne, weitgehend vermieden werden
können.
Es sei darauf hingewiesen, daß vorzugsweise
hier die einzelnen Axialansätze 17 sich
ausgehend vom dritten Biegungsbereich 186 bezüglich der
Drehachse unter einem leichten Winkel nach außen erstrecken können, beispielsweise
im Bereich von bis zu 5°. Dies
hat zur Folge, daß bei
nachfolgender nach radial innen gerichteter Beaufschlagung zum Herstellen
beziehungsweise Lösen
des Kopplungszustands durch das im Bereich der freien Enden der
Axialansätze
angreifende Werkzeug bei der angesprochenen nach radial innen stattfindenden
Verschiebebewegung gleichzeitig die einzelnen Axialansätze in eine
zur Achse parallele Lage gebracht werden können oder sogar über die
achsparallele Lage hinaus verschwenkt werden können, so daß bei nachfolgendem Inkontaktbringen
mit der Verzahnung am Aufnehmer 25 und Freigeben der Axialansätze durch
die Montagevorrichtung die Zähne 20 der
Verzahnung 19 am Mitnehmer 23 mit ihrer Längsrichtung
näherungsweise
ausgerichtet zur Drehachse A, d. h. parallel zu dieser, liegen.
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Jeder
Axialansatz 17 trägt
einen Zahn 20 der Verzahnung 19. In der dargestellten
Ausgestaltungsform wird der Zahn 20 durch Ausprägen des
Federstahlmaterials im Bereich des Axialansatzes 17 erhalten.
Dieses Ausprägen
kann durchgeführt
werden, bevor durch geeignete Werkzeuge die einzelnen Biegevorgänge vorgenommen
werden. Man erkennt im Unterschied zur Ausgestaltungsform gemäß 25,
daß gemäß den 26 und 27 der zweite
und der dritte Biegungsbereich 184, 186 ineinander übergehen
und einen näherungsweise
kreisförmig
gekrümmten
gemeinsamen Biegungsbereich bilden, wohingegen bei der Ausgestaltungsform
gemäß 25 der
zweite und der dritte Biegungsbereich durch einen kurzen sich im
wesentlichen geradlinig erstreckenden Abschnitt getrennt sind und
verschiedene Krümmungsradien
aufweisen. Hier besteht eine relativ große Ausgestaltungsfreiheit,
wobei je nach Auswahl der Krümmungsradien
des zweiten und des dritten Biegungsbereich 184, 186 beziehungsweise
durch Einfügen
eines diese Krümmungsbereiche 184, 186 trennenden
Abschnitts das Federungsverhalten der radialen Vorsprünge oder Federzungen 116 eingestellt
werden kann. Es hat sich hier ein Krümmungsbereich zumindest für den dritten
Biegungsbereich 186 als vorteilhaft erwiesen, bei welchem
der Krümmungsradius
im Bereich des 1,5fachen der Materialstärke oder mehr beträgt. Auch
der Krümmungsradius
im zweiten Biegungsbereich 184 kann diese Maßanforderung
erfüllen;
insbesondere wenn der zweite und der dritte Biegungsbereich 184, 186,
so wie in 27 dargestellt, ineinander übergehen,
kann es vorteilhaft sein, einen gleichmäßigen Krümmungsradius vorzusehen.
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Man
erkennt in 26 ferner, daß die radialen
Vorsprünge
oder Federzungen 116 nach radial außen hin sich verjüngend ausgebildet
sind. Auch dies trägt
zu der gewünschten
Federelastizität
bei gleichwohl großer
Drehmomentübertragungskapazität bei. Hier
hat sich herausgestellt, daß ein
Verhältnis
der Breite im inneren Bereich zur Breite im äußeren Bereich im Bereich von
0,5 bis 1,2 vorteilhaft ist. Man erkennt in 26, daß hier verschiedene
Abnahmeraten vorgesehen sein können,
d. h. die einzelnen radialen Vorsprünge 116 können im äußeren Bereich
hinsichtlich ihrer Umfangserstreckung stärker abnehmen als im inneren
Bereich. Es hat sich hinsichtlich der Elastizitäts- und Vorspannanforderungen
als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verhältnis zwischen der Umfangserstreckung
der radialen Vorsprünge 116 und
der Wandungs- oder Materialstärke des
Mitnehmers 23 zumindest im Bereich der radialen Vorsprünge 116 im
Bereich von 5 bis 30 liegt, wobei hier beispielsweise eine mittlere
Umfangs breite der einzelnen radialen Vorsprünge zum Vergleich mit der Materialstärke herangezogen
werden kann. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn
beim Übergang
zwischen zwei unmittelbar benachbarten radialen Vorsprüngen 116 über den
Körperbereich 115,
also in dem in 26 mit 188 bezeichneten
Einsenkungsbereichen, ein bogen- oder kreisartiger Übergang
gebildet ist, so daß Belastungsspitzen
vermieden werden können.
Hier hat sich für
den Krümmungsradius
des bogenförmigen Übergangs
ein Wert als vorteilhaft erwiesen, der im Bereich des Maßes der
Materialstärke
des Mitnehmers 23 liegt oder größer ist.
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Ein
weiterer Aspekt, der insbesondere hinsichtlich des Federungsverhaltens
der einzelnen radialen Vorsprünge 116 vorteilhaft
ist, ist in 28 eingezeichnet. Dort ist mit
strichlierten Linien erkennbar, daß die Axialansätze 17 der
verschiedenen radialen Vorsprünge 116,
welche Ansätze
dort mit Strichlinie eingezeichnet sind, ausgehend von der in 26 erkennbaren,
an eine Kreisform angepaßten Umfangskontur
nunmehr abgeflacht sind, so daß eine
Verlängerung
der jeweiligen Axialansätze
in Umfangsrichtung zu einer polygonartigen Struktur führt. Das
heißt,
in Umfangsrichtung sind die einzelnen Axialansätze 117 jeweils im
wesentlichen nicht gekrümmt.
Wenn ein derartiger in Umfangsrichtung nicht gekrümmter Bereich
sich weiter zumindest bis in den dritten Biegungsbereich 186 hineinerstreckt, so
führt dies
dazu, daß die
Federelastizität
des Federstahlmaterials, aus welchem der Mitnehmer 23 aufgebaut
ist, nicht durch einedreidimensionale Formgebung beschränkt oder
versteift wird, wie sie bei der Ausgestaltungsform gemäß den 26 und 27 erhalten
wird und insbesondere bei dem in 27 links
erkennbaren radialen Vorsprung 116 angedeutet ist, sofern
eine derartige Versteifung durch die gekrümmte Formgebung nicht gewünscht ist.
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Die
vorangehend beschriebenen Aspekte tragen jeweils einzeln, bevorzugt
jedoch in Kombination dazu bei, daß die gegenläufigen Anforderungen des
Erzeugens einer ausreichenden radialen Vorspannkraft und des Bereitstellens einer
ausreichenden Radialelastizität
zur Zusammenwirkung mit einem Montagewerkzeug in bestmöglicher
Weise erfüllt
werden können.
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Ein
weiterer Aspekt, welcher insbesondere zur Herstellung einer ausreichenden
und sicheren Drehmomentübertragungskopplung
beiträgt,
ist in 26 dargestellt. Man erkennt
dort, daß die
näherungsweise
in Umfangsrichtung weisenden Flankenflächen der Zähne 20 der Verzahnung 19 bei
Verlängerung
nach radial außen
bezüglich
einer Längsmittelebene
der einzelnen Zähne 20,
welche in 26 mit M bezeichnet ist und
dort orthogonal zur Zeichenebene steht, einen Winkel α einschließen, der
im Bereich von 10° bis
50°, vorzugsweise
bei 20° bis 30°, liegt.
Die Auswahl des Winkels α im
angegebenen Wertebereich führt
zunächst
dazu, daß die
bei Zusammenwirkung mit einer komplementären Verzahnung erzeugte Radialkraftkomponente,
durch welche der zugeordnete Zahn 20 nach radial einwärts gepreßt wird,
nicht so groß ist,
daß in
ungewünschter
Weise die beiden Verzahnungen außer Eingriff gebracht werden
könnten.
Andererseits hat jedoch ein derartiger Wert des Winkels α zur Folge, daß Fertigungs-
oder Maßtoleranzen
im Bereich der miteinander kämmmenden
Verzahnungen 19 und 51 nicht zu einem ungewünschten
Bewegungsspiel führen,
was der Fall wäre,
wenn beispielsweise die Zahnflanken 48 parallel zur Ebene
M oder nur mit sehr geringem Neigungswinkel bezüglich dieser verlaufen würden. Es
müßten dann
nämlich
zum Kompensieren geringer Maßungenauigkeiten
relativ große
Radialbewegungen durchgeführt
werden, um den Eingriff zwischen den Verzahnungen herzustellen. Bei
flacher liegenden Flanken 48 führt bereits eine relativ geringe
Axialbewegung zur Kompensation von Fertigungs- oder Maßungenauigkeiten,
so daß innerhalb
eines Axialbewegungsbereichs der Axialansätze 17 jeweils Maßungenauigkeiten
kompensiert werden können,
welcher Axialbewegungsbereich nicht zu einer wesentlichen Veränderung
der Vorspannkraft führt,
mit welcher die Zähne 20 nach
radial außen
pressen.
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Eine
Abwandlung des Mitnehmers 23, d. h. der Verzahnung der
Komponente 23, ist in den 29 bis 31 gezeigt.
Auch dort ist der Mitnehmer 23 im wesentlichen aus einem
Körperbereich 115 mit
einer Mehrzahl von radialen Vorsprüngen 116 ausgebildet,
die, so wie vorangehend beschrieben, mit näherungsweise S-förmiger oder
schwanenhalsförmiger
Kontur abgebogen sind. Man erkennt hier jedoch, daß die einzelnen
radialen Vorsprünge
näherungsweise
ausgehend vom Körperbereich 115 Schlitze 190 aufweisen,
die sich durch den ersten Biegungsbereich 180, den ersten
sich im wesentlichen axial erstreckenden Bereich 182 in
den zweiten Biegungsbereich 184 und gegebenenfalls sogar
bis zum dritten Biegungsbereich 186 erstrecken. Durch das
Einbringen derartiger Schlitze 190 in die einzelnen Radialvorsprünge und
Federzungen 116 kann deren Federungsverhalten weiter beeinflußt werden. Insbesondere
kann durch geeignete Auswahl der Schlitzlänge beziehungsweise auch der
Schlitzbreite das Federverhalten beeinflußt werden.
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Ein
weiterer Unterschied der Ausgestaltungsform gemäß den 29 bis 31 besteht
darin, daß die
einzelnen Zähne 20 der
Verzahnung 19 des Mitnehmers 23 nicht mehr durch
an den Axialansätzen 17 ausgebildete
Ausprägungen
gebildet sind, sondern unmittelbar durch diese Axialansätze 17 gebildet
sind. Das heißt,
in Umfangsrichtung bilden die Flankenflächen 48 jeweils mit
der Materialstärke
des Federstahlblechs, aus welchem der Mitnehmer 23 aufgebaut
ist, Anlageflächen,
die mit komplementären
Anlageflächen
der Verzahnung 51 des Aufnehmers 25 in Eingriff
treten. Man erkennt, daß diese Flankenflächen 48 sich
bis in den dritten Biegungsbereich 186 hineinerstrecken,
so daß eine
sehr große Axialerstreckung
der Zähne
der Verzahnung 19 erhalten wird und die Materialbelastung
im Bereich der Verzahnung 19 vermindert werden kann.
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Im
Bereich der freien Enden 98 der Axialansätze 17 sind
jeweils Sicherungsvorsprünge 120, z.B.
durch Materialumformung gebildet, durch welche, so wie vorangehend
mit Bezug auf die 14 bis 25 dargelegt,
die Ring elemente 110, 112 der Montagevorrichtung 70 am
Mitnehmer 23 gehalten werden können.
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Es
sei darauf verwiesen, daß durch
geeignete Ausbildung der Flankenflächen 48 an den Axialansätzen 17 mit
einem Neigungswinkel α bezüglich der Längsmittelebene
M der jeweiligen Zähne 20 die
vorangehend beschriebenen Vorteile erhalten werden können.
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Man
erkennt in den 29 bis 31, daß auch bei
dieser Ausgestaltungsform es vorteilhaft ist, wenn die radialen
Vorsprünge 116 nach
außen
hin mit abnehmender Umfangserstreckung ausgebildet sind. Ferner
sei darauf verwiesen, daß die
vorangehend beschriebenen Maßangaben
für die
verschiedenen Krümmungsradien
beziehungsweise Übergangsbereiche
auch hier in vorteilhafter Weise zum Einsatz kommen können.
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Es
wird darauf hingewiesen, daß die
Mitnehmer 23, wie sie in den 26 bis 31 dargestellt sind,
bei allen vorangehend in Bezug auf die 1 bis 25 dargestellten
Ausgestaltungsformen einer Kupplungseinrichtung Anwendung finden
können. Dies
betrifft sowohl die Anwendung als Mitnehmer, wie sie vorangehend
ausführlich
beschrieben worden ist, als auch die Anwendung als Aufnehmer, wie
sie beispielsweise in 13 dargestellt ist.
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Es
wird darauf hingewiesen, daß,
sofern im vorangehenden Text und in den Ansprüchen auf bestimmte Richtungen,
also z.B. axial oder radial oder näherungsweise axial beziehungsweise
radial oder im wesentlichen axial oder radial Bezug genommen wird,
dies bedeutet, daß dies
eine wesentliche Erstreckungskomponente der jeweiligen Bauteile
angibt. Es ist damit nicht gemeint, daß jeweils eine exakte Erstreckung
in axialer oder radialer Richtung vorliegen muß, sondern dies nur eine Richtungsvorgabe ist,
von welcher bestimmte Abweichungen, beispielsweise in den angegebenen
Winkelbereichen, vorliegen können,
gegebenenfalls sogar gewünscht
sind.