DE3827247C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckscheibe für eine nachgiebige Mitnehmerscheibe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Mitnehmerscheiben sind insbesondere zwischen dem Kurbelwellenende eines Antriebsmotors und dem Eingangsglied eines Schaltgetriebes vorrangig mit dem Pumpenrad einer hydrodynamischen Einheit verbunden. Wie aus dem DE-GM 19 71 310 ersichtlich, ist dabei mindestens eine Mitnehmerscheibe an der Stirnseite der Motorwelle über eine Vielzahl gleichmäßig am Umfang verteilter Schrauben befestigt. Auch die Befestigung am Eingangsglied des Schaltgetriebes, z. B. dem Pumpenrad einer hydrodynamischen Einheit, erfolgt nahe am Außendurchmesser der Mitnehmerscheibe über Befestigungsschrauben. Zwischen den Schraubenköpfen und der Mitnehmerscheibe im Bereich der Motorwelle ist eine Druckscheibe für die Schraubenköpfe angeordnet. Durch die Mitnehmerscheibe soll das Eingangsglied des Schaltgetriebes in Drehrichtung im wesentlichen starr und in Axialrichtung jedoch in Grenzen beweglich an das Ende der Motorwelle angekoppelt werden. Eine axiale und radiale Nachgiebigkeit ist nicht nur aufgrund thermischer Dehnung der verbundenen Maschinenteile nötig, sondern vor allem dient die Nachgiebigkeit auch zum Auffangen der axialen Verschiebung im Wandler und im Motor bei den unterschiedlichen Betriebszuständen. Die Mitnehmerscheibe wird in Drehrichtung nicht nur durch das Abtriebsmoment des Motors, sondern vor allem auch durch Torsionsschwingungen belastet. Die durch diese Torsionsschwingungen hervorgerufenen Spitzenwerte überschreiten das maximale Grunddrehmoment wesentlich. Außerdem dient die Mitnehmerscheibe zur Kompensierung von Planlaufabweichungen und von eventuell auftretendem Mittenversatz zwischen Kurbelwelle und der hydrodynamischen Einheit.

Infolge der relativ hohen Belastung der Mitnehmerscheibe oder Mitnehmerscheiben treten im Bereich der Motorwelle Dauerbrüche auf. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Einspannung der Mitnehmerscheibe im Bereich der Motorwelle zu verbessern.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 erfüllt. Während bei der bekannten Druckscheibe die optimale Pressung und damit eine unverrückbare Einspannung ausschließlich auf den Durchmesser der Schraubenköpfe beschränkt war und am Außenrand der Druckscheibe Gleitvorgänge zwischen dieser und der Mitnehmerscheibe festgestellt werden konnten, ist die Pressung an der gesamten Auflagefläche infolge der Neugestaltung der Druckscheibe gleichmäßig. Die infolge der Gleitvorgänge erfolgte Materialabtragung im Dauerbetrieb und die damit auftretenden Mikrorisse, die in der Folge das Versagen bewirkten, treten nicht mehr auf. Die nahezu gleiche Flächenpressung während aller Phasen des Dauerbetriebes und damit die Verhinderung von Gleitvorgängen erfolgt durch definierte Querschnittsverstärkung im Bereich zwischen dem kleinsten die Schraubenköpfe umhüllenden, zur Druckscheibe konzentrischen Kreis und dem Scheibenrand, so daß insbesondere der Unterschied der Pressung zwischen dem inneren Bereich, wo die Schraubenköpfe angeordnet sind, und dem äußeren Bereich der Druckscheibe beseitigt wird. Eine generelle Verdickung der Druckscheibe ist aus einbautechnischen Gründen infolge des in axialer Richtung nicht zur Verfügung stehenden Bauraumes nicht möglich.

Aus der GB-PS 7 79 357 ist eine Wellenkupplung mit einer Mitnehmerscheibe bekannt, wobei ein Flansch einer Eingangswelle am radial äußeren Umfang der Mitnehmerscheibe befestigt ist. Zur Befestigung ist die Mitnehmerscheibe über Schrauben zwischen dem Flansch und einer Druckscheibe verspannt. Diese Druckscheibe weist allerdings einen konstanten rechteckigen Querschnitt und eine kreisringförmige Kontur auf.

Weiterhin ist aus der GB-PS 7 67 517 eine zwischen zwei in ihrem Endbereich als Flansche ausgebildete Welle angeordnete Wellenkupplung bekannt, die aus einem Zwischenstück und laschenartig ausgebildeten Mitnehmerelementen besteht. Die laschenartigen Mitnehmerelemente sind jeweils zwischen den Flanschen der Welle und dem Zwischenstück angeordnet, wobei die Befestigung über Schrauben und unter den Schraubenköpfen angeordnete Druckscheiben erfolgt. Diese Druckscheiben weisen bei konstantem Querschnitt am Innen- und Außenumfang durch Verformung hergestellte Stege auf, so daß die Druckscheiben ein U-förmiges Profil haben.

Gemäß Anspruch 2 kann durch eine zusätzlich angebrachte Schrägung an der der Mitnehmerscheibe zugewandten Auflagefläche mit einer von innen nach außen zunehmenden Dicke der Druckscheibe die Vorspannung außerhalb der Schraubenköpfe, unabhängig von der Querschnittsform der Druckscheibe, noch verbessert werden.

Die infolge der Gleitvorgänge, insbesondere außerhalb der Schraubenköpfe, auftretende Materialabtragung kann nach Anspruch 3 auch durch die Anordnung eines eingelegten Ringes aus flexiblerem Material im Bereich des Außendurchmessers behoben werden, so daß eine daraus resultierende Mikrorißbildung nicht mehr erfolgt. Darüber hinaus wird durch einen derartigen Ring eine Spannungsüberhöhung durch einen scharfkantigen Übergang von der Druckscheibe zur Mitnehmerscheibe vermieden. Dieser Ring kann zweckmäßigerweise aus relativ druckfestem Kunststoff bestehen.

Und schließlich ist es gemäß Anspruch 5 möglich, die Druckscheibe in ihrer Außenkontur so zu gestalten, daß sie im wesentlichen den nach außen ragenden Durchmessern der Schraubenköpfe folgt und zwischen den Schraubenköpfen eine Wellung nach innen aufweist. In dieser Ausführung kann die Dicke der Druckscheibe gleichmäßig sein, was für die Herstellung besonders kostengünstig ist.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombinationen der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der vier Ausführungsbeispiele erläutert sind. Es zeigt

Fig. 1 die Anordnung einer Druck- und Mitnehmerscheibe im Bereich der Motorwelle und des Eingangsgliedes vom Getriebe im Teilschnitt;

Fig. 2 eine Druckscheibe in Draufsicht;

Fig. 3 eine Druckscheibe im Querschnitt nach Fig. 2;

Fig. 4 eine Druckscheibe im Querschnitt nach Fig. 3 in einer weiteren Ausgestaltung;

Fig. 5 eine Druckscheibe im Querschnitt mit einem eingelegten Ring im Bereich des Außendurchmessers;

Fig. 6 die Draufsicht einer Druckscheibe mit konstanter Dicke.

In Fig. 1 ist die Anordnung einer Druckscheibe 1 in Verbindung mit einer nachgiebigen Mitnehmerscheibe 3 dargestellt. Über eine Vielzahl von Schrauben 2, die nahe der Mittelbohrungen 31, 11 von Mitnehmerscheibe 3 und Druckscheibe 1 gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet sind, wird die Mitnehmerscheibe 3 in ihrem inneren Bereich mit der Motorwelle 4 verbunden. In diesem Beispiel ist zwischen der Mitnehmerscheibe 3 und der Motorwelle 4 noch eine Schwungscheibe 41 angeordnet, die jedoch nicht mit dem Eingangsglied 5 des Getriebes, in diesem Fall dem Pumpengehäuse einer hydrodynamischen Einheit 6, verbunden ist. Vielmehr wird die Drehverbindung allein über die Mitnehmerscheibe 3 oder auch mehrere Mitnehmerscheiben, die lamellenartig nebeneinander angeordnet sein können, hergestellt. Die Verbindung zwischen dem Eingangsglied 5 des Getriebes und der Mitnehmerscheibe erfolgt über Schrauben 51, die nahe am äußeren Durchmesser der Mitnehmerscheibe 3 angeordnet und in Befestigungsaugen 52 des Eingangsgliedes 5 eingeschraubt sind. Der innere ringartige Bereich der Mitnehmerscheibe wird dabei über die Druckscheibe 1 von den Schraubenköpfen 21 in diesem Beispiel an einen Bund 42 der Schwungscheibe 41 gepreßt. Zwischen der ringartigen inneren und der äußeren Befestigung an den Befestigungsaugen 52 ist die Mitnehmerscheibe nachgiebig und kann Mittenversatz und Planlaufabweichungen zwischen der Motorwelle und dem Getriebe, in diesem Fall der hydrodynamischen Einheit 6 des Getriebes, ausgleichen. Zwischen dem Eingangsglied 5 - Pumpengehäuse - und der Welle 64 der Turbine 61 sind in bekannter Weise noch eine Überbrückungskupplung 62 und ein Torsionsdämpfer 63 angeordnet.

In Fig. 2 und 3 ist eine Druckscheibe jeweils in Draufsicht und im Querschnitt dargestellt. Auf einem definierten Durchmesser 18 sind eine Vielzahl von Bohrungen 12 am Umfang gleichmäßig verteilt und liegen nahe am inneren Durchmesser 16 einer Mittelbohrung 11. Aus Fig. 3 ist der besonders gestaltete Querschnitt 15 erkennbar, der zu einer nahezu gleichmäßigen Flächenpressung an der Auflage- oder Preßfläche 14 führt, wenn die Schraubenköpfe, siehe Fig. 1, auf die Ringfläche 19 drücken. Unabhängig von der Gestaltung des Querschnittes 15 kann, wie in Fig. 4 dargestellt, die Auflage- oder Preßfläche 140 noch konisch vom Außen- 13 zum Innendurchmesser hin abgeschrägt sein, wobei die Konizität so verläuft, daß bei der Anpressung durch die Schraubenköpfe der Andruck am äußeren Durchmesser 13 geringfügig größer ist als am inneren Durchmesser 16. Unabhängig von der Querschnittsgestaltung 15 des Druckringes 1 kann im Bereich des äußeren Durchmessers 13 nach Fig. 5 ein Ring 17 aus flexiblerem Material eingelegt sein, wobei dafür vorrangig ein relativ druckfester Kunststoff besonders geeignet erscheint.

Die Fig. 6 zeigt eine Druckscheibe 10 mit einer gleichmäßigen Dicke, wobei die Außenkontur 102 in etwa den Außenlinien der Schraubenköpfe 210 erfolgt, so daß sich ein wellenförmiger Außenrand 104 ergibt. Die Schraubenköpfe 210 decken dabei nahezu die gesamte Fläche dieser in ihrer Dicke gleichmäßig gestalteten Druckscheibe 10 ab - Abdeckung 103.

Bezugszeichen

1, 10 Druckscheibe
11 Mittelbohrung
12 Bohrungen
13 Außendurchmesser
14, 140 Auflage- oder Preßfläche
15 Querschnitt
16 Innendurchmesser
17 Ring
18 Definierter Durchmesser
19 Innere Ringfläche
102 Außendurchmesser
103 Abdeckung
104 Wellenförmiger Außenrand
2 Schrauben
21 Schraubenköpfe
210 Schraubenköpfe
3 Mitnehmerscheibe
31 Mittelbohrung
4 Motorwelle
41 Schwungscheibe
42 Bund
5 Eingangsglied - Pumpengehäuse
51 Schrauben
52 Befestigungsaugen
6 Hydrodynamische Einheit
61 Turbine
62 Überbrückungskupplung
63 Torsionsdämpfer
64 Turbinenwelle

Claims (5)

1. Druckscheibe (1) für eine nachgiebige Mitnehmerscheibe (3), die zwischen einer Motorwelle (4) und einem Eingangsglied (5) eines Schaltgetriebes angeordnet ist, mit einer Mittelbohrung (11) und einer Vielzahl von auf einem konzentrischen Kreis mit definiertem Durchmesser (18) gleichmäßig verteilter Bohrungen (12), durch die über Schrauben (2) die Mitnehmerscheibe (1) am stirnseitigen Ende der Motorwelle (4) befestigt und über die Schraubenköpfe (21) angepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (15) der Druckscheibe (1) im Bereich zwischen dem kleinsten die Schraubenköpfe (21) umhüllenden, zur Druckscheibe (1) konzentrischen Kreis und dem Scheibenrand so verstärkt ist, daß in diesem Bereich an der Auflage- oder Preßfläche (14) mit der Mitnehmerscheibe (3) die Pressung möglichst groß ist.

2. Druckscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Mitnehmerscheibe (3) berührende Stirnfläche (140) der Druckscheibe (1) derart konisch vom Außendurchmesser (13) zum Innendurchmesser (16) hin abgeschrägt ist, daß die Pressung am Außendurchmesser (13) geringfügig größer ist.

3. Druckscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die die Mitnehmerscheibe (3) berührende Stirnfläche (14) der Druckscheibe (1) im Bereich von deren Außendurchmesser (13) ein Ring (17) aus nachgiebigerem Material eingelegt ist.

4. Druckscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eingelegte Ring (17) aus Kunststoff besteht.

5. Druckscheibe (10) für eine nachgiebige Mitnehmerscheibe (3), die zwischen einer Motorwelle (4) und einem Eingangsglied (5) eines Schaltgetriebes angeordnet ist, mit einer Mittelbohrung (11) und einer Vielzahl von, auf einem Kreis mit definiertem Durchmesser (18), gleichmäßig verteilten Bohrungen (12) durch die über Schrauben (2) die Mitnehmerscheibe (1) am stirnseitigen Ende der Motorwelle (4) befestigt und über die Schraubenköpfe (210) angepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Druckscheibe (10) an allen Stellen gleich und ihre Außenkontur (102) nur so groß ist, wie die Abdeckung (103) durch die Schraubenköpfe (210) erfolgt, so daß sich ein wellenförmiger Außenrand ergibt, der den Schraubenköpfen (210) folgt.