DE4004199A1 - Verbindungsvorrichtung fuer eine fahrzeug-antriebsquelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung für Fahrzeug-Antriebs­ quellen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Mit der Hilfe der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung wird eine Anzahl von Gehäuseteilen verbunden, die Mechanismen des Antriebszuges aufneh­ men.

In einem Kraftfahrzeug wird die Ausgangsleistung einer Maschine im allge­ meinen auf die Straßenräder durch ein Getriebe übertragen und dabei in eine für den Antrieb der Straßenräder geeignete Drehzahl übersetzt. Wie in Fig. 6A und 6B gezeigt ist, wird eine Brennkraftmaschine 1 über eine Kupplung oder einen Drehmomentwandler mit einem Getriebe 2 verbunden. Diese Teile sollen im vorliegenden Zusammenhang als Antriebsquelle 3 bezeichnet werden. Während der Montage der Antriebsquelle 3 und der Verwendung des Drehmomentwand­ lers wird ein Wandlergehäuse 4 mit einem Zylinderblock 1 a verbunden, wäh­ rend ein Getriebegehäuse 2 a mit dem Wandlergehäuse 4 verbunden wird. Diese Verbindung zwischen dem Zylinderblock 1 a und dem Wandlergehäuse 4 sowie zwischen dem Wandlergehäuse 4 und dem Getriebegehäuse 2 a wird hergestellt mit Hilfe von Schrauben, die entlang dem Umfang der einzelnen Gehäuseteile angeordnet sind.

Bei diesen herkömmlichen Antriebsquellen wird jedoch beim Anziehen der Schrauben die Spannung unvermeidlich konzentriert in Punkten, in denen die Befestigungskraft der Schrauben ausgeübt wird, so daß die Vorspannkraft, die sich durch das Anziehen der Schrauben ergibt, nicht in anderen Bereichen als in diesen bestimmten Punkten ausgeübt wird. Daher sind die einander berühren­ den Verbindungsflächen der gegenüberliegenden Gehäuseteile unvermeidlich in einigen Bereichen voneinander getrennt, wenn sich die Antriebsquelle 3 auf­ grund der Antriebsleistung und der Trägheitskräfte der hin- und hergehenden Teile verformt. Dadurch wird die Gesamtsteifigkeit der Verbindungsflächen verringert, so daß eine erhebliche Verformung der Antriebsquelle 3 eintritt. Die Festigkeit der Verbindung der Gehäuseteile wird beeinträchtigt. Es können Resonanzschwingungen im Niederfrequenzbereich unter dem Einfluß der Ver­ bindungssteifigkeit zwischen dem Zylinderblock 1 a und dem Getriebegehäuse 2 a entstehen, die durch die Steifigkeit bestimmt werden. Dadurch erhöhen sich das Geräusch während der Beschleunigung und das Dröhngeräusch in der Fahr­ gastzelle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verbindungsvor­ richtung für eine Fahrzeug-Antriebsquelle zu schaffen, bei der die Verbin­ dungssteifigkeit zwischen den Gehäuseteilen der Antriebsquelle erheblich er­ höht ist, ohne daß die Dicke der Gehäuseteile vergrößert werden muß.

Die Verbindungsflächen der Gehäuseteile, die die Antriebsquelle bilden, sind derart ausgebildet, daß die Befestigungskraft der Befestigungsbolzen über die gesamten Verbindungsflächen verteilt wird.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung umfaßt erste und zweite Ge­ häuseteile zur Aufnahme von Mechanismen der Antriebsquelle. Die ersten und zweiten Gehäuseteile weisen erste und zweite Verbindungsflächen auf. Ver­ bindungsbolzen verbinden die ersten und zweiten Gehäuseteile, so daß die er­ sten und zweiten Verbindungsflächen in enger Berührung miteinander stehen. Außerdem ist eine Einsenkung wenigstens in einer der ersten und zweiten Ver­ bindungsflächen des ersten und zweiten Gehäuseteils ausgebildet. Die Einsen­ kung liegt in der Nähe der Position der einzelnen Befestigungsbolzen, so daß diese Bolzen durch die entsprechenden Einsenkungen hindurchgehen.

Aufgrund der Einsenkungen in den Verbindungsflächen der Gehäuseteile wird bei einem Anziehen der Befestigungsbolzen die Befestigungskraft der Bolzen zunächst übertragen auf Bereiche der Verbindungsfläche, die in Abstand zu den Verbindungsbolzen liegen. Durch weiteres Anziehen der Bolzen werden die Verbindungsflächen so verformt, daß die Befestigungskraft nach und nach übertragen wird auf die Verbindungsfläche in der Nähe der Bolzen. Wenn die Bolzen vollständig angezogen worden sind, wird die Verbindungskraft gleich­ mäßig über die gesamten Verbindungsflächen übertragen, so daß sich die Ge­ samtsteifigkeit der Verbindung erheblich erhöht. Dadurch verringert sich er­ heblich der Geräuschpegel in der Fahrgastzelle beim Beschleunigen, insbeson­ dere in bezug auf Dröhngeräusche.

Der obige vorteilhafte Effekt kann allein mit Hilfe der Einsenkungen in der Ver­ bindungsfläche der Gehäuseteile erzielt werden. Es ist nicht notwendig, die Dicke der Gehäuseteile zu erhöhen, so daß auch verhindert wird, daß das Ge­ wicht der Antriebsquelle zunimmt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines wesentlichen Teils ei­ ner ersten Ausführungsform einer Verbindungsvorrichtung einer Antriebsquelle gemäß der Erfindung;

Fig. 2A ist eine schematische, erläuternde Darstellung zu Veranschau­ lichung der örtlichen Steifigkeit an den Verbindungsflächen der verbundenen Gehäuseteile gemäß Fig. 1;

Fig. 2B ist eine schematische Darstellung des dynamischen Prinzips zu der Darstellung gemäß Fig. 2A;

Fig. 3 veranschaulicht schematisch die vorteilhaften Effekte der Ver­ bindungsvorrichtung gemäß Fig. 1 im Vergleich zu einer her­ kömmlichen Verbindungsstruktur;

Fig. 4 ist eine vergrößerte Seitenansicht in Fig. 1, zeigt jedoch eine zweite Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 ist eine entsprechende Darstellung einer dritten Ausführungs­ form der Erfindung;

Fig. 6A zeigt in einer schematischen Draufsicht eine herkömmliche Ver­ bindungsvorrichtung;

Fig. 6B ist eine Seitenansicht zu Fig. 6A.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbin­ dungssystem für eine Antriebsquelle P eines Fahrzeugs. Die Antriebsquelle P gemäß dieser Ausführungsform dient zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug und umfaßt ein Getriebegehäuse 10, in dem sich ein Getriebe befindet. Das Ge­ triebegehäuse 10 ist mit einem Wandlergehäuse 20 verbunden und weist an ei­ nem, rechts in Fig. 1 liegenden Ende einen im wesentlichen ringförmigen Flansch 12 auf, der eine Verbindungsfläche 12 a besitzt, die mit einer Verbin­ dungsfläche 20 a des Wandlergehäuses 20 in enger Berührung steht. Die Verbin­ dungsfläche 20 a ist an einem ebenfalls im wesentlichen ringförmigen Flansch F ausgebildet, der sich an einem Ende des Wandlergehäuses 20 links in Fig. 1 be­ findet.

Der Flansch 12 ist mit einer Anzahl von Schraubenbohrungen 14 versehen, die in gleichen Abständen verteilt auf dem Umfang des Getriebegehäuses 10 liegen. Ein Befestigungsbolzen 18 liegt in jeder Bohrung 14 des Flansches 12 des Ge­ triebegehäuses und in der entsprechenden Bohrung 20 h des Wandlergehäuses 20. Mit anderen Worten, jeder Bolzen 18 geht durch entsprechende Bohrungen 18, 20 h des Flansches 12 im Getriebegehäuse und des Wandlergehäuses 20 hin­ durch. Durch Anziehen der Bolzen 18 wird das Getriebegehäuse 10 fest mit dem Wandlergehäuse 20 verbunden.

Wie Fig. 1 zeigt, weist die Verbindungsfläche 12 a des Flansches 12 des Getrie­ begehäuses in Bereichen angrenzend an die Bolzenbohrungen 14 Einsenkungen 16 auf. Die Einsenkungen 16 sind so angeordnet, daß die Bolzenbohrung 14 in die Einsenkung 16 mündet. Die Einsenkung 16 wird flacher mit zunehmendem Ab­ stand von der Bolzenbohrung 14 und geht am Ende glatt in die Verbindungsfläche 12 a des Flansches 12 über. Obwohl der Flansch 12 des Getriebegehäuses mit den Einsenkungen 16 versehen ist, weist er über dem gesamten Umfang im we­ sentlichen die selbe Dicke auf, wie es bei herkömmlichen Getriebegehäuse- Flanschen der Fall ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Verbindungs­ fläche 20 a des Wandlergehäuses 20 flach ausgebildet, wie es bei herkömmli­ chen Wandlergehäusen der Fall ist.

Wenn das Getriebegehäuse 10 mit dem Wandlergehäuse 20 bei der Montage der Antriebsquelle P verbunden wird, werden die einzelnen Befestigungsbolzen 18 in die Bolzenbohrungen 14 und 20 a der Gehäuseflansche 12 und 20 eingeführt und festgezogen, so daß die Verbindungsfläche 12 a des Flansches 12 des Ge­ triebegehäuses in Berührung mit der Verbindungsfläche 20 a des Wandlerge­ häuses 20 kommt. Während des Anziehens der Bolzen 18 wird die Verbindungs­ kraft unter dem Einfluß der Einsenkungen 16 in der Umgebung der Bolzenboh­ rungen 14 zunächst in die vorspringenden Teile Pa der Berührungsfläche 12 a des Flansches 12 des Getriebegehäuses übertragen. Sodann gelangt er in die vertieften Teile Pb der Berührungsfläche 12 a bei gleichzeitiger Verformung des Flansches 12, wenn die Bolzen weiter angezogen werden. Die Verbindungs­ kraft der Bolzen wird dadurch gleichmäßig über den gesamten Flansch 12 ver­ teilt.

Fig. 2A zeigt die örtliche Steifigkeit der Antriebsquelle gemäß Fig. 1. Mit F 1 wird die Steifigkeit der Befestigungsbolzen 18 und mit F 2 diejenige des Flan­ sches 12 bezeichnet. F ist die Steifigkeit des Getriebegehäuses 10 und des Wandlergehäuses 20. Die dynamische Darstellung gemäß Fig. 2A ist äquivalent zu der Parallelfeder-Darstellung gemäß Fig. 2B.

Fig. 3 zeigt die Verteilung der Steifigkeit in der erfindungsgemäßen Antriebs­ quelle im Vergleich zu einer herkömmlichen Antriebsquelle gemäß Fig. 6A und 6B. In Fig. 3 ist die Verteilung der Steifigkeit des Verbindungssystems der An­ triebsquelle gemäß der vorliegenden Erfindung in der unteren Zeile gezeigt, während die obere Zeile die herkömmliche Verbindung betrifft. Gemäß Fig. 3 zeigt sich bei der herkömmlichen Verbindung ein hoher Verbindungsdruck nur in der Nähe der Bolzen 18, so daß die Verbindung nur in diesen Bereichen Steifig­ keit erfährt. Dagegen ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Struktur eine im wesentlichen gleichförmige Druckverteilung über den gesamten Flansch 12, so daß auch die Steifigkeitsverteilung über den Flansch 12 ausgeglichen wird.

Folglich wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eine Spannungskon­ zentration im Bereich der Bolzen vermieden und eine im wesentlichen gleich­ förmige Verteilung über den gesamten Flansch 12 erreicht. Die gesamte örtli­ che Steifigkeit des Flansches 12 wird für die Verbindungssteifigkeit der An­ triebsquelle ausgenutzt, so daß die Steifigkeit insgesamt erhöht wird.

Die erhöhte Steifigkeit der gesamten Antriebsquelle führt zu einer erhöhten Steifigkeit des Getriebegehäuses 10, so daß der Resonanzpunkt der Biege- und Torsionsschwingungen der Antriebsquelle P in einem Frequenzbereich von 200 bis 600 Hz, die insbesondere zur Geräuschbildung in der Fahrgastkabine beitra­ gen und durch die Antriebsquelle mit der Verbindungssteifigkeit als Hauptfe­ der erzeugt werden, angehoben. Dies verringert die Amplituden-Variation am Resonanzpunkt, so daß anzunehmen ist, daß der Hub-Stoß auf die nicht gezeig­ ten Maschinenhalter erheblich reduziert wird. Auf diese Weise verringert sich das Geräusch im Fahrgastraum und das Dröhngeräusch in dem obigen Frequenz­ bereich.

Fig. 4 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform der Verbindungsvorrich­ tung für eine Antriebsquelle gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Aus­ führungsform ist die Einsenkung 16 gebildet durch einen Ausschnitt oder eine Abschrägung der flachen Verbindungsfläche 12 a des Flansches 12 des Getrie­ begehäuses in Bereichen um die Bolzenbohrungen 14 herum. Die Einsenkung 16 weist bei dieser Ausführungsform einen bogenförmigen Querschnitt auf. Jede Bolzenbohrung 14 mündet in diese Einsenkungen 16.

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Verbindungsstruktur für eine Antriebsquelle gemäß der vorliegenden Erfindung, die ähnlich der ersten Aus­ führungsform ist, jedoch in bezug auf die Einsenkungen 16 abweicht. Bei dieser Ausführungsform ist jede Einsenkung 16 als flache Rinne ausgebildet, so daß die vorspringenden und zurückgesetzten Teile Pa, Pb der Verbindungsfläche 12 a stufenförmig ineinander übergehen. Die vorspringenden Teile Pa können geformt werden durch feste Anbringung von Platten vorgegebener Dicke in den Bereichen außerhalb der Bolzenbohrungen 14.

Die Ausführungsformen gemäß Fig. 4 und 5 können im wesentlichen die selben Vorteile bieten wie die erste Ausführungsform gemäß Fig. 1. Sie sind im übri­ gen wesentlich leichter herstellbar, da eine Bearbeitung nur in der Nähe der Bolzenbohrungen 14 des Flansches 12 notwendig ist.

Während das Prinzip der vorliegenden Erfindung in bezug auf ein Getriebege­ häuse beschrieben und dargestellt worden ist, kann es auch auf das Wandlerge­ häuse auf der gegenüberliegenden Seite in bezug auf das Getriebegehäuse bezo­ gen werden, oder es können sowohl das Getriebegehäuse als auch das Wandler­ gehäuse Einsenkungen 16 auf den Verbindungsflächen aufweisen. Die Einsen­ kungen 16 können auch auf den Verbindungsflächen zwischen Wandlergehäuse und/oder Zylinderblock (nicht gezeigt) vorgesehen sein.

Claims (9)

1. Verbindungsvorrichtung für eine Fahrzeug-Antriebsquelle, mit
ersten und zweiten Gehäuseteilen (10, 20) zur Aufnahme der Mechanismen der Antriebsquelle, welche Gehäuseteile erste und zweite Verbindungs­ flächen (12 a, 20 a) aufweisen,
Bolzen zur Verbindung der Gehäuseteile bei enger Berührung der Verbin­ dungsflächen (12 a, 20 a),
dadurch gekennzeichnet, daß Einsenkungen (16) wenigstens auf einer Verbindungsfläche (12 a, 20 a) der beiden Gehäuseteile (10, 20) im Bereich in der Nähe der Bolzen (18) und um diese herum vorgesehen sind.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch erste und zweite Bolzenbohrungen (14, 20 h) in den Gehäuseteilen (10, 20) in die je­ weils ein Bolzen (18) eingesetzt ist.

3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bolzenbohrung (14) in die Einsenkung (16) des ersten Gehäuseteils (10) einmündet.

4. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bolzenbohrung (20 h) in die Einsenkung des zweiten Gehäuseteils (20) einmündet.

5. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Gehäuseteil (10, 20) jeweils einen Flansch (12, F) auf­ weist, in dem sich die Einsenkung (16) befindet und die Bolzenbohrungen ausge­ bildet sind.

6. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsenkung (16) umgeben ist von vorspringenden Teilen (Pa).

7. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Teile (Pa) des ersten Gehäuseteils (10) in Berührung sind mit der Verbindungsfläche (20 a) des zweiten Gehäuseteils (20).

8. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Bereiche des zweiten Gehäuseteils (20) in Berührung sind mit der Verbindungsfläche (12 a) des ersten Gehäuseteils (10).

9. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil ein Getriebegehäuse (10) und das zweite Gehäuseteil ein Wandlergehäuse (20) ist.