DE4004199C2

DE4004199C2 -

Info

Publication number: DE4004199C2
Application number: DE4004199A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Zushi Jp Okuzumi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-02-13
Filing date: 1990-02-12
Publication date: 1991-09-26
Also published as: JPH0733934Y2; DE4004199A1; US5095773A; JPH02106926U

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung für eine Fahrzeug-Antriebsquelle mit ersten und zweiten Gehäuseteilen zur Aufnahme der Mechanismen der Antriebsquelle, welche Gehäuseteile Flansche aufweisen, die erste und zweite Verbindungsflächen bilden, und mit Bolzen und ersten und zweiten Bolzenbohrungen in den Gehäuseteilen zur Aufnahme der Bolzen zur Verbindung der Gehäuseteile bei enger Berührung der Verbindungsflächen.

Aus der DE-OS 18 12 232 ist eine Getriebe- und Differentialeinheit bekannt, deren Gehäuse gegeneinander anliegende Flansche aufweisen, die mit Hilfe von Bolzen verbunden sind. Es handelt sich somit zwar nicht um eine Antriebsquelle im Sinne der vorliegenden Erfindung, also etwa eine Motor- Getriebe-Einheit eines Fahrzeugs, jedoch um einen mit der Erfindung durchaus vergleichbaren Stand der Technik.

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

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 Drehmomentwandlers wird ein Wandlergehäuse 4 mit einem Zylinderblock 1a verbunden, während ein Getriebegehäuse 2a mit dem Wandlergehäuse 4 verbunden wird. Diese Verbindung zwischen dem Zylinderblock 1a und dem Wandlergehäuse 4 sowie zwischen dem Wandlergehäuse 4 und dem Getriebegehäuse 2a 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 berührenden Verbindungsflächen der gegenüberliegenden Gehäuseteile unvermeidlich in einigen Bereichen voneinander getrennt, wenn sich die Antriebsquelle 3 aufgrund 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 Verbindungssteifigkeit zwischen dem Zylinderblock 1a und dem Getriebegehäuse 2a entstehen, die durch die Steifigkeit bestimmt werden. Dadurch erhöhen sich das Geräusch während der Beschleunigung und das Dröhngeräusch in der Fahrgastzelle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsvorrichtung für eine Fahrzeug-Antriebsquelle zu schaffen, bei der die Befestigungskraft der Befestigungsbolzen über die gesamten Verbindungsflächen gleichmäßig verteilt und somit eine hohe Verbindungsfestigkeit ohne Vergrößerung der Dicke der Gehäuseteile erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine gattungsgemäße Verbindungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß Einsenkungen wenigstens auf einer Verbindungsfläche der beiden Gehäuseteile im Bereich in der Nähe der Bolzen und um diese herum vorgesehen sind, und daß die Flansche durch Anziehen der Bolzen bis zur Anlage der Einsenkungen an der gegenüberliegenden Verbindungsfläche verformbar sind.

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 gleichmäßig über die gesamten Verbindungsflächen übertragen, so daß sich die Gesamtsteifigkeit der Verbindung erheblich erhöht. Dadurch verringert sich erheblich der Geräuschpegel in der Fahrgastzelle beim Beschleunigen, insbesondere 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.

Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.

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 dungssystems 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 12a besitzt, die mit einer Verbin dungsfläche 20a des Wandlergehäuses 20 in enger Berührung steht. Die Verbin dungsfläche 20a 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 10 und in der entsprechenden Bohrung 20h des Wandlergehäuses 20. Mit anderen Worten, jeder Bolzen 18 geht durch entsprechende Bohrungen 14, 20h des Flansches 12 im Getriebegehäuse 10 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 12a des Flansches 12 des Getrie begehäuses 10 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 12a des Flansches 12 über. Obwohl der Flansch 12 des Getriebegehäuses 10 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 20a 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 20a der Gehäuseflansche 12 und F eingeführt und festgezogen, so daß die Verbindungsfläche 12a des Flansches 12 des Ge triebegehäuses in Berührung mit der Verbindungsfläche 20a 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 Verbindungsfläche 12a des Flansches 12 des Getriebegehäuses 10 übertragen. So dann gelangt er in die vertieften Teile Pb der Verbindungsfläche 12a bei gleichzeitiger Verformung des Flansches 12, wenn die Bolzen 18 weiter angezogen werden. Die Verbindungs kraft der Bolzen 18 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 18 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 12a des Flansches 12 des Getrie begehäuses 10 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 12a 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 dieselben 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

1. Verbindungsvorrichtung für eine Fahrzeug-Antriebsquelle mit ersten und zweiten Gehäuseteilen (10, 20) zur Aufnahme der Mechanismen der Antriebsquelle, welche Gehäuseteile Flansche (12) aufweisen, die erste und zweite Verbindungsflächen (12a, 20a) bilden, und mit Bolzen (18) und ersten und zweiten Bolzenbohrungen (14, 20h) in den Gehäuseteilen (10, 20) zur Aufgabe der Bolzen (18) zur Verbindung der Gehäuseteile (10, 20) bei enger Berührung der Verbindungsflächen (12a, 20a), dadurch gekennzeichnet, daß Einsenkungen (16) wenigstens auf einer Verbindungsfläche (12a, 20a) der beiden Gehäuseteile (10, 20) im Bereich in der Nähe der Bolzen (18) und um diese herum vorgesehen sind, und daß die Flansche (12) durch Anziehen der Bolzen (18) bis zur Anlage der Einsenkungen (16) an der gegenüberliegenden Verbindungsfläche (12a, 20a) verformbar sind.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bolzenbohrung (14) in die Einsenkung (16) des ersten Gehäuseteils (10) einmündet.

3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bolzenbohrung (20h) in die Einsenkung des zweiten Gehäuseteils (20) einmündet.

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