DE4013298A1 - Befestigung eines schwungrades an der kurbelwelle einer brennkraftmaschine - Google Patents
Befestigung eines schwungrades an der kurbelwelle einer brennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Befestigung eines Schwungrades
an der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mittels einer zentra
len Schraube, die in die Kurbelwelle eingesetzt ist.
Aus der DE-OS 33 15 232 ist eine derartige Schwungradbefestigung
bekannt. Ein Schraubelement klemmt dabei einen radial verlaufen
den Flansch des Schwungrades an der Kurbelwelle der Brennkraftma
schine fest. Die Übertragung des Drehmomentes erfolgt über Rei
bung.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schwungradbefe
stigung zu erstellen, welche nicht nur einfach herstellbar ist
und eine sichere Drehmomentübertragung ermöglicht, sondern gleich
zeitig eine einfache Montage zuläßt. Dies ist beispielsweise bei
Verwendung eines sog. Kupplungsmoduls von besonderer Wichtigkeit.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Kennzeichen des
Hauptanspruches gelöst. Durch Verwendung einer Verzahnung zwi
schen Schwungrad und Kurbelwelle an einander zugekehrten Kreis
ringflächen wird einmal gegenüber dem Stand der Technik die Dreh
momentübertragungsfähigkeit wesentlich heraufgesetzt. Zum anderen
erfolgt durch diese Verzahnung gleichzeitig eine exakte Zentrie
rung des Schwungrades gegenüber der Kurbelwelle, und durch Anord
nung einer Vorzentriereinrichtung ist sichergestellt, daß die
beiden Verzahnungen bei der Montage in die vorgesehene Zuordnung
gelangen. Dadurch ist gleichzeitig sichergestellt, daß evtl. am
Schwungrad angeordnete Markierungen für den Zündzeitpunkt etc.
in der notwendigen Ausrichtung gegenüber der Kurbelwelle angeord
net sind.
Die gemäß Anspruch 2 vorgeschlagene Vorzentriereinrichtung be
steht aus einfachen Bauteilen, und zwar aus einem parallel zur
Drehachse verlaufenden Zentrierstift sowie einer diesem gegen
überstehenden Bohrung, die im Durchmesser größer gehalten ist.
Damit wird die Montage wesentlich erleichtert, da ein exaktes
Einfädeln von Zentrierstift und Bohrung nicht notwendig ist und
die Vorzentriereinrichtung lediglich eine Orientierungshilfe
darstellt. Es dürfte selbstverständlich sein, daß die Teilung
der Verzahnung größer ist als das Spiel zwischen Zentrierstift
und der Bohrung im anderen Bauteil.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind Zentrierstift und
Bohrung radial innerhalb der Verzahnung angeordnet. Dadurch kann
die Verzahnung auf einem möglichst großen mittleren Durchmesser
angebracht werden und erleichtert so auch bei kleinen Abmessun
gen die sichere Drehmomentübertragung.
Bei einer Ausführungsform ist das Schwungrad radial innerhalb
des Zentrierstiftes einteilig mit einer Nabe versehen, die axial
bis in eine entsprechende Ausnehmung in der Kurbelwelle reicht,
wobei die Nabe eine zylindrische Öffnung zur Aufnahme des Schrau
benkopfes für die zentrale Befestigungsschraube aufweist und in
einer abgesetzten Bohrung auf der Getriebeseite ein Pilotlager
für die Getriebewelle eingesetzt ist. Diese Konstruktion ermög
licht die Verwendung normaler Schrauben mit Schraubenköpfen,
die beispielsweise über einen Innensechskant festgezogen werden.
Eine solche Ausführung ist besonders preiswert. Bei entsprechen
der Auswahl der Abmessungen des Pilotlagers und des Schrauben
kopfes ist es dabei möglich, während der Handhabung vor der Mon
tage die Schraube unverlierbar im Schwungrad zu sichern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Schraubelement vor
gesehen, welches einen auf die Kurbelwelle zu verlaufenden Bund
aufweist, der mit einem Außengewinde versehen ist und mit einem
entsprechenden Innengewinde der Kurbelwelle korrespondiert. Das
Schraubelement weist weiterhin einen nach radial außen abstehen
den Flansch auf, der den nach radial innen weisenden Bereich der
Kurbelwelle mit seinem Verzahnungsteil am Verzahnungsteil der
Kurbelwelle in Anlage hält. Das Schraubelement ist dabei mit ei
nem Zentrierstift versehen, der in eine entsprechend größere
Bohrung der Kurbelwelle hineinreicht. Das Schraubelement ist da
bei gleichzeitig mit dem Pilotlager versehen. Zur Vereinfachung
der Montage ist das Schraubelement über ein Sicherungsblech un
verlierbar am Schwungrad gehalten.
In vorteilhafter Weise kann die dem Schwungrad zugeordnete Ver
zahnung an einem separaten, mit dem Schwungrad fest verbundenen
Bauteil angeordnet sein. Eine solche Bauweise ermöglicht weniger
Herstellungsaufwand, da dieses Bauteil wesentlich kleinere Außen
abmessungen als das Schwungrad aufweist.
Die zwischen Schwungrad und Kurbelwelle vorgesehene Verzahnung
ist vorzugsweise als eine sog. HIRTH-Verzahnung ausgebildet.
Diese HIRTH-Verzahnung weist einzelne Zähne auf, die von der
Drehachse nach radial außen verlaufend angeordnet sind, wodurch
eine Zentrierung allein durch die Verzahnung zwischen Schwungrad
und Kurbelwelle bewirkt wird.
Die Erfindung wird anschließend an Hand zweier Ausführungsbei
spiele näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch ein Schwungrad mit einem
Kurbelwellenende und einem Teil der Getriebewelle und
Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch eine Ausführungsvariante
von Fig. 1.
Fig. 1 zeigt im Teillängsschnitt ein an eine Kurbelwelle 3 ange
schraubtes Schwungrad 1. Das Schwungrad 1 ist einteilig mit einer
Nabe 13 versehen, die in Richtung auf die Brennkraftmaschine zu
in eine entsprechende Ausnehmung 14 der Kurbelwelle 3 hineinragt.
Die Nabe 13 weist eine zylindrische Öffnung 15 auf, die von der
Getriebewelle 5 her in die Nabe 13 eingebracht ist und im kurbel
wellenseitigen Ende einen Boden aufweist, durch den eine Befe
stigungsschraube 8 hindurchreicht, deren Kopf 16 im Bodenbereich
aufliegt. Das Schwungrad 1 ist anschließend an den Nabenbereich
auf der der Kurbelwelle 3 zugewandten Seite mit einem zusätzli
chen Bauteil 18 versehen, das am Schwungrad 1 über Niete 19 fest
angebracht ist. Dieses Bauteil 18 weist in seinem Durchmesserbe
reich radial außerhalb der Niete 19 konzentrisch zur Drehachse 7
eine Kreisringfläche auf, die in Richtung auf die Kurbelwelle 3
weist und mit einer korrespondierenden Kreisringfläche der Kur
belwelle 3 zusammen eine Verzahnung 10 bildet. Diese Verzahnung
10 ist vorzugsweise als eine sog. HIRTH-Verzahnung ausgebildet.
Die Verzahnung 10 weist Zähne auf, die in Achsrichtung verlaufen
und deren Flanken strahlenförmig vom Mittelpunkt auf der Dreh
achse 7 ausgehen. Dadurch ist es möglich, mit dieser Verzahnung
10 sowohl eine Zentrierung zwischen Schwungrad 1 und Kurbelwelle 3
herbeizuführen als auch eine Drehmomentübertragung. Der Zusammen
halt beider Teile der Verzahnung erfolgt durch die zentrale Befe
stigungsschraube 8, welche die beiden Verzahnungen in Achsrich
tung verspannt. Um die Herstellung der Verzahnung auf der Seite
des Schwungrades zu vereinfachen, wurde ein separates Bauteil 18
angefertigt, welches die schwungradseitige Verzahnung aufweist
und mit dem Schwungrad 1 über Niete 19 fest verbunden ist. Radial
innerhalb der von der Verzahnung 10 gebildeten Kreisringfläche
ist an einer Stelle eine Vorzentriereinrichtung vorgesehen, die
aus einem Zentrierstift 11 besteht, der im Schwungrad bzw. im
Bauteil 18 fest angebracht ist, parallel zur Drehachse 7 verläuft
und in eine Bohrung 12 der Kurbelwelle 3 hineinreicht, wobei
diese Bohrung 12 gegenüber dem Zentrierstift 11 im Durchmesser
größer gehalten ist. Die Vorzentriereinrichtung dient lediglich
dazu, die Verzahnung beim Zusammenbau richtig zuzuordnen, da
beispielsweise Impulsgeber am Schwungrad gegenüber den Kröpfun
gen der Kurbelwelle eine exakte Stellung einnehmen müssen. Die
zylindrische Öffnung der Nabe 13 ist auf der dem Getriebe zuge
wandten Seite mit einer abgesetzten Bohrung 17 versehen, in die
ein Pilotlager 6 eingesetzt ist. Das Pilotlager wird beispiels
weise durch einen Sicherungsring axial gehalten. Durch Abstimmung
von Innendurchmesser des Pilotlagers 6 und Außendurchmesser des
Schraubenkopfes 16 ist gewährleistet, daß die Befestigungsschrau
be 8 vor der Montage des Schwungrades 1 an der Kurbelwelle 3 mit
dem Schwungrad eine Einheit bildet und nicht verlorengehen
kann.
Durch die beschriebene Konstruktion ist eine Verbindung zwischen
Schwungrad und Kurbelwelle dargelegt, welche leicht herzustellen
ist, jederzeit geöffnet und wieder winkelgetreu geschlossen wer
den kann und insbesondere im Hinblick auf Modulkupplungen eine
einfache Montage ermöglicht.
Die in Fig. 2 dargestellte Variante zeigt ein Schwungrad 2, wel
ches einteilig mit der schwungradseitigen Verzahnung 10 versehen
ist. In bereits bekannter Weise weist die Kurbelwelle 4 das ande
re Teil dieser Verzahnung 10. Die Vorzentriereinrichtung besteht
ebenfalls aus den bekannten Teilen 11 und 12. Die Schraubverbin
dung wird in dieser Konstruktion von einem Schraubelement 9 über
nommen, welches mit einem axial gerichteten Bund 22 in eine Aus
nehmung 23 der Kurbelwelle 4 hineinreicht, wobei beide Teile in
diesem Bereich miteinander verschraubt sind (Außengewinde 24 am
Schraubelement 9 und Innengewinde 25 an der Kurbelwelle 4). Das
Schraubelement 9 weist auf der Getriebeseite einen nach radial
außen abstehenden Flanschteil auf, der den radial inneren Bereich
des Schwungrades 2 in Richtung Kurbelwelle 4 verspannt und so
die Verzahnung 10 in gegenseitiger Anlage hält. Zu diesem Zwecke
besitzt das Schwungrad 2 eine von der Kurbelwelle 4 wegweisende
Anlagefläche 20 und das Schraubelement eine entsprechende, auf
die Kurbelwelle 4 zu gerichtete Gegenfläche 21. Beide verlaufen
senkrecht zur Drehachse 7 und berühren sich etwa im Durchmesser
bereich der Verzahnung 10. Das Schraubelement 9 ist am Schwung
rad 2 unverlierbar gehalten - durch ein Sicherungsblech 26, wel
ches radial außerhalb der Verzahnung 10 über Niete 27 mit dem
Schwungrad 2 vernietet ist. Im Bund 22 des Schraubelementes 9 ist
kurbelwellenseitig ein Pilotlager 6 angebracht, welches der Füh
rung der Getriebewelle 5 dient. Am Innendurchmesser des Bundes 22
des Schraubelementes 9 ist - ausgehend vom Pilotlager 6 und in
Richtung auf das Getriebe weisend - eine Schlüsselfläche 28 an
geordnet, durch welche das Schraubelement 9 angezogen werden
kann.
Claims (10)
1. Befestigung eines Schwungrades an der Kurbelwelle einer Brenn
kraftmaschine mittels einer zentralen Schraube, die in die
Kurbelwelle eingesetzt ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß konzentrisch zur Drehachse (7)
auf einem mittleren Durchmesser an der Kurbelwelle (3, 4)
und am Schwungrad (1, 2) auf einander zugekehrten Kreisring
flächen korrespondierende Verzahnungen (10) angeordnet sind,
die die Zentrierung beider Teile sowie die Drehmomentübertra
gung übernehmen, und eine Vorzentriereinrichtung (11, 12)
vorgesehen ist, die bei Montage beide Verzahnungen in die
vorgesehene Zuordnung ausrichtet.
2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorzentriereinrichtung aus einem parallel zur Drehachse (7)
verlaufenden Zentrierstift (11) im einen Bauteil (2, 18) und
einer entsprechenden, im Durchmesser größer gehaltenen Bohrung
(12) für den Zentrierstift (11) im anderen Bauteil (3, 4) be
steht.
3. Befestigung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zen
trierstift (11) und Bohrung (12) radial innerhalb der Verzah
nung (10) angeordnet sind.
4. Befestigung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß das Schwungrad (1) radial innerhalb des Zentrierstif
tes (11) einteilig mit einer Nabe (13) versehen ist, die axial
bis in eine entsprechende Ausnehmung (14) in der Kurbelwelle
(3) reicht, die Nabe eine zylindrische Öffnung (15) zur Auf
nahme des Schraubenkopfes (16) für die zentrale Befestigungs
schraube (8) aufweist und in einer abgesetzten Bohrung (17)
auf der Getriebeseite ein Pilotlager (6) für die Getriebewel
le (5) eingesetzt ist.
5. Befestigung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Innendurchmesser des Pilotlagers (6) kleiner ist als der Au
ßendurchmesser des Schraubenkopfes (16).
6. Befestigung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß das Schwungrad (2) auf der der Verzahnung (10) abge
wandten Seite und etwa im selben Durchmesserbereich eine senk
recht zur Drehachse (7) verlaufende Anlagefläche (20) aufweist,
die mit einer Gegenfläche (21) eines Schraubelementes (9)
korrespondiert, welches radial innerhalb des Zentrierstiftes
(11) einen in Richtung Kurbelwelle (4) verlaufenden Bund (22)
aufweist, der in eine Ausnehmung (23) der Kurbelwelle reicht
und mit einem Außengewinde (24) versehen ist, welches mit ei
nem Innengewinde (25) der Kurbelwelle verschraubt ist.
7. Befestigung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Bund (22) in seinem Innendurchmesser ein Pilotlager (6) für
die Getriebewelle (5) aufnimmt.
8. Befestigung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Schraubelement (9) - ausgehend vom Bund (22) auf der Getriebe
seite - sich scheibenförmig nach radial außen erstreckt, mit
der Gegenfläche (21) an der Anlagefläche (20) des Schwungra
des (2) anliegt und auf der der Gegenfläche (21) abgewandten
Seite durch ein kreisringförmiges Sicherungsblech (26), wel
ches am Schwungrad (2) auf einem größeren Durchmesser vernie
tet ist, unverlierbar gehalten ist.
9. Befestigung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß die dem Schwungrad (1) zugeordnete Verzahnung (10)
an einem separaten, mit dem Schwungrad vorzugsweise verniete
ten Bauteil (18) angeordnet ist.
10. Befestigung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Verzahnung (10) vorzugsweise als eine sog. HIRTH-
Verzahnung ausgebildet ist.
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