DE4013298A1 - Befestigung eines schwungrades an der kurbelwelle einer brennkraftmaschine - Google Patents

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.