DE4211472A1 - Antriebsrad für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebsrad für ein Kraftfahr­ zeug oder dgl. mit einer Anlasserscheibe mit Nabe zur dreh­ festen Verbindung mit einer Motorwelle und mit einem mit der Anlasserscheibe drehfest verbundenen Mitnehmerelement mit Verbindungsmitteln zur drehfesten Verbindung mit einem Wandler eines Automatikgetriebes, wobei das Mitnehmerele­ ment als Ring ausgebildet ist, welcher an der Anlasserschei­ be befestigt ist.

Derartige bekannte Antriebsräder dienen dazu, einerseits den Kraftfahrzeugmotor zu starten und andererseits die An­ triebskraft vom Motor über den Wandler zum Getriebe zu über­ tragen. Dabei ist der Mitnehmerring im Bereich der Öffnun­ gen zur Befestigung am Wandler nach außen gewölbt ausgebil­ det, derart, daß im Einbauzustand gewisse axiale und ra­ diale Kräfte aufgenommen werden können. Der Mitnehmerring wird zunächst als Einzelteil hergestellt und erst bei der Montage des Fahrzeuges an der Anlasserscheibe befestigt.

Nachteilig bei diesem bekannten Antriebsrad ist neben dem Montageaufwand bei der Fahrzeugmontage vor allem, daß der Mitnehmerring aufgrund der von der Anlasserscheibe wegge­ richteten Auswölbungen im Verbindungsbereich zum Wandler ei­ ne geringe Stabilität aufweist, was durch eine entsprechend große Wandstärke des Mitnehmerringes kompensiert werden muß, wodurch das Gewicht des Mitnehmers relativ hoch ist. Darüber hinaus bedingt die Ausbildung des Mitnehmerringes einen relativ großen Raumbedarf, was ebenfalls von Nachteil ist.

Es sind deshalb bereits Antriebsräder bekannt geworden, die entweder als einteiliges Bauteil ausgeführt sind, in dem die Verzahnung in das Mitnehmerelement direkt eingebracht ist, oder aber als zweiteiliges Bauteil, in dem ein verzahn­ ter Ring mit dem Mitnehmerelement verbunden ist. Diese ein­ teiligen Antriebsräder sind zwar sehr kompakt und erfordern keinen hohen Montageaufwand, es hat sich jedoch herausge­ stellt, daß ein derart starres Bauteil nur geringe transla­ torische und rotatorische Kräfte aufnehmen kann, beim Auf­ treten größerer Kräfte jedoch im Nabenbereich reißt und da­ mit unbrauchbar wird.

Weiterhin ist es bekannt, die Anlasserscheibe und das Mit­ nehmerelement als getrennte Bauteile mit jeweils eigener Na­ be auszubilden. Diese zweiteilige Ausgestaltung hat jedoch zum einen den Nachteil, daß die Montage aufwendiger ist, da wiederum zwei Bauteile montiert werden müssen, zum anderen weist die zweiteilige Ausgestaltung ein höheres Gewicht auf. Zur Gewichtseinsparung könnten dabei zwar sowohl das Mitnehmerelement als auch die Anlasserscheibe dünnwandig ausgebildet werden, was aber dann den Nachteil mit sich brächte, daß die Anlasserscheibe von sich negativ auswirken­ den Schwingungen des Motors beaufschlagt würde.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der ein derartiges Antriebsrad bei möglichst geringem Ge­ wicht und einfacher Montagemöglichkeit sowie geringem Raum­ bedarf flexibel zur Aufnahme axialer Kräfte und funktionssi­ cher ist, wobei das Antriebsrad auch noch zusätzliche Funk­ tionen übernehmen können soll.

Diese Aufgabe wird mit einem Antriebsrad der eingangs be­ zeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Mit­ nehmerelement im Bereich der Verbindungsmittel zur Verbin­ dung mit dem Wandler ausgebuchtet ist und mit diesen Aus­ buchtungen in entsprechend angeordnete, in der Anlasser­ scheibe ausgesparte Fensteröffnungen bzw. Vertiefungen ein­ greift.

Mit der Erfindung wird ein Antriebsrad zur Verfügung ge­ stellt, das bei geringem Gewicht besonders kompakt und raum­ sparend ausgebildet, aber gleichzeitig funktionssicher ist. Dabei wird durch die indirekte Kraftübertragung vom Motor zur Nabe der Anlasserscheibe und von der Nabe auf den aufge­ setzten Mitnehmerring sowie anschließend vom Ring auf den Wandler des Automatikgetriebes eine wesentlich höhere axiale und radiale Biegewechselfestigkeit erreicht als bei bekannten einteiligen Antriebsrädern, da sich radiale und auch axiale Bewegungen im wesentlichen nur im Bereich der Ausbuchtungen des Mitnehmerringes auswirken, wobei die Aus­ buchtungen im Bereich der Fensteröffnungen in gewissem Maße diese Bewegungen aufnehmen können. Trotz dieser Bewegungs­ möglichkeit der Ausbuchtungen ist das Antriebsrad insgesamt sehr stabil, da der Mitnehmerring in den übrigen Bereichen eng an der Anlasserscheibe anliegt. Gleichzeitig können Be­ wegungen bzw. Bewegungskräfte durch besondere Formgebung des Mitnehmerringes positiv beeinflußt werden, je flacher die Ausbuchtung ausgebildet ist, desto steifer ist das Bau­ teil.

Vorteilhaft sieht die Erfindung vor, daß die Ausbuchtungen im Bereich der Verbindungsmittel derart ausgebildet sind, daß ihre äußere Oberflüche mit der angrenzenden Oberfläche der Anlasserscheibe fluchtet. Bei dieser Ausgestaltung ist das Bauteil besonders kompakt und benötigt einen besonders geringen Raumbedarf im Fahrzeug.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Mitnehmerring in den an die Ausbuchtungen angrenzenden Randbereichen an die An­ lasserscheibe angenietet oder angeschraubt ist.

In ganz besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Mitnehmerring an seinem Außenumfang einteilig mit einem umlaufenden, etwa U-förmigen Rand verse­ hen ist, der unter Ausbildung eines Hohlraumes mit seinem freien U-Schenkel berührend unter die Anlasserverzahnung greift. Durch diese Ausbildung wird zusätzlich überraschend ein Klangdämpfungseffekt erreicht, so daß zusätzliche Klang­ dämpfungselemente entbehrlich sind. Für andere Anwendungs­ fälle kann das Antriebsrad gleichzeitig auch noch eine Schwungmassenfunktion übernehmen, insbesondere, wenn der Hohlraum mit einer Füllung versehen wird.

Zur Verbesserung der Klangdämpfung und auch der Schwungmas­ senfunktion kann zusätzlich vorgesehen sein, daß im Hohl­ raum zwischen dem Rand des Mitnehmerelementes und der Anlas­ serscheibe ein Dämpfungsmittel oder dgl. angeordnet ist. Dieses Dämpfungsmittel wird entsprechend in den Hohlraum eingeführt.

Alternativ sieht die Erfindung vorteilhaft auch vor, daß der U-förmige Rand zur Ausbildung eines Geberprofils mit am Umfang verteilten Löchern mit Geberlücke versehen ist. Über diese Ausgestaltung kann das Antriebsrad zusätzlich auch noch eine Geberfunktion übernehmen, ohne daß dazu ein zu­ sätzliches Bauteil erforderlich wäre.

Ist der Mitnehmerring einteilig mit einem umlaufenden Rand versehen, sieht die Erfindung vorteilhaft vor, daß im Be­ reich zwischen dem insbesondere U-förmigen Rand und jeder Ausbuchtung jeweils ein Schlitz im Mitnehmerring ausgebil­ det ist. Durch diesen "Freischnitt" der Ausbuchtungen wird eine Entkopplung der Anlasserscheibe von den axialen und ra­ dialen Verschiebungskräften des Wandlers erreicht. Gleich­ zeitig ermöglicht die Art der "Freischnittausbildung", d. h. der Breite des Schlitzes, eine Variabilität zur Erzeugung spezifisch geeigneter Linear- und Torsionsfederkennlinien. Dazu kann der Schlitz nämlich in den beiden Randbereichen eine größere Breite aufweisen, derart, daß die Ausbuchtung im Übergangsbereich zum nicht ausgebuchteten Mitnehmerring­ bereich eine geringere Breite aufweist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 in einer Seitenansicht ein erfindungsgemäßes An­ triebsrad,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 in vergrößerter Schnittdarstellung eine Detailan­ sicht des Randbereiches des Antriebsrades,

Fig. 4 bis 6 eine andere Ausführungsform in einer jeweils den Fig. 1 bis 3 entsprechenden Darstellung,

Fig. 7 und 8 jeweils im Schnitt verschiedene Ausführungs­ formen der Ausbuchtungen des Mitnehmerringes und in Fig. 9 ein vergrößertes Detail einer Ausbuchtung.

Ein erfindungsgemäßes Antriebsrad ist in der Zeichnung all­ gemein mit 1 bezeichnet. Dieses Antriebsrad 1 weist zu­ nächst eine Anlasserscheibe 2 auf, die einteilig aus einem scheibenförmigen Stahlblechrohling hergestellt ist. Dabei weist die Anlasserscheibe einen Nabenbereich 3 mit einer mittigen Bohrung 4 für eine Motorwelle und auf einem gemein­ samen Umfang angeordnete Befestigungsöffnungen 5 zur Be­ festigung an einem Motorflansch auf. Der Umfangsrandbereich der Anlasserscheibe 2 ist umlaufend stegförmig umgeformt, dieser stegförmige Randbereich ist mit 6 bezeichnet. In die­ sen Randbereich ist umlaufend eine Anlasserverzahnung einge­ formt, die mit 7 bezeichnet ist. Dabei kann die Verzahnung alternativ auch als angeschweißter massiver Ring (Zahn­ kranz) ausgebildet sein. Diese Verzahnung 7 steht im Start­ vorgang mit einem Anlasserritzel in Antriebsverbindung. Beim Anlaßvorgang eines Kraftfahrzeugmotors wird somit die Antriebskraft vom Anlasserritzel auf die Anlasserverzahnung 7 und über die Nabe 3 auf einen zugeordneten Motor übertra­ gen.

Im an den Steg 6 angrenzenden Randbereich der Anlasserschei­ be 2 ist eine ringförmige Vertiefung 8 ausgebildet, die mit gleichmäßig am Umfang verteilten Fensteröffnungen 9 verse­ hen ist. Diese ringförmige Vertiefung 8 ist zur Aufnahme ei­ nes ringförmigen Mitnehmerringes 10 vorgesehen. Dieser Mit­ nehmerring 10 dient zur Kraftübertragung auf einen nicht dargestellten Wandler eines Automatikgetriebes. Dazu weist der Mitnehmerring 10 Verbindungsmittel auf, die als Bohrun­ gen 11 für nicht dargestellte Befestigungsschrauben ausge­ bildet sind, derart, daß der Mitnehmerring 10 an einen ent­ sprechenden Flansch des Wandlers befestigbar ist. Im Be­ reich der Verbindungsmittel 11 weist der Mitnehmerring 10 Ausbuchtungen 12 auf, die in die Fensteröffnungen 9 der An­ lasserscheibe 2 eingreifen, und zwar vorteilhaft derart, daß ihre äußere Oberfläche mit der angrenzenden Oberfläche der Anlasserscheibe 2 fluchtet. Im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel sind vier Fensteröffnungen 9 und entsprechend vier Ausbuchtungen 12 vorgesehen, selbstverständlich ist aber auch eine andere Anzahl möglich.

In den angrenzenden Randbereichen jeder Ausbuchtung 12 ist der Mitnehmerring 10 mit Nieten 13 an der Anlasserscheibe 2 befestigt. Die Fensteröffnungen 9 der Anlasserscheibe 2 sind dabei etwas größer ausgebildet als die Ausbuchtungen 12 des Mitnehmerringes 10, d. h. die Breite des Mitnehmerrin­ ges 10 im Bereich der Ausbuchtungen 12 ist geringer als die Breite der Fensteröffnungen 9. Durch diese Formung der Aus­ buchtungen 12 wird eine Entkopplung der Anlasserscheibe 2 von den axialen und radialen Verschiebungskräften des Wand­ lers erreicht.

Vorteilhaft ist der Mitnehmerring 10 an seinem Außenumfang einteilig mit einem umlaufenden, etwa U-förmigen Rand 14 versehen, der unter Ausbildung eines Hohlraumes 15 mit sei­ nem freien U-Schenkel 16 unter die Anlasserverzahnung 7 be­ rührend greift.

Dabei ist der U-förmige Rand 14 zur Ausbildung eines Geber­ profils abwechselnd mit Löchern 17 und Stegen 18 versehen, wobei zur Erfüllung der Geberfunktion die Geberlücke von ei­ ner größeren Lochung 19 gebildet ist. Bei dieser in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform erfüllt das An­ triebsrad 1 somit zusätzlich auch noch die Funktion eines Geberrades.

Zusätzlich sind in Fig. 1 auch noch Schweißmuttern 20 darge­ stellt, die zur Montage des Antriebsrades 1 dienen.

In den Fig. 4 bis 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel ei­ nes erfindungsgemäßen Antriebsrades dargestellt. Dabei sind dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3 verwandt, sofern gleiche oder ähnliche Teile bezeichnet sind.

Anders als bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 ist der U-förmige Randbereich 14 ohne Geberprofil geschlos­ sen ausgebildet, derart, daß ein geschlossener Hohlraum 15 zur Verfügung steht. In diesen Hohlraum 15 kann dann zusätz­ lich ein Dämpfungsmittel eingeführt werden, um eine beson­ ders gute Klangdämpfung zu gewährleisten. Der Effekt der Klangdämpfung wird allerdings auch schon ohne zusätzliche Dämpfungsmittel erreicht, auch bei der Ausbildung nach Fig. 1 bis 3.

Neben der Klangdämpfungsform des U-förmigen Randbereiches 14 dient dieser auch als Raum für eine zusätzliche umlaufen­ de Ausgleichsmasse, so daß bei entsprechender Dimensionie­ rung das Antriebsrad 2 für entsprechende Anwendungsfälle auch die Funktion eines Schwungrades übernehmen kann. Dazu kann in den Hohlraum 15 auch noch eine entsprechende Masse eingefüllt werden, die dann nicht nur zur Klangdämpfung, sondern auch als Schwungmasse dient.

In den Fig. 7 und 8 sind zwei unterschiedliche Ausfüh­ rungsformen der Ausbuchtungen 12 dargestellt, wobei sich die Ausführungsformen dadurch unterscheiden, daß der abge­ schrägte Übergangsbereich 12a der Ausbuchtungen eine unter­ schiedliche Steigung aufweist. Erkennbar ist die Steigung der Ausführungsform nach Fig. 7 größer als die der Ausfüh­ rungsform nach Fig. 8. Durch diese unterschiedliche Ausfüh­ rung läßt sich die Federrate beeinflussen, je geringer die Steigung der Ausbuchtung ist, desto steifer ist der Mitneh­ merring. In Anpassung an den jeweiligen Einsatzfall können deshalb auf einfache Weise Bewegungen bzw. Bewegungskräfte durch die Formgebung des Mitnehmerringes 10 im Bereich der Ausbuchtungen 12 positiv beeinflußt werden.

Wie aus Fig. 9 hervorgeht, ist im Bereich zwischen dem U-förmigen Rand 14 und jeder Ausbuchtung 12 jeweils ein Schlitz 21 im Mitnehmerring 10 ausgebildet. Dabei kann die Schlitzbreite zu den Rändern hin zunehmen, also im Über­ gangsbereich 12a der Ausbuchtungen eine größere Breite auf­ weisen. Durch diesen "Freischnitt" der Ausbuchtungen 12 wird eine vollständige Entkopplung der Anlasserscheibe 2 von den axialen und radialen Verschiebungskräften des Wand­ lers erreicht. Gleichzeitig ermöglicht die Art der "Frei­ schnittausbildung", d. h. der Breite, insbesondere im Über­ gangsbereich 12a, eine Variabilität zur Erzeugung spezi­ fisch geeigneter Linear- und Torsionsfederkennlinien.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Aus­ gestaltungen der Erfindung sind möglich, ohne den Grundge­ danken zu verlassen. So kann der Mitnehmerring 10 auch ohne U-förmigen Randbereich 14 ausgebildet sein, z. B. mit einer formschlüssigen Kontur, wenn keine Zusatzfunktionen des An­ triebsrades erforderlich sind.

Claims (7)

1. Antriebsrad für ein Kraftfahrzeug oder dgl. mit einer An­ lasserscheibe mit Nabe zur drehfesten Verbindung mit einer Motorwelle und mit einem mit der Anlasserscheibe drehfest verbundenen Mitnehmerelement mit Verbindungsmitteln zur drehfesten Verbindung mit einem Wandler eines Automatikge­ triebes, wobei das Mitnehmerelement als Ring ausgebildet ist, welcher an der Anlasserscheibe befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerelement (10) im Bereich der Verbindungsmit­ tel (11) zur Verbindung mit dem Wandler ausgebuchtet ist und mit diesen Ausbuchtungen (12) in entsprechend angeordne­ te, in der Anlasserscheibe (2) ausgesparte Fensteröffnungen (9) bzw. Vertiefungen eingreift.

2. Antriebsrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtungen (12) im Bereich der Verbindungsmittel (11) derart ausgebildet sind, daß ihre äußere Oberfläche mit der angrenzenden Oberfläche der Anlasserscheibe (2) fluchtet.

3. Antriebsrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmerring (10) in den an die Ausbuchtungen (12) angrenzenden Randbereichen an die Anlasserscheibe (2) ange­ nietet (13) oder angeschraubt ist.

4. Antriebsrad nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmerring (10) an seinem Außenumfang einteilig mit einem umlaufenden, etwa U-förmigen Rand (14) versehen ist, der unter Ausbildung eines Hohlraumes (15) mit seinem freien U-Schenkel (16) berührend unter die Anlasserverzah­ nung (7) greift.

5. Antriebsrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum (15) zwischen dem Rand (14) des Mitnehmer­ elementes (10) und der Anlasserscheibe (2) ein Dämpfungsmit­ tel oder dgl. angeordnet ist.

6. Antriebsrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Rand (14) zur Ausbildung eines Geberpro­ fils mit am Umfang verteilten Löchern (17) mit Geberlücke (19) versehen ist.

7. Antriebsrad nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen dem insbesondere U-förmigen Rand (14) und jeder Ausbuchtung (12) jeweils ein Schlitz (21) im Mitnehmerring (10) ausgebildet ist.