DE4409694A1 - Anordnung zur Befestigung einer Kupplungsbaueinheit an einer Kurbelwelle - Google Patents
Anordnung zur Befestigung einer Kupplungsbaueinheit an einer KurbelwelleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines
mit einer Kupplungsdruckplatteneinheit und einer Kupplungs
scheibe zu einer Baueinheit vereinigten Schwungrads am Ab
triebsende der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine.
Herkömmliche Reibungskupplungen von Kraftfahrzeugen umfassend
in der Regel ein ein- oder zweiteiliges Schwungrad, an welchem
eine Druckplatteneinheit lösbar angeschraubt ist. Die Druck
platteneinheit umfaßt eine axial bewegliche Anpreßplatte, die
an einem an dem Schwungrad angeschraubten Kupplungsgehäuse
drehfest, aber axial beweglich geführt ist und von einer
Kupplungshauptfeder, üblicherweise einer Membranfeder, zum
Schwungrad hin vorgespannt wird. Die Anpreßplatte und das
Schwungrad bilden Reibflächen für eine dazwischen angeordnete
Kupplungsscheibe, deren Nabe drehfest, aber axial beweglich
auf einer Eingangswelle eines im Antriebsstrang des Kraft
fahrzeugs nachfolgenden Getriebes sitzt. Das Schwungrad ist
andererseits an einem Endflansch der Kurbelwelle der Brenn
kraftmaschine mit einer Vielzahl um die Drehachse der Kurbel
welle herum angeordneter Schrauben angeschraubt.
Bei herkömmlichen Reibungskupplungen verdeckt die Kupplungs
scheibe und die Membranfeder in axialer Richtung gesehen die
das Schwungrad am Endflansch der Kurbelwelle haltenden
Schrauben. Bei der Montage der Reibungskupplung muß deshalb
zunächst das Schwungrad an dem Endflansch angeschraubt werden,
bevor nachfolgend die Kupplungsscheibe angesetzt und die
Druckplatteneinheit an dem Schwungrad angeschraubt werden
kann. Dieses Montageverfahren ist nicht nur zeitraubend,
sondern hat auch den Nachteil, daß die Reibungskupplung vor
der Montage nicht insgesamt, also einschließlich der Kupp
lungsscheibe und des Schwungrads, auf Einhaltung der Bauvor
schriften überprüft werden kann.
Aus der DE-A-41 17 571 ist es bekannt, sowohl die Kupplungs
scheibe als auch die Membranfeder mit Löchern zu versehen, die
mit den für die Befestigung des Schwungrads am Endflansch der
Kurbelwelle vorgesehenen Schrauben axial fluchten. Auf diese
Weise kann die Druckplatteneinheit zusammen mit der Kupp
lungsscheibe und dem Schwungrad bereits vor der Montage an der
Kurbelwelle zu einer Baueinheit (Modulkupplung) zusammengebaut
werden. Die Befestigungsschrauben können durch die Löcher der
Kupplungsscheibe und der Membranfeder hindurch in den End
flansch der Kurbelwelle eingedreht werden.
Aus DE-A-33 15 232 ist es bekannt, eine aus Schwungrad,
Druckplatteneinheit und Kupplungsscheibe bestehende Modul
kupplung, bei welcher das Kupplungsgehäuse um das Schwungrad
herum gebördelt, also nicht lösbar mit diesem verbunden ist,
mittels einer Zentralschraube am Abtriebsende der Kurbelwelle
zentrische, mit einem Innengewinde versehene Stirnöffnung, in
die die Zentralschraube eingeschraubt ist. Die Zentralschraube
hat einen radial abstehenden Flansch, der das Schwungrad gegen
die axiale Stirnfläche des Abtriebsendes der Kurbelwelle
spannt. Die Zentralschraube ist als Hohlschraube ausgebildet
und enthält zugleich ein Pilotlager, welches das motorseitige
Ende der durch die Nabe der Kupplungsscheibe tretenden Ge
triebeeingangswelle radial führt. Das über den Radialflansch
der Zentralschraube übertragbare Drehmoment ist jedoch ver
gleichsweise niedrig, da nur begrenzte Anzugsmomente der Zen
tralschraube erreicht werden können.
Aus DE-A-40 13 298 ist es für die Befestigung des Schwungrades
einer Modulkupplung bekannt, die einander axial zugewandten
Flächen eines Endflansches der Kurbelwelle und des Schwungrads
mit einer radial verlaufenden Verzahnung (z. B. einer Hirth-
Verzahnung) zu versehen und das Schwungrad wiederum mit einer
zugleich das Pilotlager der Getriebeeingangswelle enthaltenden
Zentralschraube am Abtriebsende der Kurbelwelle axial zu fi
xieren. Die Zentralschraube übernimmt in diesem Fall lediglich
die axiale Fixierung, während das Drehmoment mittels der Ra
dialverzahnung von der Kurbelwelle auf das Schwungrad über
tragen wird. Die in eine zentrische Gewindeöffnung des
Abtriebsendes der Kurbelwelle eingeschraubte Zentralschraube
ist im Bereich des Pilotlagers zentrisch mit Schlüsselflächen
versehen, in die durch die Nabe der Kupplungsscheibe hindurch
ein Schraubwerkzeug eingesteckt werden kann, um die Zentral
schraube an der Kurbelwelle festzuziehen.
Schließlich ist es aus dem Buch K. Wiecking und R. Gebauer
"Die Motoren der Personenkraftwagen", Verlag Chr. Belser,
Stuttgart, 1952, Seite 314, Abb. 341 bekannt, das
Schwungrad einer herkömmlichen Reibungskupplung mittels einer
Konus-Preßsitzkupplung am Abtriebsende der Kurbelwelle der
Brennkraftmaschine zu befestigen. Das Abtriebsende trägt einen
zur Kupplungsscheibe hin sich verjüngenden Außenkonus, auf
welchen das Schwungrad mit einem Innenkonus seiner Nabe auf
gesetzt ist. Das Abtriebsende der Kurbelwelle endet in einem
Schraubzapfen, auf den eine das Schwungrad sichernde Mutter
aufgeschraubt ist. Die bekannte Konstruktion erlaubt es jedoch
nicht, die Druckplatteneinheit zusammen mit der Kupplungs
scheibe und dem Schwungrad als Baueinheit zu montieren.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, die
es mit einfachen Mitteln erlaubt, eine die Druckplattenein
heit, die Kupplungsscheibe und das Schwungrad umfassende
Kupplungsbaueinheit in einem Arbeitsgang am Abtriebsende der
Kurbelwelle radial spielfrei zu befestigen. Die Montage soll
hierbei sehr einfach durchgeführt werden können.
Die Erfindung geht hierbei aus von einer Anordnung zur Befe
stigung eines mit einer Kupplungsdruckplatteneinheit und einer
Kupplungsscheibe zu einer Baueinheit vereinigten Schwungrads
an einem Abtriebsende einer Kurbelwelle einer Brennkraftma
schine mit am Abtriebsende einerseits und dem Schwungrad an
dererseits vorgesehenen, im wesentlichen axial verlaufenden
Fügeflächen. Die erfindungsgemäße Verbesserung besteht darin,
daß die Fügeflächen als in axialer Richtung selbsthemmende
Konusfläche ausgebildet sind. Bei der Montage der Kupplungs
baueinheit muß lediglich das Schwungrad auf das Abtriebsende
der Kurbelwelle axial auf gepreßt werden. Die Konusflächen
übertragen nicht nur das Drehmoment, sondern sichern auch die
Kupplungsbaueinheit an der Kurbelwelle. Das Schwungrad wird in
axialer Richtung vorzugsweise ausschließlich über seine Ko
nusfläche an dem Abtriebsende axial fixiert, jedoch können
ggf. auch zusätzliche axiale Sicherungselemente vorgesehen
sein, die jedoch auf Grund der axial selbsthemmenden Eigen
schaften der Konusflächen keine oder nur unwesentliche Preß
kräfte zur Sicherung der Drehmomentübertragungsfähigkeit der
Konusflächen im Betrieb aufbringen müssen. Bei den Siche
rungselementen kann es sich beispielsweise um eine zentrale
Schraube handeln, die bei der Montage zum axialen Aufpressen
des Schwungrads auf die Kurbelwelle ausgenutzt werden kann.
Die zentrale Schraube ist vorzugsweise durch die Nabe der
Kupplungsscheibe hindurch axial zugänglich und ggf. so ausge
bildet, daß sie auch durch die Nabe der Kupplungsscheibe
hindurch entnommen werden kann, wenn die axiale Sicherung
ausschließlich durch die axiale Selbsthemmeigenschaften der
Konusflächen erfolgen soll.
Das Schwungrad kann eine zentrische Öffnung haben, deren In
nenmantel die Konusfläche bildet und in die das Abtriebsende
der Kurbelwelle mit seiner entsprechenden Konusfläche ein
greift. In einer bevorzugten Variante, die die Konusflächen in
das Abtriebsende der Kurbelwelle hinein verlegt und damit nä
her an das abtriebsseitige Kurbelwellenlager bringt, weist das
Schwungrad einen Konusansatz mit einer zur Kurbelwelle hin
sich konisch verjüngenden Fügefläche auf und greift mit dem
Konusansatz in eine zentrische, eine zugeordnete konische
Fügefläche bildende Stirnöffnung des Abtriebsendes der
Kurbelwelle ein. Diese Variante hat darüber hinaus den Vor
teil, daß der Bereich des Schwungrads axial außerhalb des Ab
triebsendes der Kurbelwelle liegt und ein Pilotlager für eine
Getriebeeingangswelle bilden oder aufnehmen kann. Der Konus
ansatz ist zweckmäßigerweise mit einer durchgehenden, zen
trischen, axialen Bohrung versehen, während die Stirnöffnung
in eine zentrische Gewindebohrung für eine durch die Bohrung
des Konusansatzes eintretende Spannschraube übergeht. Die
Spannschraube kann auch lediglich als Montagewerkzeug ausge
nutzt werden, wenn sie durch die Nabe der Kupplungsscheibe
hindurch eingeführt bzw. entnommen werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Konusflächen bei
der Montage miteinander verklebt. Die Verklebung bildet nicht
nur eine Art Versiegelung, durch die Passungsrost an den
Konusflächen verhindert werden kann, sondern sie erhöht auch
das über die Konusflächen übertragbare Drehmoment bzw. ver
bessert die axiale Selbsthemmeigenschaften der Konusflächen.
Da der Klebstoff erst nach der Montage aushärtet, wirkt er
während der Montage als Gleitmittel und verringert die zum
Aufpressen erforderlichen axialen Preßkräfte.
Bei der Demontage wird das Schwungrad durch geeignete Abziehwerkzeuge
von der Kurbelwelle abgezogen. Um dies zu erleich
tern, kann zumindest eine der Konusflächen wenigstens eine
Ringnut enthalten, die über einen Kanal mit einem Druckmit
telanschluß verbunden ist. Über den vorzugsweise zentrischen
Druckmittelanschluß wird Hydrauliköl oder dgl. in die Ringnut
eingepreßt, wodurch der radiale Preßverband aufgeweitet und
gelöst wird.
Der einfacheren Herstellbarkeit wegen haben die Konusflächen
zweckmäßigerweise Kreisquerschnitt. Geeignet sind aber auch
Konusflächen, die im Axialquerschnitt Ploygonprofil haben, um
auf diese Weise die Drehmomentübertragungsfähigkeit der Ko
nusflächen zu erhöhen.
Unter dem vorstehend erläuterten Aspekt der Erfindung sorgen
die Konusflächen für radiale Spielfreiheit und axiale Sicher
heit der Preßverbindung. Unter einem zweiten Aspekt der
Erfindung, der es gleichfalls erlaubt, die Kupplungsbaueinheit
auf einfache Weise am Abtriebsende der Kurbelwelle zu montie
ren, wird die axiale Sicherung des Schwungrads an der Kurbel
welle wie auch ein wesentlicher Anteil der Drehmomentübertra
gungskapazität der Verbindung Schwungrad-Kurbelwelle dadurch
erreicht, daß das Schwungrad an den im wesentlichen axial
verlaufenden Fügeflächen und/oder an radial verlaufenden
Fügeflächen des Schwungrads und des Abtriebsendes mit dem Ab
triebsende verklebt ist. Die im wesentlichen axial verlaufen
den Fügeflächen sorgen hierbei für die radiale Zentrierung des
Schwungrads am Abtriebsende der Kurbelwelle. Die axial ver
laufenden Fügeflächen sind, um auch radial verlaufende
Fügeflächen an der Klebeverbindung beteiligen zu können, des
halb bevorzugt als Zylinderflächen ausgebildet. Die zylin
drischen Fügeflächen können für eine Übergangspassung oder
eine Preßpassung bemessen sein, so daß sie zusätzlich zur
Verklebung für die Drehmomentübertragung ausgenutzt werden
können. Auch hier dient der Klebstoff während der Montage als
Gleitmittel und sorgt danach für eine Versiegelung der Pas
sungsflächen zur Verhinderung von Passungsrost.
Unter einem dritten Aspekt der Erfindung, der gleichfalls für
radiale Spielfreiheit bei der Drehmomentübertragung zwischen
der Kurbelwelle und dem Schwungrad der Kupplungsbaueinheit bei
einfacher Montierbarkeit sorgt, ist vorgesehen, daß in mehre
re, um die Drehachse der Kurbelwelle herum verteilte, paar
weise axial zueinander ausgerichteten Bohrungen des Schwung
rads und des Abtriebsendes Stifte für die Drehmomentübertra
gung spielfrei eingesetzt sind. Die Stifte können zugleich die
axiale Fixierung des Schwungrads an der Kurbelwelle überneh
men, ggf. können jedoch auch zusätzliche axiale Sicherungs
mittel, beispielweise eine zentrische Befestigungsschraube
vorgesehen sein, die wiederum durch die Nabe der Kupplungs
scheibe hindurch zugänglich ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Spielfreiheit der
Stifte dadurch erreicht, daß sie in den Bohrungen zumindest
einer der beiden Komponenten - Schwungrad bzw. Kurbelwelle -
eingeklebt sind. Während die Stifte zweckmäßigerweise in den
Bohrungen der anderen Komponente im Preßsitz sitzen, gleicht
der Klebstoff Fertigungstoleranzen zwischen den Stiften und
den Bohrungen der erstgenannten Komponente aus.
Alternativ können die Stifte auch radial federnd, beispiels
weise als radial federnde Stifthülsen ausgebildet sein und so
für einen Spielausgleich sorgen.
Bei der Verwendung von radial federnden Stifthülsen ergibt
sich dann ein ganz besonders einfache Konstruktion, wenn die
zylindrischen Umfangsflächen der Stifthülsen die axial ver
laufenden Fügeflächen darstellen, wobei somit alle anderen
axial verlaufenden Fügeflächen ersatzlos wegfallen können.
Durch mehrere am Umgangs verteilte Stifthülsen ergibt sich
eine einwandfreie radiale Zentrierung zwischen Kurbelwelle und
Schwungrad und radial verlaufende Fügeflächen bilden die axi
ale Fixierung. Zur Sicherung in axialer Richtung kann eine
zentrisch angeordnete Spannschraube vorgesehen werden.
Auch unter diesem Aspekt der Erfindung können das Schwungrad
und das Abtriebsende an im wesentlichen axial verlaufenden
und/oder radial verlaufenden Fügeflächen zur axialen Fixierung
miteinander verklebt sein. Die Stifte setzen hierbei bevorzugt
radial außerhalb der im wesentlichen axial verlaufenden
Fügeflächen und durchsetzen zweckmäßigerweise die radial ver
laufenden Fügeflächen, um die Scherbelastung der Stifte ver
gleichsweise geringhalten zu können.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht nur bei Kupplungs
baueinheiten mit einem einteiligen Schwungrad eingesetzt wer
den kann, sondern auch bei solchen Kupplungen, deren Schwung
rad ein sogenanntes Zweimassenschwungrad mit zwei relativ zu
einander verdrehbaren und drehelastisch miteinander
gekuppelten Schwungmassen bildet, von denen eine mit der Kur
belwelle zu verbinden ist und die andere die Druckplattenein
heit trägt.
Es bedarf nicht einer näheren Erläuterung, daß die Erfindung
auch bei der Befestigung eines normalen Schwungrades an der
Kurbelwelle Verwendung finden kann, genauso wie auch die Be
festigung eines Drehmomentwandlers auf die gleiche Weise an
der Kurbelwelle erfolgen kann.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 einen teileweise Axiallängsschnitt durch eine in
erfindungsgemäßer Weise am Abtriebsende der
Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine eines
Kraftfahrzeugs befestigte Kupplungsbaueinheit;
Fig. 2 einen Axialquerschnitt durch den Fügeflächenbereich
einer Variante der Kupplungsbaueinheit;
Fig. 3 und 4 Axiallängsschnitte durch den Fügeflächenbereich und
weiterer Varianten der Kupplungsbefestigung;
Fig. 5 einen Axiallängsschnitt einer weiteren Variante der
Kupplungsbefestigung.
Fig. 1 zeigt eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung 1, deren
allgemein mit 3 bezeichnete Druckplatteneinheit zusammen mit
der Kupplungsscheibe 5 und einem Schwungrad 7 zu einer Kupp
lungsbaueinheit zusammengefaßt ist, die als solche mittels
einer Befestigungsanordnung 9 am Abtriebsende 11 einer um eine
Drehachse 13 rotierenden Kurbelwelle 15 einer Brennkraftma
schine des Kraftfahrzeugs montiert ist. Die Kupplungsbauein
heit bildet eine sogenannte "Modulkupplung", bei der die
Druckplatteneinheit 3, die Kupplungsscheibe 5 und das
Schwungrad 7 vor der Montage am Abtriebsende 11 der
Kurbelwelle 15 zu der Kupplungsbaueinheit vereinigt werden, so
daß die Kupplung insgesamt auf Funktionsfähigkeit und Einhal
ten der Bauvorschriften überprüft werden kann.
Die Druckplatteneinheit 3 hat in üblicher Weise ein Kupp
lungsgehäuse 16, das lösbar oder aber betriebsmäßig unlösbar,
beispielsweise durch Schweißen an dem Schwungrad 7 befestigt
ist. An dem Kupplungsgehäuse 17 ist eine im wesentlichen
ringscheibenförmige Anpreßplatte 19, beispielsweise mittels
nicht näher dargestellter Tangentialblattfedern drehfest, aber
axial beweglich gelagert. Die Anpreßplatte 19 nimmt zwischen
sich und dem eine Gegenanpreßplatte bildenden Schwungrad 7
Reibbeläge 21 der Kupplungsscheibe 5 auf, die in herkömmlicher
Weise über einen Drehschwingungsdämpfer 23 mit einer Nabe 25
der Kupplungsscheibe 5 drehelastisch gekuppelt sind. Die
Kupplungsscheibe 5 ist über ihre Nabe 25 drehfest, aber axial
beweglich an einer bei 27 angedeuteten Eingangswelle eines im
Drehmomentübertragungsweg auf die Reibungskupplung 1 folgenden
Getriebes geführt. Eine an dem Kupplungsgehäuse 17 gehaltene
Membranfeder 29 spannt die Anpreßplatte 19 über die Reibbelä
ge 21 reibschlüssig gegen das Schwungrad 7. Über einen nicht
näher dargestellten, auf Federzungen 31 der Membranfeder 29
wirkenden Ausrücker kann die Anpreßplatte 19 entlastet und die
Kupplung ausgerückt werden.
Es versteht sich, daß die in Fig. 1 dargestellte Reibungs
kupplung 1 lediglich ein Beispiel einer im Rahmen der Erfin
dung verwendbaren Kupplung darstellt. So kann beispielsweise
das Schwungrad 7 auch als sogenanntes "Zweimassenschwungrad"
ausgebildet sein und zwei um die Drehachse 13 relativ zuein
ander verdrehbare Schwungmassen umfassen, von denen eine erste
über die Befestigungsanordnung 9 am Abtriebsende 11
anzubringen ist, während die zweite Schwungmasse die Druck
platteneinheit 3 trägt. Die beiden Schwungmassen sind über
einen Drehschwingungsdämpfer drehelastisch miteinander gekup
pelt. Der Drehschwingungsdämpfer 23 kann hierbei entfallen.
Das Antriebsende 11 der Kurbelwelle 15 enthält eine zentrische
Stirnöffnung 33, deren Innenmantel eine in die Kurbelwelle 15
axial hinein sich verjüngende Konusfläche bildet. In die
Stirnöffnung 33 greift ein vom Schwungrad 7 axial abstehender
Konusansatz 35, dessen Außenmantel eine dem Innenmantel der
Stirnöffnung 33 angepaßte Konusfläche hat. Die einander zuge
ordneten Konusflächen der Stirnöffnung 33 und des Konusan
satzes 35 bilden im wesentlichen axial verlaufende Fügeflächen
eines radialen Preßverbands, der das Schwungrad 7 an der Kur
belwelle 15 radial führt und das Drehmoment von der Kurbel
welle 15 auf die Kupplung 1 überträgt. Der Konuswinkel der
Fügeflächen ist so klein bemessen, daß die Konusflächen in
axialer Richtung selbsthemmende Eigenschaften haben, womit
sich eine zusätzliche axiale Fixierung des Schwungrades 7 an
der Kurbelwelle 15 erübrigt.
Der Konusansatz 35 bildet eine Nabe des Schwungrads 7 und
enthält eine durchgehende, zur Kupplungsscheibe 5 hin radial
sich erweiternde Stufenbohrung 37, die in ihrem erweiterten
Teil ein Pilotlager 39 für die radiale Führung des
kurbelwellenseitigen Endes der Getriebeeingangswelle 27 auf
nimmt. Gleichachsig zur Stufenbohrung 37 setzt sich die
Stirnöffnung 33 in einer Gewindebohrung 41 fort, in die für
die Montage der Reibungskupplung 1 vor dem Einsetzen der Ge
triebeeingangswelle 27 in die Nabe 25 eine Spannschraube durch
die Nabe 25 hindurch eingeschraubt werden kann. Mittels der
nicht näher dargestellten und nach der Montage wieder zu ent
fernenden Spannschraube kann der Konuseinsatz 35 axial in die
Stirnöffnung 31 eingepreßt werden. Es versteht sich, daß auch
andere Einpreßwerkzeuge verwendet werden können, über die der
Konusansatz 35 durch die Nabe 25 der Kupplungsscheibe 5 hin
durch in die Stirnöffnung 33 eingepreßt werden können. Bei
diesen Werkzeugen kann es sich um hydraulische Pressen oder
dgl. handeln, die über Zugstangen-Druckhülsen-Verbindungen mit
dem Abtriebsende 11 einerseits bzw. dem Schwungrad 7 anderer
seits kuppelbar sind.
Die Demontage des Schwungrads 7 von der Kurbelwelle 15 kann
gleichfalls über hydraulisch betätigte Abzugsvorrichtungen
erfolgen, die über Stangen-Hülsen-Verbindungen durch die Na
be 25 der Kupplungsscheibe 5 hindurch auf den Verbindungsbe
reich 9 wirken. Der Konusansatz 35 ist hierzu ggf. im Bereich
seiner Stufenbohrung 37 mit Gewindeanschlüssen versehen. Das
Abziehen des Schwungrads 7 vom Abtriebsende kann auch durch
hydraulisches Aufweiten des Abtriebsendes 11 erfolgen. Hierzu
ist am Umfang des Konusansatzes 35 eine Ringnut 43 vorgesehen,
die über einen oder mehrere Radialkanäle 45 ausgebildeten
Druckmittelanschluß verbunden ist. Der Druckmittelanschluß 47
kann durch die Nabe 25 der Kupplungsscheibe hindurch mit einem
hydraulischen Druckgerät verbunden sein, das die Stirnöff
nung 33 über die Ringleitung 43 hydraulisch aufweitet.
Die durch die Stirnöffnung 33 und den Konusansatz 35
gebildeten Fügeflächen sind miteinander verklebt, wobei die
Verklebung nicht nur das übertragbare Drehmoment und die axi
ale Selbsthemmung der Preßverbindung 9 verstärkt, sondern auch
die Fügeflächen zur Verhinderung von Passungsrost versiegelt.
Während der Montage dient der dann noch nicht ausgehärtete
Klebstoff als Gleitmittel, durch das die axialen Preßkräfte
bei der Montage verringert werden können. Wie bei 49 angedeu
tet, kann das Schwungrad 7 relativ zur Kurbelwelle 15 durch
einen Indexstift verbunden sein, der die Winkellage der
Schwungrads 7 relativ zur Kurbelwelle 15 definiert.
Im folgenden werden Varianten des Ausführungsbeispiels der
Fig. 1 erläutert. Gleichwirkende Komponenten sind mit den Be
zugszahlen der Fig. 1 und zur Unterscheidung mit einem Buch
staben versehen. Zur Erläuterung des Gesamtaufbaus und seiner
Wirkungsweise wird auf die Beschreibung der Fig. 1 Bezug ge
nommen.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 haben die einander zugeord
neten Konusflächen der Stirnöffnung 33 und des Konusan
satzes 35 Kreisquerschnittsform. Fig. 2 zeigt eine Variante,
bei welcher der Konusansatz 35a des Schwungrads angenähert
polygonale Querschnittsform hat. Die Stirnöffnung 33 kann be
reits im unverspannten Zustand einen entsprechenden polygo
nalen Querschnitt haben, geeignet sind aber auch Kreisquer
schnittsformen, die sich beim axialen Verpressen des Preßver
bands durch elastische Deformation dem Querschnitt des Konus
ansatzes 35a anpassen. Auch hier können die einander zugeord
neten Fügeflächen miteinander verklebt sein.
Fig. 3 zeigt eine Variante, bei der das Schwungrad 7b mit ei
nem zur Drehachse 13b zentrischen Zylinderansatz 35b in eine
gleichfalls zylindrische Stirnöffnung 33b des Abtriebsen
des 11b der Kurbelwelle 15b eingreift. Der zylindrische In
nenmantel der Stirnöffnung 33b und der zylindrische Außenman
tel des Zylinderansatzes 35b bilden einander zugeordnete
Fügeflächen, die das Schwungrad 7b an dem Abtriebsende 11b
radial zentrieren. Das Abtriebsende 11b hat eine senkrecht zur
Drehachse 13b verlaufende Stirnfläche 51, an der eine gleich
falls achsnormal verlaufende Fläche 53 des Schwungrads 7b
flächig anliegt. Die Flächen 51, 53 bilden radiale
Fügeflächen, die das Schwungrad 7b relativ zum Abtriebsen
de 11b axial positionieren. Die zylindrischen Fügeflächen der
Stirnöffnung 33b und des Zylinderansatzes 35b wie auch die
Flächen 51, 53 sind miteinander verklebt, wobei diese
Verklebung das Drehmoment von der Kurbelwelle 15b auf das
Schwungrad 7b überträgt. Die radialen Fügehilfen 51, 53 ver
laufen hierbei radial außerhalb der zylindrischen Fügeflächen.
Zur Erhöhung des übertragbaren Drehmoments zwischen den zy
lindrischen Fügeflächen können die Stirnöffnung 33b und der
Zylinderansatz 35b für eine Übergangspassung oder eine Preß
passung bemessen werden. Die Verklebung versiegelt hierbei
wiederum die Fügeflächen und verhindert Passungsrost. Bei der
Montage wirkt der Klebstoff als Gleitmittel. Bei 55 ist eine
zentrische Spannschraube angedeutet, die durch den Zylinder
ansatz 35b hindurch in eine Gewindebohrung 57 der
Kurbelwelle 15b eingeschraubt ist. Die Spannschraube kann ggf.
nach der Montage wieder entfernt werden.
Alternativ zur Klebeverbindung, aber auch ggf. zusätzlich
können in zueinander axial fluchtenden und zur Drehachse 13b
parallelen Bohrungen 59, 61 des Abtriebsendes 11b einerseits
und des Schwungrads 7b andererseits radial federnde Stift
hülsen 63 eingesetzt sein. Die Stifthülsen 63 sind auf einem
zur Drehachse 13b zentrischen Anordnungskreis 65 mit Abstand
voneinander angeordnet und gleichen aufgrund ihrer radial fe
dernden Eigenschaften Toleranzen radial und in Umfangsrichtung
aus. Bei geeigneter Bemessung der Scherfestigkeit der Stift
hülsen kann der überwiegende Teil des zu übertragenden
Drehmoments über die Hülsen geführt werden. Die Spannschrau
be 55 dient dann in erster Linie zur axialen Sicherung, was
den Vorteil hat, daß bei der Montage des Schwungrads 7b nur
vergleichsweise geringe Schraubdrehmomente aufgebracht werden
müssen. Es versteht sich, daß die Spannschraube 55 entfallen
kann, wenn die axiale Sicherung durch andere Maßnahmen, bei
spielsweise durch Verklebung der Fügeflächen oder durch Preß
passungen der zylindrischen Fügeflächen, aufgebracht wird.
Fig. 4 zeigt eine Variante, bei welcher die Drehmomentüber
tragung vom Abtriebsende 11c der Kurbelwelle 15c wiederum
durch mehrere auf einem zentrischen Kreis 67 um die Drehach
se 13c herum verteilt angeordnete Stifte 69 auf das Schwung
rad 7c erfolgt. Das Schwungrad 7c greift mit einem zentrischen
Zylinderansatz 35c in eine gleichfalls zylindrische Stirnöff
nung 33c des Abtriebsendes 11c der Kurbelwelle 15c, wo es ra
dial durch die zylindrischen Fügeflächen dieser Elemente zen
triert wird. Achsnormal verlaufende Fügeflächen 71 am
Stirnende der Kurbelwelle 15c bzw. 73 am Schwungrad 7c sorgen
für eine axiale Positionierung des Schwungrads 7c relativ zur
Kurbelwelle 15c.
Die Stifte 69 sitzen mit Preßpassung in einer Bohrung 75 einer
der beiden drehfest zu verbindenden Komponenten, hier des
Schwungrads 7c und erstrecken sich achsparallel zur Drehach
se 13c quer durch die radialen Fügeflächen 71, 73 in dazu
axial fluchtende Bohrungen 77 der anderen Komponente, hier der
Kurbelwelle 15c. Die Bohrung 77 ist für eine Fügepassung,
allenfalls für eine Übergangspassung bemessen und die
Stifte 69 sind zum Toleranzausgleich in den Bohrungen 77
festgeklebt, wie dies durch Klebstoff 79 angedeutet ist. Der
Klebstoff im Bereich der Stifte 69 sorgt für eine spiel freie
Verbindung von Kurbelwelle 15c und Schwungrad 7c. Es versteht
sich, daß auch hier zusätzlich sowohl die zylindrischen
Fügeflächen als auch die radial verlaufenden Fügeflächen mit
einander verklebt sein können, um einerseits höhere Drehmo
mente übertragen zu können als auch andererseits für eine
axiale Fixierung zu sorgen. Die axiale Fixierung kann ggf.
durch die bei 81 angedeutete zentrische Spannschraube erreicht
werden. Auch können die zylindrischen Fügeflächen des Zylin
deransatzes 35c und der Stirnöffnung 33c zur Erhöhung des
übertragbaren Drehmoments für eine Preßpassung bemessen sein.
Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen trägt das
Schwungrad einen zentrischen Ansatz, der an eine Stirnöffnung
am Abtriebsende der Kurbelwelle eingreift. Der zentrische An
satz sorgt für eine radiale Zentrierung und führt das
Schwungrad kippfehlerfrei an der Kurbelwelle. Alternativ sind
auch Ausführungsformen möglich, bei welchem die Kurbelwelle
einen zylindrischen oder konischen Ansatz trägt, der in eine
zentrische Öffnung des Schwungrads eingreift und hier über im
wesentlichen axial verlaufende Fügeflächen das Schwungrad ra
dial zentriert.
Die Fig. 5 zeigt eine Variante der beiden Fig. 3 und 4, wobei
hier die axial verlaufenden Fügeflächen einerseits durch die
äußere Umfangsfläche der Stifthülsen 91 gebildet sind und an
dererseits durch axial zueinander ausgerichtete Bohrungen 92
und 93 einerseits in der Kurbelwelle 15d und andererseits im
Schwungrad 7d. Durch mehrere zentrisch zur Drehachse 13d auf
einem Kreis angeordnete Stifthülsen 91 und Bohrungen 92
bzw. 93 ergibt sich ein einwandfreier radialer Zentriereffekt
zwischen der Kurbelwelle 15d und dem Schwungrad 7d. Dabei
dient die radial verlaufende Fügefläche 94 des Schwungrads 7d
und die radial verlaufende Fügefläche 95 der Kurbelwelle 15d
bei der Montage als Axialanschlag. Eine zentrisch angeordnete
Spannschraube 96 kann als axiale Sicherung verwendet werden.
Anstelle dieser Spannschraube 96 ist es natürlich auch mög
lich, die radial verlaufenden Fügeflächen 94 und 95 zu ver
kleben.
Claims (21)
1. Anordnung zur Befestigung eines mit einer Kupplungs
druckplatteneinheit (3) und einer Kupplungsscheibe (5) zu
einer Baueinheit (1) vereinigten Schwungrads (7) an einem
Abtriebsende (11) einer Kurbelwelle (15) einer Brenn
kraftmaschine, mit dem Abtriebsende (11) einerseits und
dem Schwungrad (7) andererseits, vorgesehenen, im we
sentlichen axial verlaufenden Fügeflächen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fügeflächen als in axialer Richtung
selbsthemmende Konusflächen ausgebildet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
das das Schwungrad (7) in axialer Richtung ausschließlich
über seine Konusfläche an dem Abtriebsende (11) axial
fixiert ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schwungrad (7) einen Konusansatz (35) mit einer
zur Kurbelwelle (15) hin sich konisch verjüngenden
Fügefläche aufweist und mit dem Konusansatz (35) in eine
zentrische, eine zugeordnete konische Fügefläche bildende
Stirnöffnung (33) das Abtriebsendes (11) der Kurbelwel
le (15) eingreift.
4. Anordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Konusansatz (35) eine durchgehende, zentrische
axiale Bohrung (37) aufweist und die Stirnöffnung (33) in
eine zentrische Gewindebohrung (41) für eine durch die
Bohrung (37) des Konusansatzes (35) eintretende Spann
schraube übergeht.
5. Anordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannschraube durch die Kupplungseinheit hindurch
herausnehmbar ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Konusflächen miteinander verklebt sind.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eine der Konusflächen wenigstens eine
Ringnut (43) enthält, die über einen Kanal (45) mit einem
Druckmittelanschluß (47) verbunden ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eine der Konusflächen im Axialquerschnitt
Polygonprofil hat.
9. Anordnung zur Befestigung eines mit einer Kupplungs
druckplatteneinheit (3) und einer Kupplungsscheibe (5) zu
einer Baueinheit vereinigten Schwungrads (7b) an einem
Abtriebsende (11b) einer Kurbelwelle (15b) einer Brenn
kraftmaschine, mit am Abtriebsende (11b) einerseits und
dem Schwungrad (7b) andererseits vorgesehenen, im we
sentlichen axial verlaufenden Fügeflächen,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schwungrad (7b) an den im wesentlichen axial
verlaufenden Fügeflächen und/oder an radial verlaufenden
Fügeflächen (51, 53) des Schwungrads (7b) und des Ab
triebsendes (11b) mit dem Abtriebsende verklebt ist.
10. Anordnung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die im wesentlich axial verlaufenden Fügeflächen
durch Zylinderflächen gebildet sind.
11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die im wesentlichen axial verlaufenden Fügeflächen
für eine Übergangspassung oder eine Preßpassung bemessen
sind.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schwungrad mittels der im wesentlich axial ver
laufenden Fügeflächen am Abtriebsende (11b) der Kurbel
welle (15b) zentriert ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die radialen Fügeflächen (51, 53) radial außer
halb der im wesentlichen axial verlaufenden Fügeflächen
erstrecken.
14. Anordnung zur Befestigung eines mit einer Kupplungs
druckplatteneinheit (3) und einer Kupplungsscheibe (5) zu
einer Baueinheit vereinigten Schwungrads (7b; 7c; 7d) an
einem Abtriebsende (11b; 11c; 11d) einer Kurbelwel
le (15b; 15c; 15d) einer Brennkraftmaschine, mit dem Ab
triebsende (11b; 11c; 11d) einerseits und dem Schwung
rad (7b; 7c; 7d) andererseits vorgesehenen, im wesent
lichen axial verlaufenden und/oder radial verlaufenden
Fügeflächen,
dadurch gekennzeichnet,
daß in mehrere, um die Drehachse (13b; 13c; 13d) der
Kurbelwelle (15b; 15c; 15d) herum verteilte paarweise
axial zueinander ausgerichtete Boh
rungen (59; 61; 75; 77; 92; 93) des Schwung
rads (7b; 7c; 7d) und des Abtriebsendes (11b; 11c; 11d)
Stifte (63; 69; 91) für die Drehmomentübertragung spiel
frei eingesetzt sind.
15. Antriebsanordnung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stifte (63; 69; 91) als radial federnde Stift
hülsen ausgebildet sind.
16. Antriebsanordnung nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stifte (69) in den Bohrungen (75) zumindest ei
ner (15c) der Komponenten (7c; 15c) - Schwungrad bzw.
Kurbelwelle - eingeklebt sind.
17. Anordnung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stifte (69) in die Bohrungen (77) der anderen
Komponente (7c) in Preßsitz sitzen.
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schwungrad (7b; 7c; 7d) durch eine zentrische
Schraube (55; 81; 96) am Abtriebsende (11b; 11c; 11d)
axial fixiert ist.
19. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stifte (63; 69) radial außerhalb der im wesent
lichen axial verlaufenden Fügeflächen angeordnet sind.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 19.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stifte (63; 69; 91) die radial verlaufenden
Fügeflächen (51; 53; 71; 73; 94; 95) durchsetzen.
21. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schwungrad (7b; 7c) und das Abtriebsen
de (11b; 11c) an im wesentlichen axial verlaufenden
und/oder radial verlaufenden Fügeflächen zur axialen Fi
xierung miteinander verklebt sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MANNESMANN SACHS AG, 97422 SCHWEINFURT, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: F16D 13/60 |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ZF SACHS AG, 97424 SCHWEINFURT, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |