DE102013215582A1

DE102013215582A1 - Drehmomentübertragungseinrichtung und Steckverbindung für diese

Info

Publication number: DE102013215582A1
Application number: DE102013215582.4A
Authority: DE
Inventors: Philippe Pinnau
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2015-02-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit zwei mittels einer Steckverbindung in Umfangsrichtung gegeneinander vorgespannten ersten und zweiten Profilteilen verbundenen, um eine Drehachse drehenden Baueinheiten, wobei jeweils ein Profilteil einer Baueinheit zugeordnet ist, die Profilteile mit Umfangsspiel ineinandergreifen und an dem ersten Profilteil ein das Umfangsspiel ausgleichendes, begrenzt verdrehbar entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung an dem ersten Profilteil aufgenommenes Verspannungsteil angeordnet ist, wobei eine Vorspannung der Federeinrichtung vor einer Ausbildung der Steckverbindung mittels zumindest eines in eine Ausnehmung des ersten Profilteils axial elastisch eingepressten, einen Umfangsanschlag mit einer Wandung einer Ausnehmung bildenden freien Endes zumindest einer Verspannlasche ausgesetzt ist. Um die Funktion der zumindest einen Verspannlasche zu gewährleisten, ist ein Eingriff der zumindest einen Verspannlasche in die zumindest eine Ausnehmung axial begrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit zwei mittels einer Steckverbindung in Umfangsrichtung gegeneinander vorgespannten ersten und zweiten Profilteilen verbundenen, um eine Drehachse drehenden Baueinheiten sowie eine Steckverbindung für diese, wobei jeweils ein Profilteil einer Baueinheit zugeordnet ist, die Profilteile mit Umfangsspiel ineinandergreifen und an dem ersten Profilteil ein das Umfangsspiel ausgleichendes, begrenzt verdrehbar entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung an dem ersten Profilteil aufgenommenes Verspannungsteil angeordnet ist, wobei eine Vorspannung der Federeinrichtung vor einer Ausbildung der Steckverbindung mittels zumindest eines in eine Ausnehmung des ersten Profilteils axial elastisch eingepressten, einen Umfangsanschlag mit einer Wandung einer Ausnehmung bildenden freien Endes zumindest einer Verspannlasche ausgesetzt ist.
Drehmomentübertragungseinrichtungen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen können aufgrund einer Teilung von Brennkraftmaschine und Getriebe vor deren Montage im Kraftfahrzeug in Baueinheiten geteilt ausgebildet und auf die Brennkraftmaschine und auf das Getriebe aufgeteilt sein. Bei der sogenannten Hochzeit von Brennkraftmaschine und Getriebe werden die beispielsweise auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der oder einer Getriebeeingangswelle des Getriebes aufgenommenen Baueinheiten mittels einer Steckverbindung drehschlüssig miteinander verbunden. Zum Ausgleich toleranzbedingt nicht koaxialer Anordnungen der Kurbel- und Getriebeeingangswelle sowie zur Vermeidung von Geräuschen an der Steckverbindung infolge Umfangsspiel ist diese in Umfangsrichtung mit einer Verspanneinrichtung versehen.
Aus der WO 07/000151 A2 ist beispielsweise ein Kupplungsaggregat bekannt, wobei die Steckverbindung zwischen einem mit der Kurbelwelle befestigten Drehschwingungsdämpfer und einer auf einer Getriebeeingangswelle eines Doppelkupplungsgetriebes aufgenommenen Doppelkupplung angeordnet ist. Hierbei sind jeder Baueinheit – Drehschwingungsdämpfer und Doppelkupplung – ineinander drehschlüssig eingreifende Profilteile vorgesehen, wobei das mit einem Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers verbundene Profilteil Profilierungen aufweist, die mit dem anderen Profilteil der Doppelkupplung in Umfangsrichtung nach der Montage verspannt sind. Hierzu sind zwei gegeneinander verdrehbare Bauteile gegeneiander in Umfangsrichtung entgegen einer Federeinrichtung vorgespannt. Zur einfacheren Montage der Steckverbindung wird die Wirkung der Federeinrichtung bis nach dem Fügen der Profilteile mittels in die Profilierung elastisch eingreifender, in Umfangsrichtung wirksamer Anschläge blockiert. Nach dem Fügen und erstmaligem Aufbringen eines Drehmoments auf die Steckverbindung federn die Anschläge zurück und die durch die Federeinrichtung gegeneinander verspannten Profilierungen des Profilteils verspannen sich gegen die Profilierungen des anderen Profilteils. Die DE 10 2011 081 911 A1 offenbart eine Verspannanordnung mit einem Flansch und einem gegenüber diesem entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung in Umfangsrichtung vorgespannten Verspannblech. Zur Blockierung der Wirkung der Federeinrichtung sind in dem Verspannblech in Umfangsrichtung wirksame Anschläge vorgesehen, die in Ausnehmungen des Flansches elastisch eingreifen. Aufgrund der axialen Einfederung der Anschläge können diese plastisch verformt oder überbeansprucht werden, so dass Brüche auftreten können.
Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung einer Drehmomentübertragungseinrichtung insbesondere mit einer robusten und langzeitstabilen Ausbildung der Steckverbindung sowie eine vorteilhafte Steckverbindung für diese.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 7 gelöst. Die von diesem abhängigen Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Gegenstände der Ansprüche 1 und 7 wieder.
Die vorgeschlagene Drehmomentübertragungseinrichtung enthält zwei mittels der vorgeschlagenen Steckverbindung, beispielsweise einer Steckverzahnung mit in Umfangsrichtung gegeneinander vorgespannten ersten und zweiten Profilteilen wie Verzahnungsteilen verbundenen, um eine Drehachse drehende Baueinheiten. Eine erste Baueinheit ist beispielsweise an der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, die zweite Baueinheit auf einer Getriebeeingangswelle oder an einem Getriebegehäuse eines Getriebes gegebenenfalls verdrehbar aufgenommen wie gelagert. Die erste Baueinheit kann beispielsweise ein Drehschwingungsdämpfer mit oder ohne Fliehkraftpendel, eine Primärschwungmasse eines Zweimassenschwungrads, ein Schwungrad, ein Antriebsblech oder dergleichen sein. Die zweite Baueinheit kann ein Kupplungsaggregat mit einer Reibungskupplung, mit zwei zu einer Doppelkupplung zusammengefassten Reibungskupplungen, ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, eine Elektromaschine eines hybridischen Antriebsstrangs oder dergleichen sowie deren Kombinationen sein. Jeder dieser Baueinheiten ist ein Profilteil der Steckverbindung zugeordnet. Vor der Montage greifen die Profilteile in bevorzugter Ausbildung mit Umfangsspiel ineinander. Das Umfangsspiel wird nach Inbetriebnahme der Drehmomentübertragungseinrichtung selbstständig eliminiert. Hierzu ist an einem ersten Profilteil ein das Umfangsspiel ausgleichendes, begrenzt verdrehbar entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung an dem ersten Profilteil aufgenommenes Verspannungsteil angeordnet. Hierbei werden eine Flanke des Profilteils und eine in Umfangsrichtung gegenüberliegende Flanke des Verspannungsteils durch die Federeinrichtung gegenüber den komplementären Flanken beispielsweise einer Verzahnung des anderen Profilteils verspannt. Im nicht montierten Zustand der Steckverbindung ist, wobei eine Vorspannung der Federeinrichtung mittels zumindest eines in eine Ausnehmung des ersten Profilteils axial elastisch eingepressten, einen Umfangsanschlag mit einer Wandung einer Ausnehmung bildenden freien Endes zumindest einer Verspannlasche ausgesetzt ist. Zur Vermeidung von plastischen Verformungen, teilweise zu Rissen führenden Überbelastungen der zumindest einen Verspannlasche insbesondere am Übergang zum Verspannungsteil ist ein Eingriff der zumindest einen Verspannlasche in die zumindest eine Ausnehmung axial begrenzt. Die axiale Begrenzung erfolgt bevorzugterweise derart, dass eine ausschließlich elastische Belastung der zumindest einen Verspannlasche während des Eindrückens in die Ausnehmung vorgegeben ist. Die zumindest eine Verspannlasche wird in einem eingedrückten Zustand durch die Vorspannung der Federeinrichtung an einer Wandung der zugehörigen Ausnehmung festgehalten. Wird die Federeinrichtung beispielsweise durch den Start der Brennkraftmaschine oder ein anderes in die Drehmomentübertragungseinrichtung eingetragenes Moment zumindest kurzzeitig komprimiert, löst sich die Verspannlasche von der Ausnehmung, federt aus dieser zurück und gibt die Drehbewegung des Verspannungsteils gegenüber dem ersten Profilteil frei, so dass sich die Profilierungen von Verspannungsteil und erstem Profilteil an die Profilierungen des zweiten Profilteils unter Vorspannung der Federeinrichtung spielfrei anlegen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Verspannungsteil aus zwei beidseitig des ersten Profilteils angeordneten, miteinander verbundenen Ringteilen gebildet, wobei ein erstes Ringteil die zumindest eine Verspannlasche und das zweite Ringteil zumindest einen axial der zumindest einen Verspannlasche gegenüber liegenden, teilweise in die Ausnehmung eingreifenden Axialanschlag für die zumindest eine Verspannlasche aufweist. Hierdurch kann ein Axialanschlag ohne zusätzliche Bauteile vorgesehen werden. Bei der Herstellung der Ringteile aus Blech können sowohl zumindest eine Verspannlasche als auch der zugehörige Axialanschlag werkzeugfallend vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Axialanschlag entsprechend der Verspannlasche aus einer in Umfangsrichtung ausgestellten Zunge mit einem freien Ende gebildet sein. Hierbei kann der Axialanschlag plastisch in die Ausnehmung verformt sein, während zur Begrenzung des Verdrehwegs der Federeinrichtung die zumindest eine Verspannlasche elastisch in die Ausnehmung gedrückt wird. Der Axialanschlag kann desweiteren eine Teilelastizität aufweisen, wobei ein Eindrücken der zumindest einen Verspannlasche mittels eines Werkzeugs mit einer vorgegeben Kraft gegen den Axialanschlag erfolgen kann.
Der zumindest eine axial der zumindest einen Verspannlasche gegenüber liegende Axialanschlag kann im Weiteren durch axiales Umlegen eines freien Endes der aus dem zweiten Ringteil freigestellten Lasche beziehungsweise Zunge gebildet sein.
Der Axialanschlag ist in die zugehörige Ausnehmung beispielsweise derart erstreckt, dass der Axialanschlag eine geringere Erstreckung als eine Materialstärke des ersten Profilteils aufweist. Hierdurch wird sichergestellt, dass die zumindest eine Verspannlasche in die Ausnehmung in bevorzugter Weise vollständig eintauchen kann. Der Axialanschlag kann abhängig von den Materialstärken des ersten Profilteils und des Verspannungsteils und damit der Verspannlasche so ausgebildet sein, dass die Verspannlasche an ihrer Anlage gegenüber der Ausnehmung maximal bündig mit der Oberfläche des ersten Profilteils in die Ausnehmung eintaucht, so dass Materialspannungen zwischen Verspannungsteil und Ringteil minimal ausgebildet werden können.
Die vorgeschlagene Drehmomentübertragungseinrichtung ist bevorzugt mit einer als Drehschwingungsdämpfer ausgebildeten ersten Baueinheit und einer als Kupplungsaggregat ausgebildeten zweiten Baueinheit vorgesehen.
Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Teilansicht einer Steckverzahnung,
2 einen Schnitt durch die Steckverzahnung der 1 entlang der Schnittlinie A-A,
3 ein Ansicht eines Ringteils des Verspannungsteils mit einem Axialanschlag und
4 eine Schrägansicht des Ringteils der 3.
Die 1 zeigt in Ansicht einen Teil der Steckverbindung 1 einer nicht dargestellten Drehmomentübertragungseinrichtung. Zum prinzipiellen Aufbau derartiger Drehmomentübertragungseinrichtungen und Baueinheiten dieser drehschlüssig verbindender Steckverbindungen wird auf die WO 07/000151 A2 und DE 10 2011 081 911 A1 verwiesen. Die Steckverbindung 1 ist aus einem ersten, an dem Ausgangsteil 2 eines mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundenen Zweimassenschwungrads einteilig angeordneten Profilteil 3 mit der Profilierung 4 wie Innenverzahnung 4a aufgenommen. An dem Ausgangsteil 2 beziehungsweise dem Profilteil 3 ist entgegen der Wirkung der Federeinrichtung 5 das Verspannungsteil 6 begrenzt verdrehbar mittels der Führungen 7 aufgenommen. Hierzu ist das Verspannungsteil 6 aus zwei beidseitig des Profilteils 3 angeordneten Ringteilen 8, 9 gebildet und mittels Ausnehmungen des Profilteils 3 durchgreifender Verbindungsmittel 10 miteinander verbunden. Die Energiespeicher 13 wie Schraubendruckfedern der Federeinrichtung 5 sind in Fenstern 11, 12 des Profilteils 3 und der Ringteile 8, 9 des Verspannungsteils 6 aufgenommen, so dass diese bei Verdrehung des Verspannungsteils 6 gegenüber dem Profilteil 3 an deren Stirnseiten in Umfangsrichtung vorgespannt werden. Das erste Ringteil 8 weist nach radial innen weisende, in Umfangsrichtung zu zumindest einem Teil der Profilierungen 4 beabstandete Profilierungen 14 unter Bildung von Lücken 15 auf, in die komplementäre Profilierungen wie Zähne eines zweiten, mit einer zweiten Baueinheit verbundenen, nicht dargestellten Profilteils eingreifen.
Vor der Montage der Baueinheiten, also vor dem Fügen des ersten Profilteils 3 mit dem zweiten Profilteil sind die Lücken 15 mit Umfangsspiel gegenüber den Profilierungen des zweiten Profilteils versehen. Hierzu ist die Federeinrichtung 5 in Umfangsrichtung auf ein entsprechendes Umfangsspiel vorgespannt, indem die an dem ersten Ringteil 8 vorgesehenen Verspannlaschen 16 nach Vorspannung der Federeinrichtung 5 in die Ausnehmungen 17 des Profilteils 3 eingedrückt werden. Die Verspannlaschen 16 bilden dabei den Umfangsanschlag 18 mit den Wandungen 19 der Ausnehmungen 17 und halten damit das Umfangsspiel der Lücken 15 entgegen der Wirkung der Federeinrichtung 5 aufrecht. Nach dem Fügen der Steckverbindung 1 wird beispielsweise durch Aufgabe eines Motormoments und dergleichen der Umfangsanschlag 18 entlastet, so dass die Verspannlaschen 16 aus den Ausnehmungen 17 ausklinken und die Vorspannung der Profilierungen 4, 14 unter Abbau des Umfangsspiels auf die in die Lücken 15 eingebrachten Profilierungen des zweiten Profilteils wirksam werden.
Die 2 zeigt einen Schnitt durch die Steckverbindung 1 der 1 entlang der Schnittlinie A-A im in die Ausnehmung 17 des Profilteils 3 eingeklinkten Zustand der aus dem ersten Ringteil 8 des Verspannungsteils 6 ausgestellten Verspannlasche 16. Zur axialen Begrenzung der Verspannlasche 16 ist an dem, dem Ringteil 8 gegenüberliegend an dem Profilteil 3 anliegenden zweiten Ringteil 9 der Axialanschlag 20 vorgesehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Axialanschlag 20 aus dem zweiten Ringteil 9 ausgestellt und axial endseitig in Richtung Verspannlasche 16 umgelegt. Der Axialanschlag 20 erstreckt sich soweit in die Ausnehmung 17, dass die Verspannlasche 16 mit ihrem freien Ende 22 vollständig in die Ausnehmung 17 eintauchen kann. Ein weiteres Eintauchen wird weitgehend vermieden, so dass die Verspannungen im Übergangsbereich 21 zum Ringteil 8 und plastische Verformungen der Verspannlasche 16 während des Eindrückens in die Ausnehmung 17 vermieden werden.
Die 3 und 4 zeigen unter Bezugnahme auf die Komponenten der 1 unterschiedliche Ansichten des zweiten Ringteils 9. Das Ringteil 9 weist zusätzlich zu den Fenstern 11 zur Aufnahme der Energiespeicher 13 Öffnungen 23 zur Aufnahme der Führungen und Öffnungen 24 für die Verbindungsmittel 10 die hier gegenüberliegend angeordneten, aus dem zweiten Ringteil 9 ausgestellten Axialanschläge 20 auf. Die Axialanschläge 20 sind an in Umfangsrichtung aus dem Ringteil 9 beispielsweise axial teilelastisch ausgestellten und endseitig umgelegten Laschen 25 vorgesehen. Es versteht sich, dass die Ausstellungen auch in anderer Weise beispielsweise radial ausgerichtet angeordnet sein können.
Bezugszeichenliste

1: Steckverbindung
2: Ausgangsteil
3: Profilteil
4: Profilierung
4a: Innenverzahnung
5: Federeinrichtung
6: Verspannungsteil
7: Führung
8: Ringteil
9: Ringteil
10: Verbindungsmittel
11: Fenster
12: Fenster
13: Energiespeicher
14: Profilierung
15: Lücke
16: Verspannlasche
17: Ausnehmung
18: Umfangsanschlag
19: Wandung
20: Axialanschlag
21: Übergangsbereich
22: freies Ende
23: Öffnung
24: Öffnung
25: Lasche
A-A: Schnittlinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 07/000151 A2 [0003, 0016]
DE 102011081911 A1 [0003, 0016]

Claims

Drehmomentübertragungseinrichtung mit zwei mittels einer Steckverbindung (1) mit in Umfangsrichtung gegeneinander vorgespannten ersten und zweiten Profilteilen (3) verbundenen, um eine Drehachse drehenden Baueinheiten, wobei jeweils ein Profilteil (3) einer Baueinheit zugeordnet ist, die Profilteile (3) mit Umfangsspiel ineinandergreifen und an dem ersten Profilteil (3) ein das Umfangsspiel ausgleichendes, begrenzt verdrehbar entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung (5) an dem ersten Profilteil (3) aufgenommenes Verspannungsteil (6) angeordnet ist, wobei eine Vorspannung der Federeinrichtung (5) vor einer Ausbildung der Steckverbindung (1) mittels zumindest eines in eine Ausnehmung (17) des ersten Profilteils (3) axial elastisch eingepressten, einen Umfangsanschlag (18) mit einer Wandung (19) einer Ausnehmung (17) bildenden freien Endes (22) zumindest einer Verspannlasche (16) ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingriff der zumindest einen Verspannlasche (16) in die zumindest eine Ausnehmung (17) axial begrenzt ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verspannungsteil (6) aus zwei beidseitig des ersten Profilteils (3) angeordneten, miteinander verbundenen Ringteilen (8, 9) gebildet ist, wobei ein erstes Ringteil (8) die zumindest eine Verspannlasche (16) und das zweite Ringteil (9) zumindest einen axial der zumindest einen Verspannlasche (16) gegenüber liegenden, teilweise in die Ausnehmung (17) eingreifenden Axialanschlag (20) für die zumindest eine Verspannlasche (16) aufweist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Axialanschlag (20) aus dem zweiten Ringteil (9) ausgestellt ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Axialanschlag (20) durch axiales Umlegen eines freien Endes (22) aus einer aus dem zweiten Ringteil (9) freigestellten Lasche (25) gebildet ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanschlag (20) eine geringere Erstreckung als eine Materialstärke des ersten Profilteils (3) in die Ausnehmung (17) aufweist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Baueinheit als Drehschwingungsdämpfer und die zweite Baueinheit als Kupplungsaggregat ausgebildet sind.
Steckverbindung (1) für eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit zwei drehschlüssig miteinander verbundenen Baueinheiten mit in Umfangsrichtung gegeneinander vorgespannten ersten und zweiten Profilteilen (3), welche Profilteile (3) mit Umfangsspiel ineinandergreifen und wobei an dem ersten Profilteil (3) ein das Umfangsspiel ausgleichendes, begrenzt verdrehbar entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung (5) an dem ersten Profilteil (3) aufgenommenes Verspannungsteil (6) angeordnet ist und eine Vorspannung der Federeinrichtung (5) vor einer Ausbildung der Steckverbindung (1) mittels zumindest eines in eine Ausnehmung (17) des ersten Profilteils (3) axial elastisch eingepressten, einen Umfangsanschlag mit einer Wandung (19) einer Ausnehmung (17) bildenden freien Endes (22) zumindest einer Verspannlasche (16) ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingriff der zumindest einen Verspannlasche (16) in die zumindest eine Ausnehmung (17) axial begrenzt ist.
Steckverbindung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verspannungsteil (6) aus zwei beidseitig des ersten Profilteils (3) angeordneten, miteinander verbundenen Ringteilen (8, 9) gebildet ist, wobei ein erstes Ringteil (8) die zumindest eine Verspannlasche (16) und das zweite Ringteil (9) zumindest einen axial der zumindest einen Verspannlasche (16) gegenüber liegenden, teilweise in die Ausnehmung (17) eingreifenden Axialanschlag (20) für die zumindest eine Verspannlasche (16) aufweist.