DE3827249A1

DE3827249A1 - Nachgiebige mitnehmerscheibe

Info

Publication number: DE3827249A1
Application number: DE3827249A
Authority: DE
Inventors: Franz Boss; Udo Dr Wolz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1987-08-14
Filing date: 1988-08-11
Publication date: 1989-02-23
Also published as: DE3827249C2

Description

Die Erfindung betrifft eine nachgiebige Mitnehmerscheibe, die zwischen einer Motorwelle eines Kraftfahrzeuges und einem Eingangsglied eines Schaltgetriebes angeordnet ist mit Bohrungen, die in zwei radialen Ebenen mit jeweils einem definierten Durchmesser gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet sind und mit Schrauben radial innen an der Stirnseite der Motorwelle oder einer mit ihr verbundenen Schwungscheibe und radial außen an der Stirnseite des Eingangsgliedes vom Schaltgetriebe befestigt ist und Mittel aufweist, mit deren Hilfe die Nachgiebigkeit der Mitnehmerscheibe erhöht wird.

Solche Mitnehmerscheiben sind insbesondere zwischen dem Kurbelwellenende eines Antriebsmotors und dem Eingangsglied einer hydrodynamischen Einheit angeordnet. Wie aus dem DE-GM 19 71 310 ersichtlich, ist dabei mindestens eine Mitnehmerscheibe an der Stirnseite der Motorwelle über eine Vielzahl gleichmäßig am Umfang verteilter Schrauben befestigt. Auch die Befestigung am Eingangsglied des Schaltgetriebes, z. B. an dem Pumpenrad einer hydrodynamischen Einheit, erfolgt nahe am Außendurchmesser der Mitnehmerscheibe über Befestigungsschrauben. Durch die Mitnehmerscheibe soll das Eingangsglied des Schaltgetriebes in Drehrichtung im wesentlichen starr und in Axialrichtung jedoch in Grenzen beweglich an das Ende der Motorwelle angekoppelt werden. Eine axiale und radiale Nachgiebigkeit ist nicht nur aufgrund thermischer Dehnung der verbundenen Maschinenteile nötig, sondern vor allem dient die Nachgiebigkeit auch zum Auffangen der axialen Verschiebung im Wandler und Motor bei den unterschiedlichen Betriebszuständen. Die Mitnehmerscheibe wird in Drehrichtung nicht nur durch das Abtriebsmoment des Motors, sondern vor allem auch durch Torsionsschwingungen belastet, deren Spitzenwerte das maximale Grunddrehmoment wesentlich überschreiten. Außerdem dient die Mitnehmerscheibe zur Kompensierung von Planlaufabweichungen und von eventuell auftretendem Mittenversatz zwischen Kurbelwelle und der hydrodynamischen Einheit.

Aus der Patentschrift DE 32 22 119 ist bereits eine nachgiebige Mitnehmerscheibe bekannt, die insbesondere den auftretenden axialen Versatz aufnehmen kann. Im Dauerbetrieb treten jedoch im Bereich der inneren Befestigung an den radial nach außen gerichteten Rändern der Schraubenköpfe Gleitvorgänge auf, die zu Materialabtragungen und zu Mikrorissen führen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Mitnehmerscheibe der beschriebenen Gattung weiterzuentwickeln, so daß die aufgezeigten Mängel nicht auftreten und insbesondere ein störungsfreier Dauerbetriebe ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen vom Anspruch 1 erfüllt.

Mit einer Erhöhung der Nachgiebigkeit der Mitnehmerscheibe in axialer und radialer Richtung und der Begrenzung der Nachgiebigkeit auf den radial äußeren Bereich wird verbunden mit einer Erhöhung der Befestigungsflächen am Eingangsglied vom Getriebe, die Belastung der Mitnehmerscheibe bezogen auf den Querschnitt verringert. Damit erhöht sich mit relativ einfachen Mitteln und einem geringen Aufwand die Dauerfestigkeit erheblich, ohne daß der Einbauraum vergrößert werden muß.

Mit dem nach außen abnehmenden Querschnitt der Stege und der rechtwinklig und geradlinig verlaufenden Wellung wird die Steifigkeit in Umfangsrichtung und die Nachgiebigkeit in axialer und radialer Richtung in vorteilhafter Weise ausgestaltet, so daß diese Nachgiebigkeit im hohen Maße nur im Bereich der Stege entsteht. Durch die Verlagerung dieser erforderlichen Nachgiebigkeit in den äußeren Bereich werden insbesondere die Belastungen und Spannungen an der inneren Befestigung reduziert und auf einen größeren Querschnitt verschoben. Die entgegengesetzt wirkenden Forderungen der Steifigkeit in Umfangsrichtung zur Übertragung eines großen Drehmomentes und die Nachgiebigkeit in axialer und radialer Richtung können durch die unsymmetrisch gestalteten Stege - Zugseite länger und Zugquerschnitt größer - und durch die Anordnung von mehr als einer Mitnehmerscheibe besser erfüllt werden. Mit mehreren dünnen Mitnehmerscheiben wächst mit der Gesamtdicke die Steifigkeit in axialer Richtung nur linear, während sie bei einer Mitnehmerscheibe gleicher Gesamtdicke in der dritten Potenz zunimmt. Mit der Verlagerung des nachgiebigen Bereiches nach außen ist auch die Einbeziehung eines Torsionsdämpfers in die Mitnehmerscheibe, insbesondere bei einer Neukonstruktion, möglich.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Zeichnungen und einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 die Anordnung einer Mitnehmerscheibe im Bereich der Motorwelle und des Eingangsgliedes vom Getriebe im Teilschnitt;

Fig. 2 eine Mitnehmerscheibe in Draufsicht;

Fig. 3 die Anordnung einer Mitnehmerscheibe mit Torsionsdämpfer nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist die Anordnung einer Mitnehmerscheibe 1 dargestellt. Über eine Vielzahl von Schrauben 4, die nahe der Zentrierbohrung 19 gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet sind, wird die Mitnehmerscheibe im inneren Bereich mit der Motorwelle 2 verbunden. In diesem Beispiel ist zwischen der Mitnehmerscheibe 1 und der Motorwelle 2 noch eine Schwungscheibe 21 angeordnet, die jedoch nicht mit dem Eingangsglied 3 des Getriebes, in diesem Fall dem Pumpengehäuse einer hydrodynamischen Einheit 6, verbunden ist. Vielmehr wird die Drehverbindung allein über die Mitnehmerscheibe 1 oder auch mehrere Mitnehmerscheiben, die lamellenartig nebeneinander angeordnet sein können, hergestellt. Die Verbindung zwischen dem Eingangsglied 3 des Getriebes und der Mitnehmerscheibe erfolgt über Schrauben 40, die nahe am äußeren Durchmesser der Mitnehmerscheibe 1 angeordnet und in Befestigungsaugen 32 des Eingangsgliedes 3 eingeschraubt sind. Der innere, ringartige Bereich der Mitnehmerscheibe wird dabei über die Druckscheibe 5 von den Schraubenköpfen 41 in diesem Beispiel an einen Bund 212 der Schwungscheibe 21 gepreßt. Zwischen der ringartigen inneren und der äußeren Befestigung an den Befestigungsaugen 32 ist die Mitnehmerscheibe im äußeren Bereich nachgiebig und kann Mittenversatz und Planlaufabweichungen zwischen der Motorwelle und dem Getriebe, in diesem Fall der hydrodynamischen Einheit 6 des Getriebes, ausgleichen. Zwischen dem Eingangsglied 3 - Pumpengehäuse - und der Welle 62 der Turbine 61 sind in bekannter Weise noch eine Überbrückungskupplung 9 und ein Torsionsdämpfer 7 angeordnet.

In Fig. 2 ist eine Mitnehmerscheibe 1 in Draufsicht dargestellt. In zwei radialen Ebenen mit den Durchmessern D 1 - außen - und D 2 - innen - sind jeweils gleichmäßig am Umfang verteilt Bohrungen 11, 12 angeordnet. Durch diese erfolgt, wie nach Fig. 1 beschrieben, die Befestigung innen an der Motorwelle 2 und außen an einem Eingangsglied 3 eines Getriebes. Die Vielzahl von Bohrungen 11 im äußeren Bereich sind in Stegen 14 angeordnet, die durch von außen nach innen verlaufende Aussparungen 13 gebildet werden. Vorrangig sind diese Aussparungen im äußeren Drittel der Mitnehmerscheibe angeordnet und haben eine Dreieckform, wobei die nach innen gerichtete Spitze stark abgerundet ist. Weiter ist diese Dreiecksform unsymmetrisch, so daß die in Drehrichtung verlaufenden Seiten 141 schräger und damit länger sind. Die in Gegendrehrichtung verlaufende Dreieckseite 142 verläuft in etwa parallel zu einer Mittellinie, die von den Mitten der Zentrierbohrung 19 und der Bohrung 11 gebildet wird. Im rechten Winkel zu diesen Mittellinien und geradlinig verläuft auch eine Wellung 16, die zur Nachgiebigkeit in diesem Bereich beiträgt. Die Wellung ist nur im Bereich der Stege bis zur Auflagefläche an der Stirnseite 32 der Befestigungsaugen 31 nach Fig. 1 angeordnet.

Die Fig. 3 ist im Prinzip mit der schon beschriebenen Fig. 1 identisch, nur der Torsionsdämpfer 7 ist nicht im Bereich des Innenlamellenträgers 91, wie in Fig. 1 dargestellt, sondern in Verbindung mit der Mitnehmerscheibe 10 angeordnet. Die Mitnehmerscheibe ist auf den äußeren Bereich derselben beschränkt, wobei ein innerer durchgängiger Kranz über Nieten 8 am Torsionsdämpfer 70 befestigt ist. Bei dieser Ausführung kann auf einen Druckring 5 gemäß Fig. 1 verzichtet werden, weil der Dämpfer 70 über den Körper 71 und die Schrauben 400 direkt mit der Schwungscheibe 21 und der Motorwelle 2 verbunden ist. Die Befestigung der Mitnehmerscheibe 10 an dem Eingangsglied 3 vom Getriebe erfolgt in bekannter Weise über die Schrauben 40 und die Schraubenköpfe 401.

Die Mitnehmerscheibe 1, 10 kann nach beiden Ausführungen auch mehrfach, also lamellenartig, angeordnet sein.

Bezugszeichen

  1 Mitnehmerscheibe
10 Mitnehmerscheibe
11 Bohrung außen
12 Bohrung innen
13 Aussparung
14 Steg
141 Flanke
142 Flanke
15 Begrenzung der Ausnehmung
16 Wellung
17 Radial äußerer Bereich
18 Abgerundete Spitzen
19 Zentrierbohrung
  2 Motorwelle
21 Schwungscheibe
22 Stirnseite der Motorwelle
212 Stirnseite der Schwungscheibe
  3 Eingangsglied
31 Befestigungsauge
32 Stirnseite
  4 Schrauben
40 Schrauben
400 Schrauben
41 Schraubenköpfe
401 Schraubenköpfe
  5 Druckring
  6 Drehmomentwandler
61 Turbine
62 Turbinenwelle
  7 Torsionsdämpfer
71 Körper
  8 Nieten
  9 Überbrückungskupplung
91 Innenlamellenträger
DA Gesamtdurchmesser
D 1 Äußerer Durchmesser der Bohrungen
D 2 Innerer Durchmesser der Bohrungen

Claims

1. Nachgiebige Mitnehmerscheibe (1), die zwischen einer Motorwelle (2) eines Kraftfahrzeuges und einem Eingangsglied (3) eines Schaltgetriebes angeordnet ist mit Bohrungen (11, 12), die in zwei radialen Ebenen mit jeweils einem definierten Durchmesser (D 1, D 2) gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet sind und mit Schrauben (4, 40, 400) radial innen an der Stirnseite (22, 212) der Motorwelle (2) oder einer mit ihr verbundenen Schwungscheibe (21) und radial außen an der Stirnseite (32) des Eingangsgliedes (3) vom Schaltgetriebe befestigt ist und Mittel aufweist, mit deren Hilfe die Nachgiebigkeit der Mitnehmerscheibe (1) erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, daß im radial äußeren Bereich eine Vielzahl von Bohrungen (11) für die Befestigung an das Eingangsglied (3) angeordnet sind und jeder Bohrung (11) je ein Steg (14) zugeordnet ist, wobei die Stege (14) durch Aussparungen (13) gebildet werden und in radialer Richtung innerhalb der Auflagefläche der Schraubenköpfe (401) zur Verringerung der axialen und radialen Steifigkeit mit einer Wellung (16) versehen sind.

2. Nachgiebige Mitnehmerscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radial nach außen ragenden Stege (14) sich verjüngen, so daß die dazwischen liegenden Ausnehmungen (13) eine Dreiecksform mit einer stark abgerundeten, nach innen gerichteten Spitze (18) ergeben.

3. Nachgiebige Mitnehmerscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellung (16) geradlinig verläuft und im rechten Winkel zur Mittellinie angeordnet ist, die sowohl durch die Mitte der Zentrierbohrung (19) der Mitnehmerscheibe (1) wie auch durch die äußeren Bohrungen (11), die im Steg (14) angeordnet sind, verläuft.

4. Nachgiebige Mitnehmerscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Stege (14) und äußeren Bohrungen (11) mit der Anzahl der inneren Bohrung (12) übereinstimmen.

5. Nachgiebige Mitnehmerscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flanken oder Seiten (141, 142) von jedem Steg (14) unterschiedliche Winkel aufweisen.

6. Nachgiebige Mitnehmerscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Begrenzung (15) der Ausnehmungen (13) etwa zwei Drittel vom Gesamtdurchmesser (DA) der Mitnehmerscheibe (1) beträgt.

7. Nachgiebige Mitnehmerscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zahnartig gestalteten Stege (14) entgegen der Drehrichtung geneigt sind, so daß zur Drehmomentübertragung die längere Flanke (141) auf Zug und die kürzere Flanke (142) auf Druck beansprucht wird.

8. Nachgiebige Mitnehmerscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere dünne Mitnehmerscheiben angeordnet sind.

9. Nachgiebige Mitnehmerscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitnehmerscheibe (10) noch ein Torsionsdämpfer angeordnet ist.

10. Nachgiebige Mitnehmerscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsdämpfer (70) den radial inneren Bereich der Mitnehmerscheibe (10) bildet und über eine nicht lösbare Verbindung (8) mit dem besonders nachgiebigen äußeren Bereich (17) der Mitnehmerscheibe (10) verbunden ist.