DE19961988A1

DE19961988A1 - Einrichtung zur gleichzeitigen Drehmomentübertragung und axialen Sicherung zweier drehmomentführender Bauteile

Info

Publication number: DE19961988A1
Application number: DE19961988A
Authority: DE
Inventors: Andreas Beisswenger; Josef Haupt; Alfred Skrabs
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2001-07-05
Also published as: KR20020073350A; EP1240439B1; DE50011134D1; JP2003518231A; US20020189387A1; WO2001046599A1; US6729199B2; EP1240439A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Drehmomentübertragung und axialen Sicherung eines ersten (24) und eines zweiten (26) drehmomentführenden Bauteils. Die Einrichtung besitzt die Form eines ringförmigen Bauteils (20), das entlang seines Umfangs voneinander beabstandete Vorsprünge (22) aufweist, die in Lücken zwischen Vorsprüngen (28) des zweiten, an einer Fläche (30) des ersten Bauteils (24) anliegenden Bauteils (26) derart einsetzbar sind, dass die der Fläche (30) des ersten Bauteils (24) zugewandten Seiten der Vorsprünge (22) an der Fläche (30) des ersten Bauteils (24) befestigbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur gleichzeitigen Drehmomentübertragung und axialen Siche rung zweier drehmomentführender Bauteile, nach dem Oberbe griff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Ver bindung zweier drehmomentführender Bauteile mit dieser Ein richtung.

Im folgenden werden im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 bekannte Anordnungen zur Drehmomentübertragung zwi schen zwei drehmomentführenden Bauteilen erläutert.

Beispielsweise erfolgt in Fig. 1 eine Drehmomentüber trag zwischen einem Hohlrad 1 und einem Mitnahmeteil 2 in der Form eines Zylinders einer Lamellenkupplung (nicht nä her dargestellt), wobei im Zylinder in an sich bekannter Weise ein Kolben 3 axial verschieblich gelagert ist, der in Bezug auf den Zylinder durch eine ringförmige Dichtung 4 abgedichtet ist. Zur Drehmomentübertragung sind das Hohl rad 1 und der Zylinderrücken des Zylinders an ihren anein anderliegenden Flächen 1' und 2' verschweißt. Ein Nachteil einer solchen Lösung besteht darin, dass ein Zwangslauf zwischen dem Hohlrad 1 und dem Zylinder besteht und kein tangentialer, radialer und axialer Spielausgleich möglich sind.

Die Fig. 2 zeigt eine bekannte Anordnung zur Drehmo mentübertragung, zwischen einem Hohlrad 1 und einem Mitnah meteil 2, wobei im Hohlrad 1 an der dem Mitnahmeteil 2 zu gewandten Seite eine Kronenverzahnung 6 angeordnet ist, in die Zähne 7 des Mitnahmeteiles 2 in axialer Richtung einge steckt werden. In axialer Richtung wird das Mitnahmeteil 2 durch einen Springring 8 in der dargestellten Weise gesi chert. Das Problem einer solchen Lösung besteht insbesonde re darin, dass in jedem Hohlrad 1 separat durch eine Fräs operation die Kronenverzahnung 6 hergestellt werden muß. Es ist erkennbar, dass eine derartige Herstellung von Hohlrä dern extrem kostspielig ist. Außerdem ist ein zusätzliches Bauteil in der Form des Sprengringes 8 erforderlich, wo durch die Herstellung der Einrichtung weiter verteuert wird. Diese Lösung läßt jedoch in der gewünschten Weise einen gewissen tangentialen, radialen und axialen Spielaus gleich zu.

In der Fig. 3 ist eine weitere Anordnung zur Drehmo mentübertragung dargestellt, bei der im Mitnahmeteil 2 eine Kronenverzahnung 10 angeordnet ist, in die eine Kronenver zahnung 12 eingreift, die sich an einem radial über das Hohlrad 1 vorstehenden Flansch 14 befindet. Auch diese Lö sung ist erkennbar aufwendig und teuer, weil im Mitnahme teil 2 eine gestanzte Kronenverzahnung 10 und im Hohlrad 1 eine durch eine separate Fräsoperation herzustellende Kro nenverzahnung 12 erforderlich sind. Zudem ist auch ein zu sätzliches Bauteil zur axialen Sicherung in der Form des Sprengringes 8 erforderlich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zur gleichzeitigen Drehmomentübertragung und axialer Sicherung zweier drehmomentführender Bauteile zu schaffen, die eine relativ einfache Verbindung der bei den Bauteile ermöglicht und dabei einen tangentialen, ra dialen und axialen Spielausgleich zuläßt. Außerdem schafft die Erfindung ein Verfahren zur Verbindung zweier drehmo mentführender Bauteile mit dieser Einrichtung.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Einrich tung zur gleichzeitigen Drehmomentübertragung und axialen Sicherung zweier drehmomentführender Bauteile mit den Merk malen des Patentanspruches 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 7 gelöst.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen in einer be sonders einfachen Weise dadurch herstellbar ist, dass an die Stirnseite des ersten Bauteils eine Verzahnung des zweiten Bauteils in axialer Richtung angelegt wird, dass das die Form eines Segementringes aufweisende erfindungsge mäße Bauelement in axialer Richtung an die Verzahnung des zweiten Bauteils angelegt wird, derart, dass jeweils ein Vorsprung des Bauelementes in eine Lücke zwischen zwei Zäh nen der Verzahnung des zweiten Bauteils eingreift und an der Stirnseite des ersten Bauteils anliegt, und dass schließlich der in die Lücke eingreifende Vorsprung an dem ersten Bauteil befestigt wird. Auf diese Weise wird zwi schen dem ersten und zweiten Bauteil ein Tangentialspiel, ein Radialspiel und ein Axialspiel sichergestellt und wird gleichzeitig vermieden, dass am ersten Bauteil eine aufwen dige Kronenverzahnung erforderlich ist. Der genannte Spielausgleich in tangentialer, radialer und axialer Rich tung wird vorteilhafterweise gleichzeitig mit der axialen Sicherung zwischen den beiden Bauteilen mit der erfindungs gemäßen Einrichtung erzielt.

Das erfindungsgemäße Bauelement ist vorteilhafterweise durch eine einfache Stanz- und Prägeoperation herstellbar.

Gemäß einem weiteren Vorteil der Erfindung kann auch das zweite Bauteil mit der Verzahnung durch eine Stanzope ration hergestellt werden.

Die Bauteilverbindung kann vorteilhafterweise bei ge ringem radialen Raumbedarf erfolgen, da keine Sprengring montage erforderlich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausge staltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläu tert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine bekannte Art der Drehmomentübertragung zwischen zwei Bauteilen, wobei die Bauteile stumpf aneinander verschweißt sind;

Fig. 2 eine weitere bekannte Art der Drehmoment übertragung zwischen zwei Bauteilen, wobei das eine Bauteil in eine Kronenverzahnung des anderen Bauteils eingreift und zur axia len Sicherung ein zusätzlicher Springring vorgesehen ist;

Fig. 3 eine weitere bekannte Art der Drehmomentüber tragung zwischen zwei Bauteilen, wobei die beiden Bauteile über zwei Kronenverzahnungen aneinander angreifen und zur axialen Siche rung ein zusätzlicher Sprengring vorgesehen ist;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der erfin dungsgemäßen Einrichtung in der Form eines Segmentringes;

Fig. 5 eine Seitenansicht entlang der Linien V-V der Fig. 4 der erfindungsgemäßen Einrich tung;

Fig. 6 zum Teil im Schnitt eine axiale Ansicht der beiden Bauteile sowie des Segmentringes zur Erläuterung des tangentialen und radialen Spielausgleichs;

Fig. 7 einen axialen Schnitt durch die an zwei Bau teilen montierte erfindungsgemäße Einrich tung und

Fig. 8 eine Ansicht entsprechend der Linien VIII-VIII der Fig. 7.

Gemäß Fig. 4 weist die vorliegende Einrichtung im we sentlichen die Form eines kreisringförmigen Bauelements 20 auf, das entlang seines Umfangs voneinander beabstandete axiale Vorsprünge 22 besitzt, die vorzugsweise durch eine Prägeoperation aus dem ringförmigen Bauelement 20 zu einer Seite ausgestellt sind. Dabei entspricht diese eine Seite gemäß den Fig. 7 und 8 der dem ersten Bauteil 24 und dem zweiten Bauteil 26, die durch die erfindungsgemäße Einrich tung zur gleichzeitigen Drehmomentübertragung und axialen Sicherung aneinander zu befestigen sind, zugewandten Seite. Dabei weist das erste Bauteil 24 gemäß Fig. 7 vorzugsweise die Form eines Hohlrades auf, an dem als zweites Bauteil 26 ein Mitnahmeteil zu befestigen ist, das entlang seines Um fangs vorzugsweise gleichmäßig voneinander beabstandete zahnartige Vorsprünge 28 aufweist, die an einer ihnen zuge wandten Stirnseite des ersten Bauteils 24 zur Anlage ge bracht werden.

Zur radialen und axialen Befestigung der Bauteile 24 und 26 aneinander wird das Bauelement 20 in axialer Rich tung so auf die aneinander anliegenden Bauteile 24, 26 auf gesetzt, dass die Vorsprünge 22 des Bauelementes 20 in die Lücken zwischen den Vorsprüngen 28 des Bauteils 26 eingrei fen. Es liegen dann die dem Bauteil 24 zugewandten Seiten der Vorsprünge 22 an der Fläche 30 des Bauteils 24 an.

Die eigentliche Befestigung des Bauelementes 20 an dem Bauteil 24 erfolgt dann durch eine Befestigungsoperation, vorzugsweise durch eine Schweißoperation, insbesondere durch eine kostengünstige KE-Schweißoperation oder eine Laser- bzw. BE-Schweißoperation mit radialem Schweißstrahl. In bestimmten Anwendungsfällen ist es auch denkbar, die Befestigung durch Verkleben auszuführen.

Es werden dann gemäß Fig. 6 die Vorsprünge 28 des Bau teils 26 zwischen den Vorsprüngen 22 des Bauelementes 20 gehalten, wobei die Möglichkeit eines tangentialen Spiels ST sowie eines radialen Spiels SR besteht. Die axiale Si cherung erfolgt, wie dies auch aus der Fig. 8 ersichtlich ist, durch die Aufnahme der Vorsprünge 28 des Bauteiles 26 zwischen der Fläche 30 des Bauteiles 24 und jeweils zwei Vorsprünge 22 des Bauelementes 20 überbrückenden Bereichen des Bauelementes 20, wobei ein axiales Spiel möglich ist.

Gemäß den Fig. 4, 5 und 8 ist es denkbar, bei der Prä geoperation zur Herstellung der Vorsprünge 22 in dem ring förmigen Bauelement 20 an den Vorsprüngen 22 an der dem Bauteil 24 zugewandten Seite jeweils eine rippenartig vor stehende Erhebung 34 zu erzeugen, die nach dem Einsetzen der Vorsprünge 22 in der erläuterten Weise in die Lücken zwischen den Vorsprüngen 28 des Bauteils 26 an der Flä che 30 des Bauteils 24 zur Anlage gelangen. Gemäß Fig. 8 werden diese rippenartigen Erhebungen 34 bei der Schweiß operation als Schweißmaterialvorrat verwendet, das bei der Ausführung einer Schweißoperation als zur Herstellung einer Schweißnaht 32 verwendet wird.

Während der Prägeoperation entsteht bei der Herstel lung der rippenartigen Erhebungen 30 auf der gegenüberlie genden Seite jeweils eine entsprechende Vertiefung 36 in dem ringförmigen Bauelement 20 im Bereich des Vorsprun ges 22. Vorzugsweise besteht das Bauelement 20 aus Stahl.

Bezugszeichen

1

Hohlrad

1

' Fläche

2

Mitnahmeteil

2

' Fläche

3

Kolben

4

Dichtung

6

Kronenverzahnung

7

Zähne

8

Sprengring

10

Kronenverzahnung

12

Kronenverzahnung

14

Flansch

20

Bauelement

21

Vorsprung

24

Bauteil

26

Bauteil

28

Vorsprung

30

Fläche

32

Schweißnaht

34

Erhebung

36

Vertiefung

Claims

1. Einrichtung zur Drehmomentübertragung und axialen Sicherung eines ersten (24) und eines zweiten (26) drehmo mentführenden Bauteils, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung die Form eines ringförmigen Bauteils (20) besitzt, das entlang seines Umfangs voneinan der beabstandete Vorsprünge (22) aufweist, die in Lücken zwischen Vorsprüngen (28) des zweiten, an einer Fläche (30) des ersten Bauteils (24) anliegenden Bauteils (26) derart einsetzbar sind, dass die der Fläche (30) des ersten Bau teils (24) zugewandten Seiten der Vorsprünge (22) an der Fläche (30) des ersten Bauteils (24) befestigbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Vorsprünge (22) ent lang des Umfangs des Bauteils (20) gleichmäßig voneinander beabstandet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das ringförmige Bauele ment (20) und die Vorsprünge (22) gleichzeitig durch eine Stanz- und Prägeoperation hergestellt sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass die Vorsprün ge (22) jeweils an der der Fläche (30) des ersten Bau teils (24) zugewandten Seite eine in der Umfangsrichtung des Bauelementes (20) verlaufende rippenförmige Erhe bung (34) aufweisen, die beim Befestigen der Vorsprün ge (22) an dem ersten Bauteil (24) durch eine Schweißopera tion als Schweißmaterialvorrat dienen.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass das Bauele ment (20) aus Stahl besteht.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die rippenförmigen Erhe bungen (34) in den Vorsprüngen (22) gleichzeitig mit dem Prägen der Vorsprünge (22) hergestellt sind.

7. Verfahren zur Befestigung eines ersten (24) und zweiten (26) drehmomentführenden Bauteils aneinander mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Fläche (30) des ersten Bauteils (24) in axialer Richtung die Vorsprün ge (28) des zweiten Bauteils (26) zur Anlage gebracht wer den, dass das Bauelement (20) in axialer Richtung derart an dem zweiten Bauteil (26) zur Anlage gebracht wird, dass die Vorsprünge (22) des Bauelements (20) jeweils in Lücken zwi schen benachbarten Vorsprüngen (28) des zweiten Bau teils (26) eingreifen, derart, dass ihre dem ersten Bau teil (24) zugewandten Seiten an der Fläche (30) des ersten Bauteils (24) anliegen und dass die Vorsprünge (22) durch eine Befestigungsoperation an der Fläche (30) des ersten Bauteils (24) befestigt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Vorsprünge (22) des Bauelemen tes (20) gegebenenfalls unter Verbrauch des Materials der rippenförmigen Erhebungen (34) der Vorsprünge (22) des Bau elementes (20) an der Fläche (30) des ersten Bauteils (24) durch eine Schweißoperation befestigt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschweißen des Bauelemen tes (20) durch eine KE-Schweißoperation erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass das Verschweißen des Bauelemen tes (20) durch eine Laser- oder EB-Schweißoperation er folgt.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge kennzeichnet, dass die Befestigung der Vor sprünge (22) durch Verkleben erfolgt.