DE10122585A1

DE10122585A1 - Einrichtung zur Drehmomentübertragung mit Spielausgleich

Info

Publication number: DE10122585A1
Application number: DE10122585A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Gehring; Stefan Bender
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2002-11-14
Anticipated expiration: 2021-05-11
Also published as: US20020169050A1; US6835159B2; DE10122585B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Drehmomentübertragung und axialen Sicherung eines ersten und eines zweiten drehmomentführenden Bauteils (30, 40). Das zweite Bauteil besteht vorteilhafterweise aus einer Scheibe (40), welche mit auf ihrem Umfang verteilten Aussparungen (42) derart auf die axialen Vorsprünge (33) eines ersten Bauteils (30) aufgesetzt werden kann, dass die Vorsprünge (33) des ersten Bauteils (30) aus den Aussparungen (42) der Scheibe (40) axial hervorstehen und dass auf die hervorstehenden Vorsprünge (33) des ersten Bauteils (30) ein vorzugsweise kreisringförmiges Bauteil (20) derart aufgesetzt werden kann, dass das erste Bauteil (30) mit dem kreisringförmigen Bauteil (20) an deren Berührfläche unlösbar verbunden werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Drehmomentübertragung und gleichzeitigen axialen Siche rung zweier drehmomentführender Bauteile nach dem Oberbeg riff des Hauptanspruches.

Im folgenden werden die aus der älteren deutschen Schrift P 199 61 988.3 bekannten Anordnungen zur Drehmo mentübertragung zwischen zwei drehmomentführenden Bauteilen erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine bekannte Einrichtung, bei wel cher der Drehmomentübertrag zwischen einem Hohlrad und ei nem Mitnahmeteil, in der Form eines Zylinders einer Lamel lenkupplung (nicht näher dargestellt) erfolgt, wobei im Zylinder in an sich bekannter Weise ein Kolben axial ver schiebbar gelagert ist, der in bezug auf den Zylinder durch eine ringförmige Dichtung abgedichtet ist. Zur Drehmoment übertragung sind das Hohlrad und der Zylinderrücken des Zylinders an ihren aneinanderliegenden Flächen verschweißt. Ein Nachteil einer solchen Lösung besteht darin, dass ein Zwangslauf zwischen dem Hohlrad und dem Zylinder besteht und kein tangentialer, radialer und axialer Spielausgleich möglich sind.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere bekannte Anordnung zur Drehmomentübertragung zwischen einem Hohlrad und einem Mit nahmeteil. Hier ist im Hohlrad, an der dem Mitnahmeteil zugewandten Seite, eine Kronenverzahnung angeordnet, in welche die Zähne des Mitnahmeteiles in axialer Richtung eingesteckt werden. In axialer Richtung wird das Mitnahmeteil durch einen Sprengring in der dargestellten Weise ge sichert. Eine solche Lösung bedarf erhöhten axialen Bau raum, da die Nut für den Sprengring dementsprechend lange Zähne der Kronenverzahnung benötigt. Außerdem ist ein zu sätzliches Bauteil in der Form des Sprengringes erforder lich, wodurch die Herstellung der Einrichtung verteuert wird. Diese Lösung lässt jedoch in der gewünschten Weise einen gewissen tangentialen, radialen und axialen Spielaus gleich zu.

Fig. 3 und 4 zeigen eine Anordnung, welche aus der äl teren deutschen Schrift P 199 61 988.3 bekannt ist. Hier wird mit Hilfe eines kreisringförmigen Segmentringes die Verbindung realisiert. Dieser Ring weist entlang seines Umfanges voneinander beabstandete zahnförmige Vorsprünge in axialer Richtung auf. Diese werden in die Lücken eines zweiten Bauteils so eingesetzt, dass sie eine ebene Fläche des benachbarten ersten Bauteiles berühren. An dieser Be rührfläche ist der Ring an das erste Bauteil beispielsweise durch eine Verschweißung befestigbar. Dadurch wird in der gewünschten Weise ein gewisser tangentialer, radialer und axialer Spielausgleich ermöglicht. Bei dieser Bauform wer den allerdings sehr hohe Ansprüche an die Schweißnaht ge stellt, welche das gesamte Drehmoment übertragen muss. Der Ring ist deswegen sehr hoch beansprucht und muss eine aus reichende Dicke besitzen, um eine entsprechende Verschwei ßung zu ermöglichen und der auftretenden Belastung standzu halten. Dies bedeutet wiederum, dass ein erhöhter axialer Bauraum notwendig ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung zur gleichzeitigen Drehmomentüber tragung und axialer Sicherung zweier drehmomentführender Bauteile zu schaffen, die eine relativ einfache Verbindung der beiden Bauteile ermöglicht und dabei einen tangentia len, radialen und axialen Spielausgleich zulässt. Außerdem soll der axiale Bauraum verringert werden.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Drehmo mentübertragung gelöst, die neben den Merkmalen des Ober begriffs auch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mittels eines noch näher zu beschreibenden kreisringförmigen Elementes dadurch gelöst, dass dieses so auf eine vorhandene Kronenverzahnung eines ersten Bauteiles aufgesetzt wird, dass die durch die Lücken eines zweiten Bauteiles herausragenden Zähne der Kronenverzahnung des ersten Bauteiles von dem kreisringför migen Element berührt werden. An dieser Berührfläche kann das kreisringförmige Element mit einem ersten Bauteil vor zugsweise durch eine Verschweißung verbunden werden. Da durch wird erreicht, dass einerseits das gewünschte Drehmo ment übertragen werden kann und andererseits ein definier tes Spiel in radialer, axialer und tangentialer Richtung ermöglicht wird. Es besteht außerdem keine Gefahr, dass sich ein für die Verbindung notwendiger Sprengring lösen kann. Da keine Nut für einen Sprengring eingearbeitet wer den muss, kann die Höhe der Zähne und somit der benötigte axiale Bauraum verringert werden, da nur die Dicke des zweiten Bauteiles sowie das definierte axiale Spiel berück sichtigt werden muss.

Durch die unlösbare Verbindung des erfindungsgemäßen Kreisringes mit der Kronenverzahnung des ersten Bauteils wird diese außerdem versteift. Dadurch kann die Verzahnung schwächer ausgelegt werden und es wird neben Material auch weiterer Bauraum gespart.

Das erfindungsgemäße kreisringförmige Bauelement ist vorteilhafterweise durch eine einfache Stanzoperation her stellbar. Dabei muss das Bauteil in einer ersten Ausfüh rungsform bei der Montage auch nicht ausgerichtet werden. Im Vergleich mit dem Segmentring aus der älteren deutschen Schrift P 199 61 988.3 ist es bei der erfindungsgemäßen Lösung egal, mit welcher Seite der Kreisring an dem ersten Bauteil zur Anlage kommt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausges taltungen 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 Sprengring vorgesehen ist,

Fig. 3 eine weitere bekannte Art der Drehmoment übertragung zwischen zwei Bauteilen, wobei die Verbindung mittels eines Segmentringes realisiert ist,

Fig. 4 eine Ansicht entsprechend der Linie I-I der Fig. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines vor teilhaften Ausführungsbeispieles der erfin dungsgemäßen Lösung,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemä ßen Lösung,

Fig. 7 eine Ansicht entsprechend der Linie II-II der Fig. 6,

Fig. 8 eine Ansicht entsprechend der Linie III-III der Fig. 7 und

Fig. 9 eine weiter Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemäßen Lösung.

Wie in Fig. 5 dargestellt, besteht das erfindungsgemä ße Bauteil 20 vorteilhafterweise aus einem flachen Kreis ring.

Das erste Bauteil 30 weist in vorteilhafter Weise die Form eines Hohlrades 30 auf, an dessen einer Seite in axia ler Richtung eine Kronenverzahnung 31 angebracht ist. Die Kronenverzahnung 31 ist gemäß Fig. 5 einem zweitem Bau teil 40 und dem Ring 20 zugewandt.

Das zweite Bauteil 40 weist in vorteilhafter Weise die Form einer Scheibe 40 auf. Die Scheibe 40 besitzt gemäß Fig. 5 in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandete Ausspa rungen 42 auf. Diese Aussparungen werden vorzugsweise durch eine einfache Stanzoperation gefertigt. In diese Aussparun gen 42 können die Zähne 33 der Kronenverzahnung 31 des Hohlrades 30 aufgenommen werden.

Für die erfindungsgemäße Verbindung zweier drehmoment führender Bauteile werden die Zähne 33 des Hohlrades 30 in die Lücken 42 der Scheibe 40 eingeführt. An die Scheibe 40 ist wie in Fig. 6 dargestellt eine Abtriebswelle 43 ange bracht. Dabei wird die der Kronenverzahnung 31 zugewandten Seite der Scheibe 40 in Fig. 5 durch die Seite 41 darge stellt. Auf die Stirnflächen 34 der Zähne 33 des Hohlra des 30, welche aus den Lücken 42 der Scheibe 40 herausste hen, wird in axialer Richtung der Ring 20 angelegt. An die ser Berührfläche wird der Ring 20 mit dem Hohlrad 30 unlös bar verbunden. Dies wird vorteilhafter Weise durch eine Schweißverbindung realisiert, was gemäß Fig. 8 durch eine Schweißnaht 24 dargestellt ist.

Das Drehmoment führende Hohlrad 30 überträgt also durch den Eingriff der Kronenverzahnung 31 in die Ausspa rungen 42 der Scheibe 40 das angelegte Drehmoment auf die Scheibe 40. An diese Scheibe 40 ist wie in Fig. 6 darge stellt eine Abtriebswelle 43 angebracht.

Gemäß Fig. 7 wird die Scheibe 40 auf die Zähne 33 des Hohlrades 30 aufgesetzt. Hier besteht die Möglichkeit, ein tangentiales Spiel ST sowie ein radiales Spiel SR zu be rücksichtigen.

Gemäß Fig. 8 wird zur axialen Sicherung der Bautei le 30 und 40 das Bauelement 20 in axialer Richtung so auf die aneinander anliegenden Bauteile 30 und 40 aufgesetzt, dass der Ring 20 an den Stirnflächen 34 der Zähne 33 an liegt. Dabei besteht die Möglichkeit, ein axiales Spiel SA zu berücksichtigen.

Die eigentliche Befestigung des Bauelementes 20 an dem Bauteil 40 erfolgt dann durch eine unlösbare Befestigungs operation, vorzugsweise durch Verschweißen. Insbesondere kommt dafür das kostengünstige Kondensations-Entladungs schweißen (KE-Schweißen) in Frage, wobei auch andere Schweißverfahren möglich sind. In bestimmten Anwendungsfäl len ist es auch denkbar, die Befestigung durch Verkleben auszuführen.

In Fig. 9 wird eine weiter vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung dargestellt. An ein kreisring förmiges Bauteil 20. sind entlang seines Umfangs in gleich mäßigem Abstand voneinander rippenförmige Erhebungen 23 ausgebildet. Diese Rippen 23 können durch eine Prägeopera tion aus dem ringförmigen Bauelement 20 in axialer Richtung zu einer Seite hin ausgestellt werden. Diese Seite wird in Fig. 9 durch die Seite 21 dargestellt und ist auf das erste Bauteil 30 hin ausgerichtet. Durch die Prägung der Rip pen 23 in den Ring 20 bilden sich an dem Ring 20 auf der zweiten Seite 22 Vertiefungen 25 aus. Die Rippen 23 können bei einer Schweißoperation, insbesondere bei dem Kondensa tions-Entladungsschweissen als Schweißmaterialvorrat ver wendet werden, wobei gemäß Fig. 8 eine Schweißnaht 24 ge bildet wird.

Bezugszeichen

1

Hohlrad

2

Fläche

3

Mitnahmeteil

4

Fläche

5

Kolben

6

Dichtung

7

Kronenverzahnung

8

Zähne

9

Sprengring

10

Segmentring

11

Vorsprünge

12

Bauteil

13

Schweißnaht

20

Ring

21

Fläche

22

Fläche

23

Rippen

24

Schweißnaht

25

Vertiefungen

30

Hohlrad

31

Kronenverzahnung

33

Zähne

34

Fläche

40

Scheibe

41

Fläche

42

Aussparungen

43

Abtriebswelle
SR radiales Spiel
ST tangentiales Spiel
SA axiales Spiel

Claims

1. Einrichtung zur Drehmomentübertragung und axialen Sicherung eines ersten (30) und eines zweiten (40) drehmo mentführenden Bauteils, dadurch gekennzeich net, dass das zweite Bauteil (40) mit auf seinen Um fang verteilten Aussparungen (42) derart auf die axialen Vorsprünge (33) eines ersten Bauteils (30) aufgesetzt wer den kann, dass die Vorsprünge (33) des ersten Bauteils (30) aus den Aussparungen (42) des Bauteils (40) axial hervor stehen und dass auf die hervorstehenden Vorsprünge (33) des ersten Bauteils (30) ein vorzugsweise kreisringförmiges Bauteil (20) derart aufgesetzt werden kann, dass das erste Bauteil (30) mit dem kreisringförmigen Bauteil (20) an de ren Berührfläche unlösbar verbunden werden kann.

2. Einrichtung, nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Aussparungen (42) der Scheibe (40) sowie die Vorsprünge (33) des ersten Bau teils (30) entlang ihres Umfangs gleichmäßig voneinander entfernt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kreisringförmige Bauteil (20) in axialer Richtung ausgeprägte rippenförmige Erhebungen (23) aufweist, welche beim Anlegen an das erste Bauteil (30) die Stirnflächen der Vorsprünge (34) berühren und als Schweißmittelvorrat verwendet werden können.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass das erste Bau teil (30) aus einem Hohlrad (30) besteht und an das zweite Bauteil (40) eine Abtriebswelle (43) befestigt wird.