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Die Erfindung betrifft allgemein Drehmomentübertragungsvorrichtungen, insbesondere in Axialrichtung kompakt bauende Drehmomentübertragungsvorrichtungen, und davon insbesondere einen verformbaren Ringniet, der eine Drehmomentübertragung zwischen zwei axial fluchtenden Bauteilen ermöglicht.
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Nietverbindungen sind in Drehmomentwandlern beispielsweise zur Befestigung eines Dämpferflanschs an einer Dämpfernabe weit verbreitet. Eine solche Nietverbindung ist beispielsweise in der
US 7,658,679 offenbart, die hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit Bestandteil der vorliegenden Anmeldung sein soll. Niete können ferner zwischen zwei beliebigen sonstigen Drehmoment übertragenden Bauteilen zum Einsatz kommen. Derartige Nietverbindungen zum Beispiel zwischen Dämpferflansch und Nabe erfordern eine hohe Anzahl an Nieten, die während der Montage einzeln eingefügt und anschließend in einem Nietwerkzeug oder Nietstempel verformt werden müssen. Die hohe Anzahl der Niete ergibt sich aus der Notwendigkeit, die Scherbelastung der einzelnen Niete auf ein zulässiges Maß zu begrenzen, um eine Drehmomentübertragung zwischen dem Flansch und der Nabe zu ermöglichen. Sie führt jedoch zu einer Erhöhung der Montagedauer. Darüber hinaus sind der Flansch und die Nabe axial versetzt angeordnet und benötigen so in Axialrichtung zusätzlichen Bauraum. Alternativ kann der Dämpferflansch auch mittels einer Keilverbindung an der Nabe befestigt werden. Aufgrund der strengen Toleranzen zur Gewährleistung einer guten Verbindung zwischen den Teilen ist dies jedoch kosten- und zeitaufwendig in der Herstellung. Ist die Keilverbindung nicht genau genug gefertigt, so kommt es zu Schwingungen im System. Deshalb besteht Bedarf an einer Anordnung zur Verbindung von zwei Drehmoment übertragenden Bauteilen ohne Keilverbindung und ohne eine Vielzahl von einzelnen Nieten, die darüber hinaus in Axialrichtung platzsparend ausgebildet ist, indem sie die Bauteile axial fluchtend verbindet.
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Eine erfindungsgemäße Baugruppe zur Übertragung von Drehmomenten umfasst ein eine erste Vielzahl erster Wandabschnitte aufweisendes erstes Bauteil, ein eine zweite Vielzahl zweiter Wandabschnitte aufweisendes zweites Bauteil, wobei die ersten Wandabschnitte radial vom ersten Bauteil ausgehend in Richtung des zweiten Bauteils und die zweiten Wandabschnitte radial vom zweiten Bauteil ausgehend in Richtung des ersten Bauteils verlaufen und wobei die ersten Wandabschnitte axial mit den zweiten Wandabschnitten fluchten und zwischen den ersten und zweiten Wandabschnitten ein radialer Zwischenraum besteht, sowie einen Ringniet mit einem Verbindungsabschnitt, der in den radialen Zwischenraum zwischen den ersten und zweiten Wandabschnitten eingefügt und in der Weise verformt ist, dass auf mindestens einer axialen Seite der Baugruppe mindestens ein Nietkopf zum axialen Fixieren des ersten und zweiten Bauteils aneinander entsteht, wobei ein Verformen des Verbindungsabschnitts des Ringniets ein Ausfüllen des radialen Zwischenraums zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt und jeweils dem ersten und zweiten Bauteil in der Weise bewirkt, dass das erste und zweite Bauteil zur Ermöglichung einer Drehmomentübertragung zwischen dem ersten und zweiten Bauteil drehfest miteinander verbunden sind.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das erste Bauteil eine radial verlaufende Platte und das zweite Bauteil einen radial vom zweiten Bauteil abstehenden ringförmigen Vorsprung, der axial mit dem ersten Bauteil fluchtet und die zweiten Wandabschnitte aufweist. In einer Ausführungsform weist das erste Bauteil einen ersten Satz erster Kerben auf, wobei eine jede der ersten Kerben jeweils zwei der ersten Wandabschnitte bilden, und das zweite Bauteil weist im ringförmigen Vorsprung einen zweiten Satz zweiter Kerben auf, wobei eine jede der zweiten Kerben zwei der zweiten Wandabschnitte bildet, und wobei eine jede der ersten Kerben mit jeweils einer der zweiten Kerben ein Paar bildet, so dass diese zusammen eine Vielzahl vergrößerter Öffnungen als Teil des radialen Zwischenraums zur Aufnahme des Verbindungsabschnitts des Ringniets bilden. In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Verbindungsabschnitt des Ringniets eine Vielzahl von axial von einem Ringkörper weg verlaufenden Zungen. Diese Zungen können gemäß einer weiteren Ausführungsform jeweils eine erste Form aufweisen, wobei die vergrößerten Öffnungen jeweils eine zweite Form aufweisen. Bei der ersten und zweiten Form handelt es sich jeweils um ein Element der Gruppe aus rechteckiger Form, gewölbter Form und Pfeilform. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann als erste Form die gewölbte Form und als zweite Form die rechteckige Form gewählt sein. In einer Ausführungsform weist die erste Form eine erste Breite und eine erste Dicke und die zweite Form eine zweite Breite und eine zweite Dicke auf, wobei die erste Breite geringer ist als die zweite Breite und die erste Dicke geringer ist als die zweite Dicke.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Ringniet als ein wellenförmiger Ring ausgebildet ist, wobei der Verbindungsabschnitt des Ringniets abwechselnd eine Vielzahl radial angeordneter Wellenberge und -täler aufweist. In einer weiteren Ausführungsform verfügt das erste Bauteil über einen ersten Satz erster Zähne, wobei ein jeder der ersten Zähne im ersten Satz zwei der ersten Wandabschnitte bildet. Hierbei weist das zweite Bauteil einen zweiten Satz zweiter Zähne auf, wobei ein jeder der zweiten Zähne im zweiten Satz zwei der zweiten Wandabschnitte bildet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Verbindungsabschnitt auf beiden einander axial gegenüberliegenden Seiten der Baugruppe verformt.
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Eine erfindungsgemäße Baugruppe zur Drehmomentübertragung in einem Drehmomentwandler umfasst einen Dämpferflansch mit einer ersten Vielzahl erster Wandabschnitte, eine Nabe mit einer zweiten Vielzahl zweiter Wandabschnitte, wobei die ersten Wandabschnitte radial vom Dämpferflansch ausgehend in Richtung der Nabe und die zweiten Wandabschnitte radial von der Nabe ausgehend in Richtung des Dämpferflanschs verlaufen und die ersten Wandabschnitte axial mit den zweiten Wandabschnitten fluchten und wobei zwischen den ersten und zweiten Wandabschnitten ein radialer Zwischenraum besteht, sowie einen Ringniet mit einem Verbindungsabschnitt, der in den radialen Zwischenraum zwischen den ersten und zweiten Wandabschnitten eingefügt und so verformt ist, dass auf mindestens einer axialen Seite der Baugruppe mindestens ein Nietkopf zur axialen Verbindung des Dämpferflanschs und der Nabe aneinander entsteht, wobei ein Verformen des Verbindungsabschnitts des Ringniets ein Ausfüllen des radialen Zwischenraums zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt und jeweils dem Dämpferflansch und der Nabe in der Weise bewirkt, dass der Dämpferflansch und die Nabe zur Ermöglichung einer Drehmomentübertragung zwischen dem Dämpferflansch und der Nabe drehfest miteinander verbunden sind.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Dämpferflansch eine radial verlaufende Platte und die Nabe einen radial von der Nabe abstehenden ringförmigen Vorsprung, der axial mit dem radial verlaufenden Abschnitt fluchtet und die zweiten Wandabschnitte aufweist. In einer Ausführungsform weist der Dämpferflansch einen ersten Satz erster Kerben auf, wobei eine jede der ersten Kerben zwei der ersten Wandabschnitte bildet, und die Nabe weist im ringförmigen Vorsprung einen zweiten Satz zweiter Kerben auf, wobei eine jede der zweiten Kerben zwei der zweiten Wandabschnitte bildet, und wobei eine jede der ersten Kerben mit jeweils einer der zweiten Kerben ein Paar bildet, so dass diese zusammen eine Vielzahl vergrößerter Öffnungen als Teil des radialen Zwischenraums zur Aufnahme des Verbindungsabschnitts des Ringniets bilden. In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Verbindungsabschnitt des Ringniets eine Vielzahl von axial von einem Ringkörper weg verlaufenden Zungen. Diese Zungen können gemäß einer weiteren Ausführungsform jeweils eine erste Form aufweisen, wobei die vergrößerten Öffnungen jeweils eine zweite Form aufweisen. Bei der ersten und zweiten Form handelt es sich jeweils um ein Element der Gruppe aus rechteckiger Form, gewölbter Form und Pfeilform. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann als erste Form die gewölbte Form und als zweite Form die rechteckige Form gewählt sein. In einer weiteren Ausführungsform weist die erste Form eine erste Breite und eine erste Dicke und die zweite Form eine zweite Breite und eine zweite Dicke auf, wobei die erste Breite geringer ist als die zweite Breite und die erste Dicke geringer ist als die zweite Dicke.
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In einer Ausführungsform ist der Ringniet als ein wellenförmiger Ring ausgebildet, wobei der Verbindungsabschnitt des Ringniets abwechselnd eine Vielzahl radial angeordneter Wellenberge und -täler aufweist. In einer weiteren Ausführungsform verfügt der Dämpferflansch über einen ersten Satz erster Zähne, wobei ein jeder der ersten Zähne im ersten Satz zwei der ersten Wandabschnitte bildet. Hierbei weist die Nabe einen zweiten Satz zweiter Zähne auf, wobei ein jeder der zweiten Zähne im zweiten Satz zwei der zweiten Wandabschnitte bildet. Gemäß einer Ausführungsform ist der Verbindungsabschnitt auf beiden einander axial gegenüberliegenden Seiten der Baugruppe verformt.
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Eine allgemeine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine in Axialrichtung kompakte Verbindung zwischen zwei Drehmoment übertragenden Bauteilen zu schaffen. Eine weitere allgemeine Aufgabe besteht darin, die Anzahl der zur Montage eines Drehmomentübertragungssystems benötigten Bauteile zu reduzieren. Weiterhin ist es allgemein eine Aufgabe der Erfindung, einen Formschluss zwischen zwei Bauteilen zur Drehmomentübertragung zu schaffen. Die genannten sowie weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie aus den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen.
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Nachfolgend werden die Art und Funktionsweise der vorliegenden Erfindung anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Baugruppe zur Drehmomentübertragung;
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2 eine Querschnittsansicht zweier Bauteile zur Drehmomentübertragung der in 1 gezeigten Baugruppe;
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3 eine perspektivische Darstellung der in 1 gezeigten Baugruppe;
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4 eine Ansicht einer ersten axialen Seite der in 1 gezeigten Baugruppe vor dem Verformen;
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5 eine Ansicht einer zweiten axialen Seite der in 1 gezeigten Baugruppe vor dem Stauchen;
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6 eine Querschnittsansicht entlang der Geraden A-A in 4, welche die Baugruppe vor dem Verformen zeigt;
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7 eine perspektivische Darstellung der in 1 gezeigten Baugruppe nach dem Verformen;
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8 eine Querschnittsdarstellung entlang der Geraden A-A in 4, welche die Baugruppe nach dem Verformen zeigt;
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9 eine Querschnittsdarstellung eines Ringniets der in 1 gezeigten Baugruppe während des Verformvorgangs in einem Nietwerkzeug;
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10A Formbeispiele für die Zungen und/oder Öffnungen der in 1 gezeigten Baugruppe;
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10B ein Beispiel einer Zunge in einer Öffnung für die in 1 gezeigte Baugruppe;
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11 eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung;
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12 eine Querschnittsansicht der in 11 gezeigten Baugruppe entlang der Geraden B-B vor dem Verformen, und
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13 eine Querschnittsdarstellung der in Figur gezeigten Baugruppe entlang der Geraden B-B nach dem Verformen.
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Zu Beginn sei darauf hingewiesen, dass gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten identische oder funktional ähnliche Bauteile der Erfindung bezeichnen. Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf gegenwärtig bevorzugte Merkmale beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die hier offenbarten Einzelheiten beschränkt.
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Weiterhin ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die hier beschriebene Methodik sowie die beschriebenen Materialien und Varianten beschränkt. Diese sind variabel. Die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Merkmale und soll nicht als Einschränkung des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung verstanden werden. Die Erfindung wird ausschließlich durch die nachfolgend aufgeführten Ansprüche definiert.
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Soweit nicht anders definiert haben alle hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die Bedeutung, unter der sie von einem Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung verstanden werden. Der Begriff „verformen“ bezieht sich auf den Nietvorgang und bezeichnet das Eindrücken, Pressen oder auf sonstige Weise das Verformen des Niets, um zwei oder mehr Bauteile aneinander zu befestigen. Nachfolgend werden die im Zusammenhang mit der Erfindung bevorzugen Verfahren, Vorrichtungen und Materialien erläutert, auch wenn natürlich ähnliche oder äquivalente Verfahren, Vorrichtungen und Materialien bei der Umsetzung der Erfindung in der Praxis und in Tests zum Einsatz kommen können.
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1 zeigt eine Explosionsansicht einer Baugruppe 10 mit einem mittels eines Ringniets 16 mit einer Nabe 14, insbesondere einem radialen Vorsprung 15 der Nabe 14 verbundenen Flansch 12. Der Ringniet 16 umfasst einen Ringkörper 18 mit einer Vielzahl von axial vom Innendurchmesser des Ringkörpers ausgehenden Zungen 20. Der Ringkörper ist als ein im Wesentlichen durchgängiger Ring ausgebildet, der mit einer axialen Fläche des Flanschs oder der Nabe passgenau in Anlage bringbar ist. Es ist ebenso möglich, die Zungen vom Außendurchmesser oder einem anderen Abschnitt des Ringkörpers ausgehend auszubilden. Die Breite und Dicke der einzelnen Zungen sind mit w1 bzw. t1 bezeichnet.
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Der Flansch 12 umfasst entlang seinem Innendurchmesser Kerben 22A. Der Vorsprung 15 der Nabe 14 weist entlang seinem Außendurchmesser Kerben 22B auf. Wie in 2 gezeigt ist, sind der Flansch 12 und die Nabe 14 komplementär geformt, so dass der Vorsprung 15 der Nabe 14 radial in den Innendurchmesser des Flanschs einpassbar ist. Zwischen dem Außendurchmesser der Nabe 14 und dem Innendurchmesser des Flanschs 12 besteht eine in 2 dargestellte Kontaktfläche 24. An der Kontaktfläche kann ein schmaler Zwischenraum vorgesehen sein, um ein leichtes Einpassen der beiden Bauteile zu ermöglichen. Im Vergleich zu Keilverbindungen müssen bei der erfindungsgemäßen Baugruppe weniger strenge Toleranzen eingehalten werden. Wenn die Kerben 22A und 22B axial und in Drehrichtung fluchten, bilden sie zusammen Öffnungen 22. Diese weisen zur Aufnahme der Zungen 20 eine Breite w2 und eine Dicke t2 auf. Auch die Öffnungen 22 sind mit einem geringen Maß an Spielraum und/oder beispielsweise als ein vergrößerter Abschnitt des Zwischenraums zwischen dem Flansch und der Nabe ausgebildet, so dass weniger strenge Toleranzen eingehalten werden müssen und/oder die Montage erleichtert wird. Wie in 4 gezeigt ist, liegt der Ringkörper 18 des Ringniets 16 passgenau am Flansch an, so dass sich die Zungen 20 axial durch die Öffnungen 22 erstrecken, wie in 3 gezeigt ist. Die Zungen werden zu einem späteren Zeitpunkt in der Weise gestaucht oder verformt, dass sie den Zwischenraum ausfüllen.
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Die Kerben 22A definieren Wandabschnitte 25A und 25B. Die Kerben 22B definieren Wandabschnitte 27A und 27B. Die Wandabschnitte dienen der Übertragung eines Drehmoments zwischen dem Flansch 12 und der Nabe 14 über die am Ringniet 16 ausgebildeten Zungen 20. In Richtung des Pfeils R befinden sich die Wandabschnitte 25A und 27B auf der einen Seite und die Wandabschnitte 27A und 25B auf der anderen Seite der Kerben 22A bzw. 22B. Die Wandabschnitte entsprechen im Wesentlichen radial verlaufenden Flächen, die die Zungen des Ringniets radial überdecken, so dass durch eine Drehung des Flanschs und/oder der Nabe die Wandabschnitte des Flanschs und/oder der Nabe gegen die Zungen drücken. Radial überdecken bedeutet hier, dass sich zumindest ein Abschnitt der beiden Bauteile im selben radialen Abstandsbereich befindet.
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In 7–9 sind die Zungen 20 des Ringniets 16 mit dem durch Verformen gebildeten Kopf 26 gezeigt. Bei der Bildung des Kopfs 26 erfolgt eine plastische Verformung der Zungen, so dass sich diese bezüglich der Drehachse A in Radial- und Umfangsrichtung ausdehnen und so den Flansch und die Nabe zwischen Kopf 26 und Ringkörper 18 verklemmen. Der Ringkörper dient auch der Stützung des Ringniets bei der Verformung. Die Zungen dehnen sich aus und füllen so zur Erzeugung einer formschlüssigen Verbindung zwischen den Bauteilen den Zwischenraum zwischen dem Flansch und der Nabe aus. Formschluss bedeutet hierbei, dass sich die Zungen so weit ausgedehnt haben, dass die Zungen und die Wänden der Öffnungen miteinander in Kontakt stehen und/oder dass die Zungen die Wände der Öffnungen in Radial- und/oder Umfangsrichtung mit Druck beaufschlagen.
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Durch die radiale Überdeckung zwischen den Wandabschnitten und den Zungen wird eine Drehmomentübertragung zwischen den beiden Bauteilen ermöglicht. Die Wandabschnitte des Flanschs 12 und der Nabe 14 sind in 1 und 2 am besten zu erkennen. Nach der Montage, wenn also die Zungen 20 in die Öffnungen 22 eingefügt und wie oben beschrieben verformt sind, bewirkt eine Drehung des Flanschs 12 um die Achse A in die durch den Pfeil R angegebene Richtung eine Drehmomentübertragung vom Flansch zum Ringniet über die Wandabschnitte 25A, welche die Zungen 20 in den Öffnungen 22 radial überdecken. Daraufhin wird das Drehmoment von den Zungen 20 auf die die Zungen 20 radial überdeckenden Wandabschnitte 27A des Vorsprungs 15 der Nabe 14 übertragen. Eine Drehung des Flanschs in die der Pfeilrichtung R entgegengesetzte Richtung bewirkt dagegen eine Drehmomentübertragung von den Wandabschnitten 25B auf die Zungen, welche das Drehmoment wiederum auf die Wandabschnitte 27B des Vorsprungs der Nabe übertragen. So sind an jeder Kerbe zwei Drehmoment übertragende Wandabschnitte ausgebildet, wobei für jede Drehrichtung der Baugruppe nur jeweils ein Wandabschnitt der einzelnen Kerben zum Einsatz kommt. Auf diese Weise kann zwischen der Nabe und dem Flansch Drehmomentübertragung erfolgen, wobei die Nabe und der Flansch in platzsparender Weise in Axialrichtung fluchtend angeordnet sind. Hierbei ist unter „axial fluchtend“ zu verstehen, dass die Bauteile im Wesentlichen im selben axialen Abstand entlang der Achse A angeordnet sind.
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Da alle Zungen am Ringniet angeordnet sind, ist bei der Montage nur ein einziges Bauteil statt eine Vielzahl von einzelnen Nieten erforderlich. In Systemen nach dem Stand der Technik ist der Dämpferflansch axial versetzt (statt axial fluchtend) zu einem ringförmigen Vorsprung der Nabe angeordnet, wobei zwischen einem Abschnitt der Nabe und des Flanschs zur Aufnahme einer Vielzahl von Nieten (auf die in der oben bereits erwähnten
US 7,658,679 beschriebene Weise) radiale Überdeckung besteht. Demgemäß erfordern herkömmliche Systeme mehr axialen Bauraum als die erfindungsgemäße Vorrichtung. Aufgrund des eingesparten Bauraums können andere Bauteile des Drehmomentwandlers zur Erhöhung der Kapazität oder Leistung des Drehmomentwandlers vergrößert werden, ohne dass hierzu die Gesamtgröße steigt. Alternativ können Materialkosten eingespart werden und/oder es können kleinere Drehmomentwandler gefertigt werden. Der Flansch könnte alternativ auch durch eine Keilverbindung an der Nabe befestigt werden. Diese sind jedoch teuer und erfordern aufgrund der zur Gewährleistung einer sicheren Verbindung einzuhaltenden strengen Toleranzen einen hohen Fertigungsaufwand.
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Im Verformvorgang können beispielsweise beiderseits des Ringniets Werkzeuge zum Verformen der Zungen eingesetzt werden. In 9 sind beispielhaft die Werkzeuge 28 und 30 zum Verformen des Ringniets dargestellt. Hierbei weist Werkzeug 30 zwei Merkmale auf, die eine korrekte Verformung der Zungen gewährleisten. Insbesondere ist am Werkzeug 30 eine Wölbung 32 ausgebildet, die beispielsweise in Form eines ringförmigen erhabenen Abschnitts oder in Form einer Vielzahl entlang dem Nietkörper 18 des Ringniets gegenüber den Zungen 20 eine Linie bildender erhabener Abschnitte ausgebildet sein kann. Weiterhin kann das Werkzeug 30 eine den Außenumfang des Ringkörpers kontaktierende radiale Flanke 34 aufweise. Die Wölbung 32 und die radiale Flanke 34 tragen dazu bei, dass das Material des Ringniets den Zwischenraum um die Zungen in den Öffnungen ausfüllt. Die Wölbung lenkt das Material beispielsweise in die Öffnungen 22 und unterstützt so durch eine Konzentration der Kraft auf die Zungen die Ausdehnung der Zungen in den Öffnungen 22, während die radiale Flanke 34 eine Ausdehnung des Ringkörpers verhindert, so dass das Material stattdessen zur Ausdehnung der Zungen in die Öffnungen strömt, so dass die Bauteile sicher verbunden werden.
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10A zeigt mehrere geeignete Formen der Öffnungen 22 und/oder der Vorsprünge 20. Es sind jedoch auch alternative Formen denkbar. Die Form 36 ist zum Beispiel im Wesentlichen rechteckig mit einer Breite w3 und einer Dicke t3. Die Form 38 mit einer Breite w4 und einer Dicke t4 ähnelt der Form 36, weist jedoch an einem Paar paralleler Seiten eine Krümmung auf (wobei die Krümmung beispielsweise dem Innen- bzw. Außendurchmesser des Flanschs bzw. der Nabe entspricht oder von einem zum Innen- bzw. Außendurchmesser konzentrischen Radius definiert wird). Die Form 38 wird allgemein als gewölbte Form bezeichnet. Auch die Form 40 mit einer Breite w5 und einer Dicke t5 ähnelt der Form 36, wobei ein Paar paralleler Seiten eine ähnliche ineinander liegende flache V-Form aufweisen. Diese Form 40 wird allgemein als Pfeilform bezeichnet. 10B zeigt zum Beispiel eine gemäß Form 38 geformte Zunge 42 in einer Öffnung 44 mit der Form 36. Wie bereits erwähnt und in 10B deutlich zu erkennen, besteht vor dem Verformen um die Zunge herum in der Öffnung ein Zwischenraum 46, der erst durch Verformen der Zunge ausgefüllt wird. Dabei dehnt sich die Zunge in der Weise aus, dass sie gegen die Wände der Öffnung drückt.
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Durch das Ausfüllen des Zwischenraums wird beispielsweise jegliches Spiel beseitigt bzw. jede Relativbewegung zwischen dem Flansch und der Nabe unmöglich, so dass die Geräuschentwicklung reduziert und die Leistung erhöht wird. Daher sollte der Zwischenraum möglichst kein gewählt werden, so dass gewährleistet ist, dass sich die Zunge weit genug ausdehnen kann, um den Zwischenraum auszufüllen. Durch das Ausfüllen des Zwischenraums können beispielsweise Reibungskräfte, Kontaktkräfte und/oder Anpresskräfte zwischen den Umfangsflächen der Zungen und Öffnungen entstehen, die zusätzlich zu den Wandabschnitten 25A und 25B zur Drehmomentübertragung beitragen. Hierbei wird durch eine Vergrößerung der Zungendicke, z.B. der Dicke t1 (sowie in manchen Ausführungsformen die Dicke t3, t4 oder t5) eine Erhöhung des übertragbaren Drehmoments ermöglicht, während eine Vergrößerung der Zungenbreite, z.B. der Breite w1 (und in manchen Ausführungsformen der Breite w3, w4 oder w5) die durch die Drehmomentübertragung hervorgerufene Scherbelastung reduziert wird.
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In einer möglichen Ausführungsform handelt es sich bei dem Flansch 12 um einen Flansch für einen Dämpfer eines Drehmomentwandlers, während die Nabe 14 als eine Turbinennabe für einen Drehmomentwandler ausgebildet ist. Im Hinblick auf die vorangegangene Beschreibung kann es sich bei dem Flansch 12 und der Nabe 14 allgemein um zwei beliebige Bauteile in Drehmomentwandlern oder sonstigen Drehmomentübertragungsvorrichtungen handeln, die zur Drehmomentübertragung drehfest und/oder axial fluchtend und platzsparend miteinander verbunden werden sollen. Es hat sich beispielsweise herausgestellt, dass sich für einen Dämpferflansch und eine Nabe eines herkömmlichen Drehmomentwandlers mit den folgenden Abmessungen geeignete Ergebnisse erzielen lassen: zwanzig Zungen am Ringniet, ein radialer Zwischenraum von 0,3 mm zwischen den beiden Bauteilen, ein radialer Abstand des Zwischenraums von ca. 38 mm–40 mm (d.h. die Kontaktfläche 24 befindet sich beispielsweise ca. 39 mm entfernt von der Achse A, wobei sich zwischen dem Innendurchmesser des Flanschs und dem Außendurchmesser der Nabe ein Spalt von 0,3 mm befindet), einer Zungenbreite von 6 mm, einer Zungedicke von 2,75 mm und einer axialen Dicke des ersten und zweiten Bauteils von ca. 5 mm. Hierbei handelst es sich natürlich ausschließlich um ein Beispiel, das nicht einschränkend verstanden werden soll, sondern nur als ein mögliches Ausführungsbeispiel, mit dem sich geeignete Resultate erzielen lassen.
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In 11–13 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hier soll ein äußeres Bauteil 48 mit einem inneren Bauteil 50 über einen Ringniet 52 verbunden werden. Das äußere Bauteil 48 umfasst vom äußeren Bauteil 48 ausgehend radial nach innen gerichtete Zähne 54, die wechselseitig mit vom inneren Bauteil 50 ausgehend radial nach außen gerichteten Zähnen 56 korrespondieren. Der Ringniet 52 ist wellenförmig ausgebildet und weist zur Aufnahme der Zähne 54 Wellenberge 58 und zur Aufnahme der Zähne 56 Wellentäler 60 auf. Die Wellenberge sind also als radial nach außen gerichtete Abschnitte am wellenförmigen Ringniet ausgeformt, während die Wellentäler als radial nach innen gerichtete Abschnitte des wellenförmigen Ringniets ausgeformt sind. Bei der Montage besteht anfangs ein Zwischenraum 62 zwischen den beiden Bauteilen.
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Wie in 12 gezeigt ist, besteht zwischen dem äußeren Bauteil 48, dem inneren Bauteil 50 und dem Ringniet 52 ein Zwischenraum 62, wobei der Ringniet axial am äußeren und inneren Bauteil vorbei verläuft. Die Zähne 54 und 56 sind also ähnlich wie Zahnräder oder Keilverbindungen zueinander passend geformt; es besteht jedoch zur Aufnahme des Ringniets ein relativ großer Zwischenraum zwischen ihnen. Dieser ist zwar im Vergleich zu typischen Keilverbindungen relativ groß, seine radiale Breite beträgt jedoch beispielsweise nur ca. 0,3 mm. Die Zähne 54 und 56 verfügen über Wandabschnitte 55A und 55B bzw. 57A und 57B ähnlich den Wandabschnitten 25A, 25B, 27A und 27B. Durch Verformen des Ringniets beispielsweise mit einem Nietwerkzeug entstehen auf axial gegenüberliegenden Seiten des Ringniets verformte Nietköpfe 64, die eine axiale Relativbewegung zwischen den Bauteilen verhindern. In einem Ausführungsbeispiel werden nur die an die Wandabschnitte 55 und 57 angrenzenden Abschnitte des Ringniets 52 verformt, so dass sie Nietköpfe 64 bilden. Nach dem Verformen befindet sich also zwischen den Wandabschnitten 55 und 57 am Ringniet 52 ein nichtverformter Abschnitt und angrenzend an die Wandabschnitte 55 und 57 ein verformter Abschnitt.
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Durch Verformen des Ringniets dehnt sich dieser aus und füllt so den Zwischenraum aus, so dass zwischen den Bauteilen kein Spiel vorhanden ist, um so die Geräuschentwicklung zu reduzieren und die Leistung zu verbessern. Wie oben im Zusammenhang mit den Zungen der in 1–9 gezeigten Ausführungsform beschrieben ist, dient der zwischen dem inneren und dem äußeren Bauteil liegende Abschnitt des Ringniets 52 als ein Verbindungsstück zur drehfesten, formschlüssigen Verbindung des äußeren und des inneren Bauteils, so dass zwischen den Bauteilen Drehmomentübertragung stattfinden kann. Eine Drehung des äußeren Bauteils 48 im Gegenuhrzeigersinn bezüglich der Darstellung von 11 nach dem Verformen des Ringniets bewirkt eine Drehmomentübertragung vom äußeren Bauteil 48 auf den Ringniet 52 über die einander radial überdeckenden, an den Wellenbergen 58 anliegenden Wandabschnitte 55A der Zähne 54. Vom Ringniet erfolgt eine Drehmomentübertragung auf das innere Bauteil 50 über die sich radial überdeckenden, an den Wellentälern 60 anliegenden Wandabschnitte 57A der Zähne 56. Eine Drehung des äußeren Bauteils 48 im Uhrzeigersinn bewirkt eine Drehmomentübertragung auf den Ringniet 52 über die Wandabschnitte 55B der Zähne 56 und daraufhin eine Drehmomentübertragung vom Ringniet auf das innere Bauteil 50 über die Wandabschnitte 57B der Zähne 56. Wie bei der Baugruppe 10 erfolgt in der in 11–13 gezeigten Ausführungsform mittels des Ringniets auf ähnliche Weise eine Drehmomentübertragung zwischen zwei axial fluchtenden Bauteilen.
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Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung wurden also auf effiziente Weise gelöst. Dem Fachmann sind Varianten und Veränderungen ersichtlich, die jedoch vom durch die Ansprüche definierten Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abgedeckt werden. Die vorliegende Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der Erfindung und soll nicht einschränkend interpretiert werden. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind denkbar, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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