扭矩传递装置和用于制造扭矩传递装置的方法与流程

本发明涉及一种扭矩传递装置和一种用于制造这种扭矩传递装置的方法，借助于所述扭矩传递装置和所述方法，例如内燃机的曲轴能够与辅助设备(例如空调压缩机)连接。

背景技术：

由ep2827014a1已知一种皮带盘组件，其中，用于借助于皮带传动机构驱动机动车的辅助设备的皮带盘通过弓形弹簧减振地与机动车发动机的曲轴耦合。为此，能够轴向地止挡在弓形弹簧上的弓形弹簧法兰与毂旋紧，所述毂与曲轴固定。橡胶消振器的减振器法兰也通过相同的螺栓与毂旋紧，使得弓形弹簧法兰旋紧在减振器法兰和毂之间。

始终需要能够在机动车的驱动系中传递大扭矩。

技术实现要素：

本发明的任务是提出能实现在机动车的驱动系中传递大扭矩的措施。

根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的扭矩传递装置、具有权利要求2的特征的扭矩传递装置以及具有权利要求10的特征的方法解决。在从属权利要求中和以下说明书中给出本发明的优选构型，所述优选构型能够分别单独地或组合地呈现本发明的一个方面。

根据本发明设置一种扭矩传递装置，尤其是一种驱动轮组件，用于将辅助设备附接在机动车的驱动轴上，所述扭矩传递装置具有：扭矩传递元件，尤其是毂或机动车发动机的驱动轴，用于导入和/或导出扭矩；和法兰，所述法兰在第一接触区域中贴靠在扭矩传递元件上，用于导出和/或导入扭矩，其中，在第一接触区域中，扭矩传递元件的材料以提高摩擦的方式压入到法兰的材料中和/或法兰的材料以提高摩擦的方式压入到扭矩传递元件的材料中。

本发明还涉及一种扭矩传递装置，尤其是一种驱动轮组件，用于将辅助设备附接在机动车的驱动轴上，所述扭矩传递装置具有：扭矩传递元件，尤其是毂或机动车发动机的驱动轴，用于导入和/或导出扭矩；法兰，用于导出和/或导入扭矩；和中间法兰，所述中间法兰在轴向方向上布置在扭矩传递元件和法兰之间，用于导出和/或导入扭矩，其中，中间法兰在第一接触区域中贴靠在扭矩传递元件上并且在第二接触区域中贴靠在法兰上，其中，在第一接触区域中，扭矩传递元件的材料以提高摩擦的方式压入中间法兰的材料中和/或中间法兰的材料以提高摩擦的方式压入扭矩传递元件的材料中，和/或在第二接触区域中，中间法兰的材料以提高摩擦的方式压入法兰的材料中和/或法兰的材料以提高摩擦的方式压入中间法兰的材料中。

在根据本发明的扭矩传递装置中，从由扭矩传递元件和法兰构成的组或者从由扭矩传递元件、法兰和中间法兰构成的组中选出的构件呈现为摩擦对，所述构件具有要压入的突起的材料，所述摩擦对的突起的材料能够压入到对应摩擦对中，所述对应摩擦对从由扭矩传递元件和法兰构成的组或者从由扭矩传递元件、法兰和中间法兰构成的组中选出并且不同于所述摩擦对。原则上能够是所述对应摩擦对也具有能够压入到摩擦对的材料中的突起的材料。

通过从摩擦对压入到对应摩擦对的材料中的材料，能够在相应的接触面上提高摩擦。尤其能够通过彼此配合的材料得到至少微小的形状锁合部，所述形状锁合部提高了抵抗周向方向上的相对扭转的静摩擦。通过彼此压入的材料还能够摩擦锁合地支持在传递变化的扭矩时出现的相对于相应增加的尺寸的相对扭矩，而不必担忧紧固器件的打滑(durchrutschen)和突然的强烈的剪切应力，所述紧固器件将有关构件彼此连接。由此改善了扭矩传递装置的耐久性。通过彼此压入的材料，即使在大扭矩的情况下也在接触区域中提供大的摩擦，从而实现在机动车的驱动系中传递大扭矩。

尤其法兰、中间法兰和扭矩传递元件的材料能够在相应的彼此贴靠的接触面处具有不同的硬度，使得较硬的材料能够压入到较软的材料中。尤其中间法兰构型为比其他两个构件更硬，使得中间法兰能够在其两个轴向侧压入到其他构件的材料中。优选法兰、中间法兰和扭矩传递元件在其指向彼此的相邻的轴向侧上直接彼此贴靠。由此能够省去中间连接的构件(例如提高摩擦的摩擦盘)。通过所述压入，摩擦对的材料能够进入到对应摩擦对的材料中，并且在此尤其对应摩擦对的材料相应塑形地变形。由此，相应构件的材料能够彼此交错并且构造沿切线方向彼此贴靠的接触区域。例如，在一个部分区域中，摩擦对的材料能够压入到对应摩擦对的材料中，而在另一个部分区域中则相反。由此通过在切线方向上作用的力改善了扭矩传递。由此，在明显更大扭矩下才会在彼此作用的接触面上发生在周向方向上的打滑，这尤其在预期的运行中是不希望的。尤其能够在相对小的摩擦半径和/或相对小的法向力时传递大扭矩和/或在较小的安装空间需求时传递给定的扭矩。优选所述突起的材料尽可能尖锐地、尤其类似于刃地成型，从而实现特别深地埋入到相应的其他构件中。例如，突起的材料的指向对应摩擦对的棱和/或尖端具有侧翼面所述侧翼面围成1°≤α≤90°、尤其2°≤α≤45°、优选5°≤α≤30°并且特别优选10°≤α≤15°的开口角度。尤其该扭矩传递装置适合在驱动轮组件中(例如皮带盘组件中)将机动车的辅助设备附接到机动车的驱动轴上并且将在机动车发动机中产生的扭矩分流到辅助设备上。为此，该扭矩传递装置能够如同de102016205767中所说明的那样构造和扩展，引用其内容作为本发明的一部分。

扭矩传递元件应理解为能够与机动车的驱动系交换扭矩的构件。尤其扭矩传递元件能够直接或间接地与机动车发动机的尤其构型为曲轴的驱动轴连接或与该驱动轴是同一个轴。扭矩传递元件能够构造为毂，所述毂直接或间接地与驱动轴连接。毂理解为以下构件，在所述构件中，在相对于接触区域的径向内部设置有到其他构件的扭矩传递部(例如轴)。法兰或中间法兰理解为以下构件，在所述构件中，在相对于接触区域的径向外部设置有到其他构件的扭矩传递部(例如空心轴)。尤其在扭矩传递元件中和/或在法兰中仅在一个轴向侧上设置有在接触区域中进行扭矩传递的接触。在中间法兰中，尤其在两个轴向侧上设置有在接触区域中进行扭矩传递的接触，但其中，在与接触区域间隔开的半径区域上同时设置有其他的扭矩交换。

扭矩传递装置能够通过扭矩传递元件与其他构件(尤其例如机动车发动机的构型为曲轴的驱动轴)以传递转矩的方式耦合，其中，尤其扭矩传递元件自身能够构造机动车发动机的驱动轴。扭矩传递元件(尤其作为毂)能够与其他构件压紧、尤其通过压配合压紧。扭矩传递元件也能够与其他构件连接，例如通过螺旋连接和/或铆接连接与其它构件连接，并且在扭矩传递元件和其他构件之间将法兰和/或中间法兰和/或其他构件压紧。附加地或替代地，扭矩传递元件能够与其他构件形状锁合地连接。为此，扭矩传递元件例如能够具有内齿部，其他的、尤其波形的构件的外齿部能够配合到所述内齿部中。扭矩传递元件也能够在其轴向端侧与其他构件的轴向端侧形状锁合地连接。为此，扭矩传递元件能够具有轴向地起作用的端侧齿部，所述端侧齿部与其他构件的相应端侧齿部共同作用。所述端侧齿部尤其能够构型为端面齿部(hirth-verzahnung)。所述端侧齿部尤其能够构型为平槽齿部(plan-kerbverzahnung)，从而避免渐开线齿部。代替扭矩传递元件，与其他构件的端侧齿部共同作用的端侧齿部也能够通过法兰或中间法兰构造。在这种情况下，具有端侧齿部的法兰或中间法兰优选地压紧和/或夹紧在扭矩传递元件和其他构件之间。端侧齿部与其他构件能够在轴向方向上预紧，使得其他构件能够抵抗预应力的弹簧力实施轴向的相对运动并且能够在所作用的扭矩过大的情况下脱离配合。由此得到自动的扭矩限制装置，所述扭矩限制装置能够以低通滤波器的方式防止突然过大的扭矩冲击(“impacts”)并且能够防止后续的进行扭矩传递的部件的不必要的负荷。

尤其在接触区域中，通过从作为摩擦对的扭矩传递元件或法兰或中间法兰突起的一体式的毛边(grat)构造压入到作为对应摩擦对的扭矩传递元件或法兰或中间法兰中的材料。该毛边能够尤其在制造摩擦对期间自动形成。也就是说，该毛边能够在没有成型工具的情况下自由地产生。但是也能够借助于成型工具设置具有限定的形状构型的毛边。扭矩传递元件、法兰或中间法兰能够在其作为摩擦对的功能中有意地不去毛边。由此能够在生产期间省掉去毛边步骤，并且甚至能够使保留的毛边功能化为提高摩擦的摩擦接触。替代地，能够有意地利用通常不希望的毛边，从而使得在降低制造成本的情况下甚至实现更好的摩擦接触和更大的摩擦力矩的传递。毛边尤其能够通过变型工艺有意地产生。例如，通过借助于凸模和阴模的咬合(“clinchen”)能够在先前基本平坦的面中产生毛边，所述毛边能够埋入到被压紧的构件的材料中。所述毛边能够通过阴模的形状构型在大范围中几乎任意地成型，从而尤其能够设置具有锋利边缘的特别尖锐的毛边。毛边也能够通过其他变型工艺产生，例如抖动(taumeln)、摩擦搅动、滚压或类似的变型工艺，这些工艺能够在平面或贯通开口的棱上通过变型构造材料堆起部(materialaufwerfung)，用于产生毛边。

优选地，毛边至少部分地限界贯通开口。该贯通开口能够用于穿引连接器件。连接器件能够例如构型为螺栓或铆接连接部或销。通过连接器件能够制造形状锁合，所述形状锁合实现传递特别大的扭矩，同时从摩擦对压入到对应摩擦对中的材料能够避免在连接器件上过高的剪切力。因为贯通开口通常不是原始成型的而是通过分离制造的，所以通常有毛边留在贯通开口的边缘上，此外，所述毛边同时布置在摩擦对和对应摩擦对之间的接触区域中。尤其能够在周向方向上相继地设置多个贯通开口，这些贯通开口不一定必须设置成用于穿引连接器件。所述贯通开口能够例如通过从分别不同的轴向方向的冲压以落模的方式(werkzeugfallen)产生，从而使得具有在一个轴向方向上的毛边的贯通开口能够与具有在相反的轴向方向上的毛边的贯通开口交替。如果贯通开口不设置成用于穿引连接器件，则能够设置具有特别小的横截面的贯通开口，从而在一个共同的半径上能够设置特别多的贯通开口，由此能够容易地增加所产生的毛边的总面积。优选地，为此所使用的冲压工具能够具有至少一个球和/或锥，以便在冲压工具的进入侧上拓宽贯通开口并由此产生受排挤的材料的堆起部，所述堆起部能够在冲压工具的进入侧上构造毛边。设置用于连接器件的贯通开口能够构型成没有毛边，即构型成例如通过去除毛边而没有毛边。

特别优选地，所述毛边能够通过能用于产生贯通开口的分离工艺产生，其中，尤其所述贯通开口通过切削(尤其钻孔)或通过分割(尤其冲压)产生。在分离工艺中，借助于合适的工具分开摩擦对的材料。在此，局部出现大的力、尤其直至拉伸强度以上的力，使得材料能够流动或破裂。在此出现的力能够在贯通开口的边缘处通过也围绕该贯通开口的材料的塑形变形和材料排挤产生毛边。由此能够容易地自动产生设置成用于提高摩擦的毛边。

尤其所述毛边能够通过将挤压工具压入到贯通开口中产生，其中，尤其挤压工具具有锥形、截锥形、球形或球段形的外轮廓。借助于挤压工具，贯通开口能够在棱上朝轴向侧略微加宽，从而使得由此受排挤的材料构造毛边或扩大已经存在的毛边。由此能够实现特别强烈地突起的毛边，所述毛边能够以相应程度压入到对应摩擦对中。

优选地，所述毛边能够通过压入到作为摩擦对的扭矩传递元件或法兰或中间法兰的材料中的压印工具至少部分地产生、尤其在两个轴向侧产生。通过压印工具能够例如以凸模的方式和/或阴模的方式影响毛边的形状。毛边能够在运动的工具的侧上和/或在从运动的工具突出指向的进行支撑的侧上产生。例如，压印工具的运动的工具能够将扭矩传递元件的材料压入到作为对应保持件起作用的阴模中。优选地，在使用分离工艺用于制造贯通开口期间启用(angesetzt)压印工具。

特别优选地，在接触区域中，通过由扭矩传递元件或由法兰或由中间法兰构造的摩擦对构造压入到作为对应摩擦对的扭矩传递元件或法兰或中间法兰中的材料，其中，所述摩擦对具有比对应摩擦对更大的硬度和/或更大的强度，其中，尤其所述摩擦对构型为通过硬化处理而被硬化。优选地，在还软的状态下冲压摩擦对和/或形成堆起部，并且在其他的后续处理步骤中才在摩擦对中产生提高的硬度。在接触区域中，摩擦对的较硬的材料能够由此容易地埋入到较软的对应摩擦对的基本上平的表面中，并且在此相应地排挤对应摩擦对的较软的材料。在此尤其能够使摩擦对在还软的状态中塑性变形，用于构造突起的材料，并且随后才进行硬化、例如通过热处理进行硬化。由此能够容易地在制造摩擦对期间设置摩擦对的突起的材料并且使其在硬化后容易地压入到对应摩擦对的材料中。

尤其在第一接触区域或在第二接触区中，尤其构型为端面齿部的端侧齿部构造成用于构造形状锁合的扭矩传递部，其中，尤其扭矩传递元件构型成能够相对于法兰和/或中间法兰在轴向上相对运动。通过轴向地起作用的形状锁合连接能够传递大扭矩而不使连接元件遭受不必要的高的剪切载荷。通过轴向的相对可运动性在需要时能够取消端侧齿部的形状锁合部。尤其在通过由例如构型为盘形弹簧的弹簧元件所施加的预应力将端侧齿部压在一起时，自预先限定的极限扭矩起，通过克服预应力的弹簧力的轴向移动能够消除端侧齿部的形状锁合，从而在以低通滤波器的方式冲击的情况下避免传递过大的扭矩。

本发明还涉及一种方法，用于制造能够如上所述地构造和扩展的扭矩传递装置，在该方法中，在作为摩擦对的扭矩传递元件中或法兰中或中间法兰中、尤其在产生贯通开口期间产生毛边，并且所述毛边被压入到作为对应摩擦对的扭矩传递元件或法兰或中间法兰中。通过彼此压入的材料，即使在大扭矩的情况下也在接触区域中提供大的摩擦，从而在机动车的驱动系中实现大扭矩的传递。

尤其在产生毛边后对摩擦对进行硬化处理，其中，摩擦对在硬化处理后具有比对应摩擦对更大的硬度。由此，能够容易地在制造摩擦对时在还软的状态下设置摩擦对的突起的材料并且在实现所希望的形状构型之后才进行硬化。由此能够容易地制造所希望的形状构型并随后形状固定地进行固定。

优选通过插入到贯通开口中的被驱动的工具产生毛边，其中，所述工具尤其构型为旋转的锥和/或抖动的柱。由此，有意地通过产生毛边的生产工艺来制造毛边。代替在产生贯通开口时避免毛边，能够有意地通过合适的工艺运用在生产时制造毛边。由此，相对于产生贯通开口的钻孔，能够相应地更强地生成毛边，由此能够改善在接触区域中的摩擦锁合和/或形状锁合的连接，并且得到更强地生成的结合部。

附图说明

下面参照附图根据优选的实施例示例性地阐明本发明中，其中，下面示出的特征既能够分别单独地也能够组合地呈现本发明的一个方面。其示出了：

图1：驱动轮组件的第一实施方式的一部分的示意性剖视图，

图2：图1的驱动轮组件的中间法兰的一部分的示意性剖视图，和

图3：驱动轮组件的第二实施方式的一部分的示意性剖视图。

具体实施方式

图1中在驱动轮组件的实施例上部分地示出的扭矩传递装置10能够在该使用情况下将机动车发动机的驱动轴的扭矩分流并且传递到辅助设备(例如空调压缩机、油泵、燃料泵或类似的)。为此，扭矩传递装置10具有构型为毂的扭矩传递元件12，所述扭矩传递元件能够在其径向内部的内半径上直接或间接地与机动车发动机的驱动轴耦合。在扭矩传递元件12上安装有法兰14，并且在该实施例中还装上了中间法兰16。法兰14能够在径向外部的半径区域上例如与扭振减振器耦合、尤其与橡胶消振器耦合，以便阻尼扭矩传递元件12的转速中的旋转不均匀性，而中间法兰16能够在径向外部的半径区域上、尤其通过中间连接的弓形弹簧与通过滑动轴承18支承在扭矩传递元件12上的皮带盘20耦合。皮带盘20能够通过牵引器件驱动辅助设备。替代地，例如在不需要橡胶消振器的减振时，能够取消中间法兰16并且法兰14能够直接或间接地与皮带盘20耦合。

扭矩传递元件12、法兰14和必要时中间法兰16能够在轴向方向上看部分地重叠，从而使得扭矩传递元件12、法兰14和中间法兰16能够容易地借助于构型为螺栓或铆接连接部的连接器件相互固定。在所示实施例中，中间法兰16能够在基本上环形的第一接触区域22中贴靠在扭矩传递元件12上并且在基本上环形的第二接触区域24中贴靠在法兰14上。

为了提高在接触区域22、24中的摩擦接触并且为了减少在高扭矩的情况下作用到连接器件上的剪切力，尤其经硬化的中间法兰16作为摩擦对能够部分地在第一接触区域22中埋入到作为对应摩擦对的扭矩传递元件12的材料中并且在第二接触区域24中埋入到作为对应摩擦对的法兰14的材料中。如图2中所示，中间法兰16具有突起的毛边26，所述毛边围绕用于连接器件的贯通开口28。指向扭矩传递元件12的毛边26能够在(通过在背离工具的侧上进行冲压或钻孔)制造贯通开口28时自动地产生。指向法兰14的毛边26在指向工具的侧上通过将例如锥形或球形的压印工具压入到贯通开口28的一部分中而产生，其方式是由压印工具排挤围绕贯通开口28的材料的一部分，用于产生指向法兰14的毛边26。如果扭矩传递部件12、法兰14和中间法兰16被连接器件相互夹紧或附加地通过在装配扭矩传递装置10期间的挤压力相互夹紧，则较硬的中间法兰16的毛边26能够在其相应的接触区域22、24中埋入到较软的扭矩传递元件12中或较软的法兰14中。

在扭矩传递装置10的在图3中所示的实施方式中，与扭矩传递装置10的在图1和图2中所示的实施方式相比，通过机动车发动机的驱动轴、尤其通过构型为曲轴的驱动轴构造扭矩传递元件12。法兰14和中间法兰16被对应保持件30朝扭矩传递元件12挤压。为此，对应保持件30能够例如与扭矩传递元件12旋紧并且将法兰14以及中间法兰16夹紧在扭矩传递元件12和对应保持件30之间。尤其对应保持件30构造足够的轴向延伸部，以便能够与扭矩传递元件12隔开间距地构造用于滑动轴承18的轴承套筒。在此，对应保持件30能够容易地为滑动轴承18既提供径向贴靠面也提供轴向贴靠面。法兰14的指向对应保持件30的毛边26能够在第三接触区域32中埋入到对应保持件30的材料中，反之亦然。此外，扭矩传递元件12能够通过尤其构型为端面齿部的、设置在第一接触区域22中的端侧齿部与中间法兰14形状锁合地连接，和/或对应保持件30能够通过尤其构型为端面齿部的、设置在第二接触区域24中和/或第三接触区域32中的端侧齿部与法兰16形状锁合地连接。如果对应保持件30以能轴向相对运动的方式借助预应力与扭矩传递元件12连接，则扭矩传递装置10能够同时构造扭矩限制器，在所述扭矩限制器中，在起作用的极限扭矩以上，对应保持件30能够克服预应力的弹簧力在轴向上与扭矩传递元件12间隔开，使得端侧齿部脱离配合并且不再传递过大的扭矩。

附图标记列表

10扭矩传递装置

12扭矩传递元件

14法兰

16中间法兰

18滑动轴承

20皮带盘

22第一接触区域

24第二接触区域

26毛边

28贯通开口

30对应保持件

32第三接触区域。