DE102016223027A1

DE102016223027A1 - Verfahren zur Herstellung eines Federpakets für eine Kupplung, Federpaket und zugehörige Kupplung

Info

Publication number: DE102016223027A1
Application number: DE102016223027.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ossadnik
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2017-06-01

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Federpakets (1, 8, 9) für eine Kupplung, mit den folgenden Schritten: Anordnen von Druckfedern (2), die eine bestimmte Federkonstante aufweisen, deren Toleranzfeld so gewählt wird, dass die resultierende Federkennlinie des Federpakets (1, 8, 9) kleiner als ein festgelegter Grenzwert ist; Messen der resultierenden Federkennlinie des Federpakets (1, 8, 9); und Anordnen von Zusatzdruckfedern (7, 10), bis das Federpaket (1, 8, 9) die gewünschte Federkennlinie aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Federpakets für eine Kupplung.
Ein Federpaket ist Bestandteil einer Reibkupplung für ein Kraftfahrzeug, die eine lösbare Kopplung einer Getriebewelle mit einer mit einem Antriebsaggregat verbundenen Antriebswelle ermöglicht. Die Reibkupplung kann als Lamellenkupplung ausgebildet sein, die einen Innenlamellenträger und einen Außenlamellenträger umfasst. Am Innenlamellenträger und am Außenlamellenträger sind dabei Lamellen über eine Verzahnung angeordnet. Die Innenlamellen sind zumeist an einem außenverzahnten Innenlamellenträger angeordnet, der als außenverzahnter Hohlzylinder ausgebildet sein kann. Die am Außenlamellenträger angeordneten Außenlamellen können in einem innenverzahnten rohrförmigen Außenlamellenträger aufgenommen sein. Neben einer derartigen radialen Reibkupplung sind auch axiale Reibkupplungen üblich, bei denen zwei Lamellenpakete axial nebeneinander angeordnet sind.
Um ein Schalten ohne Zugkraftunterbrechung zu ermöglichen, werden Doppelkupplungen eingesetzt. Diese koppeln eine mit dem Antriebsaggregat verbundene Antriebswelle mit zwei Teilgetriebewellen eines in zwei Teilgetriebe unterteilten Schaltgetriebes. Jedem dieser Teilgetriebe ist eine als Reibkupplung ausgebildete Lamellenkupplung zugeordnet, die wiederum je einen Innenlamellenträger und einen Außenlamellenträger aufweist. Bei sogenannten nassen Doppelkupplungen wird ein Fluid wie ein Öl in einem Kreislauf gefördert, um reibungsbedingt erwärmte Komponenten der Reibkupplung zu kühlen.
In der DE 10 2014 209 618 A1 wird eine radiale Doppelkupplung beschrieben, die zwei Drucktöpfe aufweist, die durch eine Betätigungseinrichtung betätigbar sind. Beim Betätigen eines Drucktopfes wird ein Kraftschluss erzeugt. Einem Drucktopf ist ein Federpaket mit ringförmig angeordneten Federn zugeordnet, wodurch eine axiale Bewegung des Drucktopfes im nicht betätigten Zustand ausgelöst wird, um den Drucktopf zurückzustellen.
Das dafür vorgesehene, Druckfedern aufweisende Federpaket hat einen großen Einfluss auf das Schließverhalten der Kupplung, insbesondere kann der sogenannte Greifpunkt durch eine Anpassung der Federkennlinie oder der Federkonstante des Federpakets gezielt beeinflusst werden.
Bei der Herstellung eines Federpakets besteht das Problem, dass deren Federkennlinie innerhalb eines Toleranzbereichs liegt und somit schwankt. Dementsprechend können sich auch die Greifpunkte von Kupplungen unterscheiden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Federpakets für eine Kupplung anzugeben, dessen Federkennlinie einem vorgegebenen Wert möglichst exakt entspricht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den folgenden Schritten vorgesehen: Anordnen von Druckfedern, die eine bestimmte Federkonstante aufweisen, deren Toleranzfeld so gewählt wird, dass die resultierende Federkennlinie des Federpaktes kleiner als ein festgelegter Grenzwert ist; Messen der resultierenden Federkennlinie des Federpakets; und Anordnen von Zusatzdruckfedern, bis das Federpaket die gewünschte Federkennlinie aufweist.
Die Federkennlinie eines Federpakets gibt den Zusammenhang zwischen einer Kraft und der Verformung wieder. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einen Ausgleich von Fertigungstoleranzen durch Anordnen von Zusatzdruckfedern, bis eine gewünschte Federkennlinie erreicht ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren findet somit ein iterativer Vorgang statt, bei dem zunächst nur solche Druckfedern angeordnet werden, deren Toleranzfeld so gewählt wird, dass die resultierende Federkennlinie kleiner als ein festgelegter Grenzwert ist. Nach dem Messen der sich dadurch ergebenden Federkennlinie werden Zusatzdruckfedern angebracht, wodurch die Federkennlinie derart beeinflusst wird, dass die Steifigkeit erhöht wird. Dieser Schritt kann mehrfach wiederholt werden, bis eine benötigte, festgelegte Federkennlinie erreicht ist. Auf diese Weise können Toleranzen einzelner Druckfedern, die normalerweise zu einer stark schwankenden Federkennlinie führen würden, kompensiert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es bevorzugt, dass die Zusatzdruckfedern einen geringeren Durchmesser als die Druckfedern aufweisen. Dementsprechend lassen sich die Zusatzdruckfedern zusätzlich in dem Federpaket unterbringen. Dabei wird es bevorzugt, dass die Druckfedern und die Zusatzdruckfedern dieselbe Länge aufweisen. Besonders bevorzugt wird es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, dass eine Zusatzdruckfeder im Inneren einer Druckfeder angeordnet wird. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn als Druckfedern und/oder als Zusatzdruckfedern Spiraldruckfedern verwendet werden. Dementsprechend kann eine Zusatzdruckfeder in dem Freiraum im Inneren einer Druckfeder angeordnet werden.
Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Zusatzdruckfedern zumindest näherungsweise gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet werden. Wenn das herzustellende Federpaket beispielsweise vier oder sechs oder acht Zusatzdruckfedern benötigt, können diese zumindest näherungsweise gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet werden.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass entweder für die Druckfedern oder für die Zusatzdruckfedern rechtssteigende Federn und für den jeweiligen anderen Typ linkssteigende Federn verwendet werden.
Durch das nachträgliche Anordnen der Zusatzdruckfedern kann die Federkennlinie des Federpakets besonders genau eingestellt werden. Üblicherweise sind die Zusatzdruckfedern identisch. Alternativ kann das Verfahren jedoch auch so abgewandelt werden, dass die Zusatzdruckfedern unterschiedliche Federkonstanten beziehungsweise Federkennlinien aufweisen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es bevorzugt, eine rechtssteigende Druckfeder mit einer linkssteigenden Zusatzdruckfeder zu kombinieren, selbstverständlich kann diese Zuordnung auch umgekehrt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es vorgesehen sein, dass das Federpaket an wenigstens einer Seite mit einem Ring versehen wird, an dem sich die Druckfedern und die Zusatzdruckfedern abstützen. Alternativ oder zusätzlich kann das Federpaket auch zwei Ringe aufweisen, zwischen denen sich die Druckfedern und die Zusatzdruckfedern axial abstützen. Eine der Ringe kann allerdings auch entfallen, so dass sich die Druckfedern und die Zusatzdruckfedern stattdessen an irgendeiner Komponente der Kupplung abstützen, beispielsweise an einem Drucktopf. Das Anordnen der Zusatzdruckfedern kann auch nachträglich erfolgen, das heißt nach der Montage und gegebenenfalls nach dem Einbau der Kupplung. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, neben den Toleranzen der Federkennlinie auch Toleranzen der Kupplung mittels der Zusatzdruckfedern auszugleichen.
Daneben betrifft die Erfindung ein Federpaket für eine Kupplung. Das erfindungsgemäße Federpaket ist durch ein Verfahren der beschriebenen Art hergestellt.
Daneben betrifft die Erfindung eine Kupplung, die wenigstens ein Federpaket der beschriebenen Art aufweist. Die erfindungsgemäße Kupplung ist vorzugsweise als trockene oder nasse Doppelkupplung ausgebildet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Federpakets während der Herstellung;
2 das in 1 gezeigte Federpaket mit Zusatzdruckfedern;
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Federpakets mit Zusatzdruckfedern; und
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Federpakets.
1 zeigt ein Federpaket 1 für eine Kupplung, das aus einer Mehrzahl von Druckfedern 2 besteht, die zwischen einem ersten ringförmigen Trägerblech 3 und einem zweiten ringförmigen Trägerblech 4 angeordnet sind. Beide ringförmige Trägerbleche 3, 4 weisen kreisförmige Öffnungen 5 auf, die jeweils von einem umlaufenden Bund 6 umgeben sind. Der sich in Axialrichtung erstreckende Bund 6 dient als Führung für die jeweilige Druckfeder 2. Die Druckfedern 2 sind als Spiraldruckfedern ausgebildet und umgeben mit ihren Endabschnitten jeweils den Bund 6.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des Federpakets 1 werden die Druckfedern 2 zwischen den beiden ringförmigen Trägerblechen 3, 4 angeordnet. Die Toleranzen der Druckfedern 2 sind dabei so gewählt, dass maximal eine bestimmte Schließkraft beziehungsweise eine bestimmte Federkennlinie des Federpakets 1 erreicht wird. Dementsprechend ist für die Federkonstante oder die Federkennlinie jeder einzelnen Druckfeder 2 ein Maximalwert vorgegeben, der nicht überschritten wird. Eine Unterschreitung des Maximalwerts ist jedoch möglich. Daraus folgt, dass die Federkennlinie des Federpakets 1 maximal einem festgelegten Grenzwert für die Federkennlinie entspricht, in der Praxis wird die Federkennlinie jedoch häufig unterhalb des festgelegten Grenzwerts liegen. Bei dem Verfahren zur Herstellung des Federpakets 1 wird die resultierende Federkennlinie gemessen. Die Messung kann in an sich bekannter Weise durch kontinuierliches oder schrittweises Aufbringen einer Axialkraft und Erfassen der Verformung durchgeführt werden. Die Federkennlinie ergibt sich dann als Verhältnis zwischen der aufgebrachten Kraft und der Verformung. Nach dem Erfassen der tatsächlichen Federkennlinie kann anschließend errechnet werden, um welchen Betrag die Federkonstante beziehungsweise die Federkennlinie noch erhöht werden muss, damit der festgelegte Grenzwert erreicht wird. Im nächsten Schritt werden Zusatzdruckfedern angeordnet, um die benötigte Anpassung durchzuführen. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Druckfedern 2 derart beabstandet, dass zwischen zwei benachbarten Druckfedern 2 eine Lücke beziehungsweise ein Freiraum für eine Zusatzdruckfeder 7 gebildet ist.
In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt vier Zusatzdruckfedern 7 vorhanden, die voneinander beabstandet angeordnet sind. Die Zusatzdruckfedern sind näherungsweise gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt.
In 2 erkennt man, dass die Druckfedern 2 eine Drehung in eine Richtung aufweisen, wohingegen die Zusatzdruckfedern 7 eine Drehung in die entgegengesetzte Richtung aufweisen.
Nach dem Anordnen und Einsetzen der Zusatzdruckfedern 7 wird die Federkennlinie erneut geprüft. Das Verfahren wird somit iterativ durchgeführt, bis der festgelegte Grenzwert für die Federkennlinie genau erreicht wird.
3 zeigt ein ähnliches Ausführungsbeispiel eines Federpakets, wobei für übereinstimmende Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Das Federpaket 8 umfasst die ringförmigen Trägerbleche 3, 4, zwischen denen die Druckfedern 2 in Axialrichtung angeordnet sind. Dabei sind die Druckfedern 2 und die Zusatzdruckfedern 7 abwechselnd angeordnet, das heißt jede Druckfeder 2 ist an beiden Seiten von einer Zusatzdruckfeder 7 umgeben. Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass die Zusatzdruckfedern 7 identisch sind, vielmehr können verschiedene Zusatzdruckfedern mit unterschiedlichen Federkennlinien vorgesehen sein, so dass eine genaue Abstufung der Federkennlinie möglich ist. Daneben kann auch die Anzahl der Zusatzdruckfedern variiert werden. Beispielsweise kann die Anzahl der benötigten Zusatzdruckfedern 7 halbiert werden, indem Zusatzdruckfedern mit einer doppelt so großen Federkonstante verwendet werden.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Federpakets 9 in einer axialen Ansicht. Zwischen den beiden ringförmigen Trägerblechen 3, 4 befinden sich die Druckfedern 2, die in der Ansicht von 4 verdeckt sind. Zusatzdruckfedern 10 sind konzentrisch zu den Druckfedern 2 in deren Inneren angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Anpassung der Federkennlinie erst nach dem Einbau in die Kupplung, so dass zusätzlich Toleranzen der Kupplung ausgeglichen werden können.
Die in den 1 bis 4 gezeigten Federpakete sind jeweils Bestandteil einer nassen Doppelkupplung.
Die technischen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele können beliebig miteinander kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1: Federpaket
2: Druckfeder
3: Trägerblech
4: Trägerblech
5: Öffnung
6: Bund
7: Zusatzdruckfeder
8: Federpaket
9: Federpaket
10: Zusatzdruckfeder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014209618 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Federpakets (1, 8, 9) für eine Kupplung, mit den folgenden Schritten: – Anordnen von Druckfedern (2), die eine bestimmte Federkonstante aufweisen, deren Toleranzfeld so gewählt wird, dass die resultierende Federkennlinie des Federpakets (1, 8, 9) kleiner als ein festgelegter Grenzwert ist; – Messen der resultierenden Federkennlinie des Federpakets (1, 8, 9); und – Anordnen von Zusatzdruckfedern (7, 10), bis das Federpaket (1, 8, 9) die gewünschte Federkennlinie aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzdruckfedern (10) einen geringeren Durchmesser als die Druckfedern (2) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatzdruckfeder (10) im Inneren einer Druckfeder (2) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckfedern (2) und/oder als Zusatzdruckfedern (7, 10) Spiraldruckfedern verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzdruckfedern (7, 10) zumindest näherungsweise gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entweder für die Druckfedern (2) oder für die Zusatzdruckfedern (7, 10) rechtssteigende Federn und für den jeweiligen anderen Typ linkssteigende Federn verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federpaket (1, 8, 9) an wenigstens einer Seite mit einem Ring oder einem Trägerblech (3, 4) versehen wird, an dem sich die Druckfedern (2) und die Zusatzdruckfedern (7, 10) abstützen.
Federpaket (1, 8, 9) für eine Kupplung, das durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt ist.
Kupplung, die vorzugsweise als trockene oder nasse Doppelkupplung ausgebildet ist und wenigstens ein Federpaket (1, 8, 9) nach Anspruch 8 aufweist