EP4259375A1 - Method, device and control unit for establishing a press fit - Google Patents
Method, device and control unit for establishing a press fitInfo
- Publication number
- EP4259375A1 EP4259375A1 EP22703616.7A EP22703616A EP4259375A1 EP 4259375 A1 EP4259375 A1 EP 4259375A1 EP 22703616 A EP22703616 A EP 22703616A EP 4259375 A1 EP4259375 A1 EP 4259375A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- wedge sleeve
- pressure
- component
- actuating force
- press fit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 97
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 46
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 24
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
- B23P19/02—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for connecting objects by press fit or for detaching same
- B23P19/027—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for connecting objects by press fit or for detaching same using hydraulic or pneumatic means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P11/00—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for
- B23P11/02—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits
- B23P11/022—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using pressure fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
- F16D1/08—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
- F16D1/09—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces
- F16D1/093—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces using one or more elastic segmented conical rings forming at least one of the conical surfaces, the rings being expanded or contracted to effect clamping
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
- F16H57/082—Planet carriers
Definitions
- the present disclosure relates to a method and an apparatus for producing an interference fit between at least a first component and at least a second component and at least one wedge sleeve arranged therebetween. Furthermore, the present disclosure relates to a control device for carrying out the method and a corresponding computer program product.
- first component is designed, for example, as a bearing pin of a planet gear of a planetary gear
- second component is a planet carrier.
- wedge sleeves designed as clamping sleeves are inserted or pressed in between the end areas of the bearing pin and bearing areas of the planet carrier, which radially encompass the end areas of the bearing pin.
- a wedge sleeve is applied with its one end face to the two components and, starting from its other end face, is acted upon by the actuator or the actuating element with the axial actuating force required for insertion and thereby inserted between the bearing bolt and the planetary carrier.
- the splined sleeves are inserted between the bearing pin and the splined sleeve and between the splined sleeve and the planet carrier by using liquid nitrogen and/or injecting high pressure oil.
- the devices described before for making press fits are also suitable for resolving the press fits.
- the devices are used for producing and releasing press fits in various areas of application. In particular, the devices are used in the manufacture of ship propellors, steering units, gears, flywheels, clutch hubs, roller bearings, hydraulic pumps and the like.
- the devices used are either manually or automatically operated during the production of press fits or the release of press fits.
- the press fit is made or released by manual operation of such a device, it is the task of the operator operating the device to apply oil or hydraulic fluid at high pressure between the facing inner and outer surfaces of the components to be joined and of the wedge sleeve arranged in between. This is to ensure that the mutually facing surfaces of the components and the wedge sleeve are expanded or shrunk during the joining process and the friction is reduced.
- the wedge sleeve is adjusted by the press to its desired end position.
- Joining and loosening processes for press fittings can be carried out reproducibly to the desired extent using automatically operable devices.
- known systems are not able to adapt to different starting conditions of the joining and detaching process in the required manner.
- both manually operated and automatically operated devices are based on the disadvantage that the process parameters for carrying out joining and detaching processes for press assemblies usually have to be determined using complex and cost-intensive test series.
- the initial conditions can vary greatly. If, for example, the wedge sleeve is not pre-installed to the required extent relative to the components, the axial setting force to be applied to create the interference fit can increase significantly compared to proper pre-installation of the wedge sleeve. In addition, higher joining forces are required to produce an interference fit if the components to be joined or their contact surfaces are not sufficiently cleaned before the start of the process. Hard particles that are already present in the area of the facing mating surfaces of the components and the wedge sleeve increase the axial force immediately and cause irreversible damage in the area of the components and the wedge sleeve during the joining process, which is undesirable.
- the object of the present disclosure is to provide a method and a device for producing or releasing an interference fit between at least one first component and at least one second component and at least one wedge sleeve arranged therebetween , by means of which the disadvantages described in more detail above are avoided.
- a control unit designed to carry out the method and a computer program product to carry out the method are to be specified.
- a method for producing or releasing a press fit between at least one first component and at least one second component and at least one wedge sleeve arranged in between is proposed. Hydraulic fluid under pressure is introduced between an outer surface of the wedge sleeve and an inner side of the second component and/or between an inner side of the wedge sleeve and an outer side of the first component during the creation or release of the interference fit. An axial positioning force is determined during the manufacture or release of the press fit.
- the pressure with which the hydraulic fluid is introduced is automatically varied when there is an axial actuating force greater than or equal to a predefined upper limit value until the axial actuating force is less than the predefined upper limit value.
- the pressure with which hydraulic fluid or oil is injected between the mating surfaces of the components and the wedge sleeve, around the mating surfaces or mating surfaces between, for example, a bore of the first component and an outer surface of the wedge sleeve and between them an inner surface of the wedge socket and an outer surface of the second component move away from each other and thus reduce or completely eliminate the existing friction, varies automatically depending on the operating state.
- the next step is to move the wedge sleeve to the final position where the desired interference fit is present or to slide it out of that final position and release the interference fit.
- the level of the pressure or the radial pressure of the hydraulic fluid is accordingly adjusted and changed during the implementation of the method according to the present disclosure.
- This procedure avoids both plastic deformations in the area of the components and the wedge sleeve as well as the undesired generation of chips.
- the generation of chips should be avoided as far as possible, especially during the production of the press fit.
- the method according to the present disclosure ensures that process data on which the process of producing or releasing the press connection is based can be determined with significantly less effort than in the case of known solutions.
- the method offers improved process control due to the adaptive control on which the method is based.
- the procedure described is also characterized by a high level of process flexibility, since different initial conditions when joining or detaching the components and the wedge sleeve can be taken into account in a simple manner.
- the proposed control strategy can be used to create or release press fits in various application areas. For example, there is the possibility of press fits in the area of bearings, clutches, gears, crankshafts, railway wheels, planetary gears and the like to produce or solve the proposed scope. It can be provided that by means of the method according to the present disclosure, so-called planet bolts, on which at least one planet gear is rotatably mounted, are connected in bores of a planet carrier via wedge sleeves to the planet carrier in a rotationally fixed manner.
- the planetary carrier In such planetary gears, the planetary carrier usually rotates, subjecting the system to high centrifugal loads. In order to be able to ensure the non-rotatable connection between such planet bolts and a planet carrier despite the high centrifugal loads acting on them, wedge sleeves are used in order to produce correspondingly high press fits. It can be provided that methods for assembling and disassembling planetary gears that are used in the aerospace industry are used.
- the radial pressure of the hydraulic fluid and the axial positioning force are correlated in real time and the radial pressure of the hydraulic fluid is corrected as needed.
- the level of the axial actuating force is automatically defined by the system logic. This means that with little control and regulation effort it can be guaranteed that the axial force applied in each case does not exceed a predefined limit value, above which residual stresses in the area of the wedge sleeves, chip formation and, in addition, plastic deformation in the area of the components of the wedge sleeves, can be controlled or avoided are. This is achieved in that when an axial actuating force is determined which exceeds the predefined limit value, the control of the method automatically varies the radial pressure of the hydraulic fluid in order to reduce the friction between the mating surfaces of the components and the wedge sleeves.
- interference fit is understood to mean interference fits in which the maximum dimension of the bore is always smaller than the minimum dimension of the shaft. In the case of application under consideration, this means that the oversize is present between the components in the assembled operating state of the wedge sleeve between the facing mating surfaces of the components and the wedge sleeve.
- the joining process is ended if an axial actuating force that is less than a predefined lower limit value is determined during the production of the press fit. This avoids in a simple way that insufficient press fits are produced.
- the joining process is ended if an axial actuating force greater than a further predefined upper limit value is determined during the production of the press fit.
- the predefined upper limit value can be greater than the upper limit value of the actuating force and can have a value above which plastic deformations occur in the area of the components and/or the wedge sleeve. This in turn means that during the manufacture of the press fit, plastic deformations in the area of the components and/or in the area of the wedge sleeve are avoided with little control and regulation effort.
- the joining process is ended if the pressure exceeds an upper limit value during the production of the press fit. This procedure in turn ensures in a simple manner that irreversible damage, such as plastic flow, in the area of the components and/or the wedge sleeve is avoided as a result of the pressure applied.
- the upper limit and/or the lower limit of the actuating force can be varied depending on a displacement path of the wedge sleeve relative to the components or depending on a displacement path of one of the components relative to the other component and relative to the wedge sleeve. This in turn makes it easy to take into account that the axial actuating force increases or decreases as a function of the adjustment path when producing or releasing the press fit and that the joining or dissolving process is carried out with the currently required axial actuating force.
- a course of the axial force is determined as a function of an axial adjustment path of the wedge sleeve relative to the components or as a function of a displacement path of one of the components relative to the other component and ge compared to the wedge sleeve.
- the course of the actuating force can be determined using a numerical model that is calibrated as a function of empirically determined data.
- adaptive control is made available with which the radial pressure of the hydraulic fluid and the axial actuating force can be correlated in real time and the radial pressure of the hydraulic fluid can be corrected as required.
- the numerical model calibrated using the empirically determined data, depicts the joining and loosening process between the components and the wedge sleeve.
- varying initial conditions such as insufficiently cleaned components, an undesired inclination of the components to be joined to one another, any chips or the like that may be present can be easily taken into account by the adaptive control.
- the pressure of the hydraulic fluid can be left at the pressure level of the upper limit value for a defined period of time. It can be provided that during the defined period of time a check is made as to whether the actuating force falls to values less than the upper limit value within the defined period of time. If the test result is positive, the pressure can be reduced again, whereas the joining process can be ended if the test result is negative. It can thus be guaranteed with little effort that a joining or a loosening process is only ended when it is determined that the actuating force is permanently greater than the upper limit value.
- the pressure is reduced when the another upper limit of the pressure, which is smaller than the upper limit of the pressure, kept constant.
- the first component can be a planetary bolt on which a planetary gear of a planetary gear unit is rotatably mounted.
- the second component can be designed as a planetary carrier.
- the planet pin can be arranged at the ends in bores of the planetary carrier.
- the at least one wedge sleeve can be pressed in to produce the press fit between the planet pin and the planet carrier by applying the axial force and pushed out to loosen the press fit by means of the axial force.
- a device for producing or releasing an interference fit of an interference fit between at least a first component and a second component and at least one wedge sleeve arranged between the components.
- the device includes a pressing device for applying an axial actuating force to the components and to the wedge sleeve.
- the device comprises at least one sensor for determining the axial actuating force.
- the device according to the present disclosure is designed with a high-pressure hydraulic fluid injection device for introducing hydraulic fluid under pressure between an outer surface of the wedge sleeve and an inner side of the second component and/or between an inner side of the wedge sleeve and an outer side of the first component.
- the device has at least one pressure measurement sensor for determining the pressure and a control device for carrying out the method described in more detail above.
- a control unit which is designed to carry out the method according to the present disclosure.
- the control unit includes, for example, means that are used to carry out the method. These means can be hardware-side means and software-side means.
- the hardware-side means of the control device are, for example, data interfaces in order to communicate with the assemblies of the device involved in the implementation of the method exchange. Additional hardware means are, for example, a memory for data storage and a processor for data processing.
- Software-side means can be, inter alia, program modules for carrying out the method.
- the control device can be designed with at least one receiving interface which is designed to receive signals from signal generators.
- the signal generators can, for example, be in the form of sensors that record measured variables and transmit them to the control unit.
- a signal transmitter can also be referred to as a signal sensor.
- the receiving interface can receive a signal from a signal generator, which signals that a press fit is to be produced or released.
- the signal can be generated by an operator, for example, by actuating an operating element via which such a determination can be requested.
- the signal can also be generated by a manufacturing strategy that is activated and implemented in the area of the control unit or in the area of another control unit of a machine tool or the like.
- the control device can also have a data processing unit in order to evaluate and/or process the received input signals or the information of the received input signals.
- the control unit can also be designed with a transmission interface that is designed to output control signals to actuators.
- An actuator is understood to mean actuators that implement the commands of the control unit.
- the actuators can, for example, be in the form of hydraulic, electrical or mechanical actuators which generate or make available the axial actuating force required to produce or release the press fit and the pressure of the hydraulic fluid.
- the control unit If the control unit recognizes that a press fit between the components and the wedge sleeve is to be created or loosened, the control unit applies hydraulic fluid under pressure between an outer surface of the wedge sleeve and an inner surface of the wedge sleeve while the press fit is being created or loosened second component and / or introduced between an inside of the wedge sleeve and an outside of the first component. Furthermore, the control device is used to determine an axial actuating force during the production or the loosening of the press fit. The pressure with which the hydraulic fluid is introduced is automatically varied by means of the control device when an axial actuating force is greater than or equal to a predefined upper limit value until the axial actuating force is smaller than the predefined upper limit value.
- the aforementioned signals are to be considered as exemplary only and are not intended to limit the present disclosure.
- the detected input signals and the output control signals can be transmitted via a data bus.
- the control device or the control unit can be designed, for example, as a central electronic control unit of a machine tool.
- the solution proposed here can also be embodied as a computer program product which, when it runs on a processor of a control device, instructs the processor in terms of software to carry out the associated method steps in accordance with the present disclosure.
- the subject matter of the present disclosure also includes a computer-readable medium on which a computer program product described above is stored in a retrievable manner.
- 1 is a longitudinal sectional view of a gas turbine engine
- Figure 2 is an enlarged partial longitudinal sectional view of an upstream portion of a gas turbine engine
- FIG. 3 is an isolated view of a transmission for a gas turbine engine
- FIG. 4 shows a highly schematized longitudinal view of a device for producing or releasing an interference fit between at least one first component and at least one second component and at least one wedge sleeve arranged between them;
- FIG. 5 shows an enlarged view of an area V identified in more detail in FIG. 4;
- FIG. 6 shows a schematic partial representation of a first component and a second component as well as a wedge sleeve arranged between them, which are to be connected to one another via a press fit;
- FIG. 8 several curves of various process parameters of the device according to FIG. 4 during the production or release of a press fit between the planet bolt and the planet carrier of the planetary gear according to FIG. 3; and 9 shows a representation corresponding to FIG. 8 of further curves of various process parameters of the device according to FIG.
- Fig. 1 depicts a gas turbine engine 10 having a main axis of rotation 9.
- the engine 10 includes an air intake 12 and a thrust fan 23 that creates two airflows: a core airflow 111 and a bypass airflow 122.
- the gas turbine engine 10 includes a core 11 that Core air flow 111 absorbs.
- the engine core 11 includes, in axial flow order, a low pressure compressor 14, a high pressure compressor 15, a combustor 16, a high pressure turbine 17, a low pressure turbine 19, and a core exhaust nozzle 20.
- An engine nacelle 21 surrounds the gas turbine engine 10 and defines a bypass duct 22 and a bypass exhaust nozzle 18.
- the bypass air flow 122 flows through the bypass duct 22.
- the fan 23 is attached via a shaft 26 and an epicycloidal gear 30 to the low-pressure turbine 19 and is driven thereby.
- the shaft 26 is also referred to as the core shaft.
- the core air stream 111 is accelerated and compressed by the low pressure compressor 14 and passed into the high pressure compressor 15 where further compression occurs.
- the compressed air discharged from the high-pressure compressor 15 is fed into the combustor 16, where it is mixed with fuel and the mixture is burned.
- the resultant hot combustion products then propagate through and thereby drive the high and low pressure turbines 17, 19 before being expelled through the nozzle 20 to provide some thrust.
- the high pressure turbine 17 drives the high pressure compressor 15 through a suitable connecting shaft 27, also referred to as the core shaft.
- the fan 23 generally provides the majority of the thrust.
- the epicycloidal gear 30 is a reduction gear.
- FIG. 1 An exemplary arrangement for a geared fan gas turbine engine 10 is shown in FIG.
- the low pressure turbine 19 drives the shaft 26 which is coupled to a sun gear 28 of the epicycloidal gear assembly 30.
- a plurality of planetary gears 32 which are coupled to one another by a planetary carrier 34, are located radially outwards from the sun gear 28 and mesh with it and are each arranged rotatably on components or carrier elements 42 which are non-rotatably connected to the planetary carrier 34.
- the planetary carrier 34 constrains the planetary gears 32 to orbit synchronously about the sun gear 28 while allowing each planetary gear 32 on the carrier members 42 to rotate about its own axis.
- the planetary carrier 34 is coupled to the fan 23 via linkage 36 in such a way as to drive its rotation about the engine axis 9 .
- An Au DTrad or ring gear 38 which is coupled via linkage 40 to a stationary support structure 24, is located radially outward of the planetary gears 32 and meshes there with.
- the terms “low-pressure turbine” and “low-pressure compressor” as used herein may be construed to mean the lowest-pressure turbine stage and the lowest-pressure compressor stage, respectively (i.e. not including the fan 23) and/or the turbine and compressor stages connected together by the connecting shaft 26 at the lowest speed in the engine (i.e. not including the transmission output shaft driving the fan 23).
- the "low-pressure turbine” and “low-pressure compressor” referred to herein may alternatively be known as the "intermediate-pressure turbine” and “intermediate-pressure compressor.”
- the fan 23 may be referred to as a first stage or lowest pressure stage.
- the epicycloidal gear 30 is shown in more detail in FIG. 3 by way of example.
- the son gear 28, the planet gears 32 and the ring gear 38 each include teeth around their periphery for meshing with the other gears. However, for the sake of clarity, only exemplary portions of the teeth are shown in FIG. Although four planetary gears 32 are illustrated, those skilled in the art will recognize that more or fewer planetary gears 32 may be provided within the scope of the claimed invention.
- Practical applications of an epicycloidal gear 30 generally include at least three planetary gears 32.
- the exemplified in Fig. 2 and 3 epicycloidal gear 30 is a planetary gear, in which the planet carrier 34 is coupled via linkage 36 to an output shaft, wherein the ring gear 38 is fixed.
- epicycloidal gear 30 may be any other suitable type.
- the epicycloidal gear 30 may be a star arrangement in which the planetary carrier 34 is held fixed while allowing the ring gear (or ring gear) 38 to rotate. With such an arrangement, the fan 23 is driven by the ring gear 38 .
- the gear 30 may be a differential gear in which both the ring gear 38 and the planet carrier 34 are allowed to rotate.
- the present disclosure extends to a gas turbine engine having any arrangement of gear types (e.g., radial or planetary), support structures, input and output shaft layout and bearing positioning.
- gear types e.g., radial or planetary
- support structures e.g., support structures, input and output shaft layout and bearing positioning.
- the transmission can drive secondary and/or alternative components (e.g., the intermediate pressure compressor and/or a booster).
- secondary and/or alternative components e.g., the intermediate pressure compressor and/or a booster.
- gas turbine engines to which the present disclosure may have application may have alternative configurations.
- such engines may have an alternative number of compressors and/or turbines and/or an alternative number of connecting shafts.
- the gas turbine engine shown in Figure 1 has a split flow nozzle 20, 22, meaning that the flow through the bypass duct 22 has its own nozzle which is separate from the engine core nozzle 20 and radially outward therefrom.
- this is not limiting and any aspect of the present disclosure may also apply to engines where flow through bypass duct 22 and flow through core 11 occur before (or upstream of) a single nozzle, referred to as a mixed flow nozzle can be mixed or combined. Either or both nozzles (whether mixed or split flow) may have a fixed or variable area.
- turbofan engine any type of gas turbine engine, such as a turbofan engine.
- a turbofan engine an open rotor (where the blower stage is not surrounded by an engine nacelle) or a turboprop engine.
- the geometry of the gas turbine engine 10 and components thereof is or are defined by a conventional axis system having an axial direction (which is aligned with the axis of rotation 9), a radial direction (in the direction from bottom to top in Fig. 1) and a Circumferential (perpendicular to the view in Fig. 1) includes.
- the axial, radial and circumferential directions are perpendicular to one another.
- FIG. 4 shows a longitudinal sectional view of a device 40 which includes a pressing device 41 . Furthermore, the planetary carrier 34 and that to be connected to it Component or the planetary pin 42 for a planetary wheel 32 of the transmission 30 rotatably mounted thereon. 4 also shows clamping elements or wedge sleeves 43, 44, an axially adjustable actuator 45 and an actuating element 46 of the pressing device 41 that can be moved axially via the actuator 45, via which the wedge sleeves 43, 44 can be moved radially in the axial direction A or B between areas of the planet carrier 34 and areas of the planet pin 42 can be inserted. The actuating element 46 reaches through the actuator 45, the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 in the axial direction A or B.
- the actuating element 46 interacts with the actuator 45 at one end and is designed with a cover element 47 at the other end.
- the actuator 46 with the planet carrier 34 and the planet pin 42 in operative connection.
- the wedge sleeve 44 is positioned axially between the cover element 47 and the planet carrier 34 and the planet pin 42 po, while the wedge sleeve 43 is arranged between the planet carrier 34 and the tarpaulin pin 42 and a housing area 48 of the actuator 45 .
- the actuating element 46 and the actuator 45 for inserting the wedge sleeves 43 and
- the actuator 45 is designed as a hydraulic actuator, by means of which the actuating element 46 can be displaced in the axial direction A. Furthermore, the actuator 45 is designed in such a way that the actuator 45 is also moved in the axial direction B towards the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 during the axial adjustment of the actuating element 46 .
- the adjustment paths of the adjustment element 46 and the actuator are
- the wedge sleeves 43 and 44 are displaced by the axial displacement of the actuating element 46 on the actuator side and the associated adjustment of the actuator 45 starting from in the axial direction of the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 from each other facing pages 53, 54 are inserted.
- the spacer elements 55A or 55B or 56A or 56B prevent a reduction in the distance between the cover element 47 and the side 54 or between the housing area 48 and the side 53 and only the wedge sleeve 43 or the wedge sleeve 43 between the planet carrier 34 and the planet pin 42 is inserted to the desired extent.
- FIG. 5 shows an enlarged sectional view of region V, which is identified in more detail in FIG. 5 shows that the wedge sleeve 43, which in principle has the same structure as the wedge sleeve 44, is a clamping sleeve which is cylindrical in the area of its outer circumference 57 and conical in the area of its inner diameter 58 .
- the inner diameter 58 of the wedge sleeve 43 decreases starting from the side 59 facing the components or the planet carrier 34 and the planet pin 42 in the direction of the side 60 facing away from the components or the planet carrier 34 and the planet pin 42 .
- the planet pin 42 in the joining area with the wedge sleeve 43 has a we at least approximately adapted to the wedge sleeve 43 conical outer contour 61, while the planet carrier 34 is designed in the joining area with the wedge sleeve 43 with a zy-cylindrical inner contour.
- Both the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 are formed in the joining area with the wedge sleeve 44 as described in more detail above, as in the joining area with the wedge sleeve 43 .
- the planetary pin 42 is provided with lines 62 which are in overlap with a line 63 of the actuating element 46 when the actuating element 46 reaches a defined position Po.
- Lines 64 are provided in the wedge sleeve 43 via which hydraulic fluid can be guided from the joining area between the wedge sleeve 43 and the planet pin 42 into the joining area between the wedge sleeve 43 and the planet carrier 34 .
- the planetary pin is located between the planetary pin 42 and the planetary carrier 34 while the wedge sleeve 43 is being pushed in 42 can be reversibly constricted on the circumference and the wedge sleeve 43 and the planet carrier 34 can be reversibly widened, while the wedge sleeve 43 is reversibly compressed in the outer circumference 57 .
- the wedge sleeve 43 can thus be inserted between the planet bolt 42 and the planet carrier 34 with low axial joining forces.
- the hydraulic pressure applied is reduced or switched off, whereby the previously reversible expansion of the planetary carrier 34 and the reversible constriction of the planetary pin 42 decrease and the wedge sleeve 43 provides the desired non-rotatable connection between the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 in the form of a creates a press fit.
- the line 63 of the adjusting element 46 extends in the axial direction of the adjusting element 46 into the joining area between the wedge sleeve 44 with the planetary bolt zen 42 and the planetary carrier 34.
- the wedge sleeve 44 and the planetary bolt 42 are in the end region facing the page 54 in the same way Scope formed with lines to during the joining process of the wedge sleeve 44 hydraulic fluid via the actuating element 46 in the joining areas between the wedge sleeve 44 and the Planet pin 42 and between the wedge sleeve 44 to initiate the planet carrier 34 can.
- Fig. 6 shows a schematic partial representation of the planet carrier 34, the planet bolt 42 and the wedge sleeve 43.
- there is an inner diameter 66 of a bore 67 of the Planet carrier 34 and an outer diameter 68 of the planet pin 42 is specified.
- a maximum oversize in the area between the outer circumference 57 of the wedge sleeve 43 and the inner diameter 66 of the bore 67 of the planet carrier 34 is determined from the sum of the difference between the outer diameter 57 of the wedge sleeve 43 and the inner diameter 66 of the bore 67 and the Sum of the tolerance fields of the outer diameter 57 and the inner diameter 66.
- the maximum internal oversize between the inner diameter 58 of the wedge sleeve 43 and the outer diameter 68 of the planetary pin 42 corresponds to the sum of the difference between the outer diameter 68 of the planetary pin 42 and the inner diameter 58 of the wedge sleeve 43 and the sum of the tolerance fields of the inner diameter 58 and the outer diameter 68.
- the total maximum oversize results from the tolerance stack, which corresponds to the sum of the maximum outer oversize and the maximum inner oversize and has a significant influence on the joining process or the loosening process of the press fit between the planet carrier 34 and the planet pin 42 as well as the interposed wedge sleeve 43 has.
- This assumption applies to small cone angles in the area of the conical surfaces of the wedge sleeve 43 and the planetary pin 42. This means that if only the diameters of the components involved in the press fit are taken into account, the total scatter is equal to the sum of the four tolerances of the diameters 57, 58, 66 and 68 is.
- the planetary carrier 34, the planetary pin 42 and the wedge sleeve 43 are positioned in the device 40 in the manner shown in more detail in FIG.
- the wedge sleeve 43 is then inserted between the planet carrier 34 and the planet pin 42 by applying an axial actuating force Fa.
- the axial actuating force Fa is determined by means of a sensor of the device 40 during the joining process of the wedge sleeve 43 or during the production of the press fit.
- hydraulic fluid or oil is introduced via a high-pressure hydraulic fluid injection device of the device 40 between the wedge sleeve 43 and the planet carrier 34 and between the wedge sleeve 43 and the tarpaulin tenbolt 42 under pressure.
- the pressure with which the hydraulic fluid is introduced is determined by means of at least one pressure measuring sensor of device 40 .
- the pressure with which the hydraulic fluid is introduced is automatically varied when an axial actuating force Fa is greater than or equal to a predefined upper limit value until the axial actuating force is smaller than the predefined upper limit Limit.
- the procedure is based on an adaptive control, which uses the profiles of the axial actuating force Fa, which are carried out in FIG.
- the discrete travel value S1 corresponds to a position of the wedge sleeve 43 in which the wedge sleeve 43 is in contact with one end face of the bore 67 of the planetary carrier 34 and in which there is still no overlap between the wedge sleeve 43 and the planetary carrier 34 or the planetary pin 42 .
- the further discrete adjustment path value S2 corresponds to an axial position of the wedge sleeve 43 in which the press fit between the planetary carrier 34, the planetary pin 42 and the wedge sleeve 43 is fully established.
- the illustration according to FIG. 7 shows that the axial actuating force Fa to be used to produce the press fit increases progressively from the actuating travel value S1 in the direction of the further actuating travel value S2.
- the lower curve Fau of the axial actuating force Fa corresponds to a curve of the actuating force Fa, which is determined using a numerical model for a lower maximum overall oversize between the planet carrier 34, the planet bolt 42 and the wedge sleeve 43 and for lower coefficients of friction between these components as a middle course Farn or an upper course Fao of the axial adjusting force Fa.
- the numerical model is calibrated depending on empirically determined data. To calibrate the numerical model, a sufficient number of joining processes are carried out and the axial actuating forces to be applied are determined by measurement. In addition, the respectively corresponding pressure values with which the hydraulic fluid is introduced between the planetary carrier 34, the planetary pin 42 and the wedge sleeve 43 are determined by measurement and used to calibrate the numerical model. Furthermore, when specifying the process parameters of the joining process, the entire maximum and the entire minimum oversize are taken into account. In addition, the final dimensions of the components 34, 42 and 43 are taken into account so that the joining process can be carried out as soon as the process parameters have been determined as a function of the maximum permissible oversize. If the word-case scenario is present, the maximum total oversize is present in combination with other circumstances that increase the axial actuating force, which can be compensated for by the adaptive control described in more detail below, without having to stop the joining process or change the process parameters manually have to.
- the adaptive control described in more detail below offers the possibility of expanding narrow manufacturing tolerances and thus improving manufacturing productivity and reducing manufacturing rejects. Normally, such a high level of variability is only possible by specifying different process parameters, which, however, is not necessary due to the proposed adaptive control.
- the numerical model is also able to determine upper and lower limit values for individual curves in the family of curves in order to avoid damage to the Components 34, 42 and 43 to avoid.
- the determined values of the axial setting force Fa are used to check whether the axial setting force Fa currently applied to the wedge sleeve 43 is less than an upper limit value.
- FIG. 8 shows several curves of different process parameters of the device 40 according to FIG. 4 .
- Different curves of the axial actuating force Fa and the radial pressure p of the hydraulic fluid over the operating time t are shown in each case.
- a curve Fath corresponds to a theoretical curve of the axial positioning force Fa during the production of the press fit between the components 34, 42 and 43. Since the axial adjustment path S increases steadily over the operating time t, starting from the adjustment path value S1 in the direction of the adjustment path value S2, it also increases the theoretical curve Fath of the axial positioning force Fa to the extent shown.
- An upper theoretical curve Fatho is indicated above the theoretical curve Fath, which runs at least approximately parallel to the theoretical curve Fath of the axial actuating force Fa.
- a theoretical lower curve Fatu which also runs parallel to the theoretical curve Fath, is shown, which represents a lower limit of the axial actuating force Fa.
- an actual curve Faactual of the axial actuating force Fa is given, which graphically reproduces the actuating force Fa actually applied to the wedge sleeve 43 .
- an axial adjusting force Faactual (T 1 ) is applied to the wedge sleeve 43 , as a result of which the wedge sleeve 43 is pushed in between the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 .
- the radial pressure p of the hydraulic fluid has a constant pressure level p(T1) from the point in time T1.
- the actual curve Faist reaches the upper curve Fatho, which also represents a curve of an upper limit value of the axial actuating force Fa. Since the actual curve Faactual of the axial actuating force Fa exceeds the upper curve Fatho at time T2, the radial pressure p of the hydraulic fluid is ramped from time T2 to the extent shown to a time T3 to a pressure level p(T3). When the pressure level p(T3) is reached, the actual curve Faact of the axial actuating force Fa falls below the upper curve Fatho of the axial actuating force Fa, which is why the pressure p is left at the pressure level p(T3) from the point in time T3.
- the actual curve Faist of the axial actuating force again exceeds the upper curve Fatho, which is why the radial pressure p of the hydraulic fluid is increased in a ramped manner from point in time T4 to a point in time T5.
- the radial pressure p has a pressure level p(T5) at which the actual curve Faist of the axial actuating force Fa falls below the upper curve Fatho again. For this reason, the radial pressure p is left at the pressure level p(T5) from the point in time T5.
- the radial pressure p is preferred to an extent that is not shown in detail reduced in a ramp shape until the actual curve Faist again runs between the lower curve Fathu and the upper curve Fatho of the axial actuating force Fa.
- a curve Faomax is stored in the adaptive control system, above which an axial actuating force Fa is applied to the wedge sleeve 43 undesired chip formation during the release position of the press fit.
- the course Faomax has a constant value Famax from a point in time T6, above which plastic flow occurs in the area of wedge sleeve 43 and/or in the area of planet bolt 42 and/or in the area of planet carrier 34 if wedge sleeve 43 is subjected to greater axial forces than the Fmax value is applied.
- the range of the axial setting force Fa in which chip formation is promoted is above the curve Faomax and below the value Famax of the axial setting force Fa.
- the actual curve Faist exceeds the upper curve Fatho at a time T7.
- the radial pressure p is again increased in a ramp-like manner from the point in time T7 up to a point in time T8. Since the pressure increase up to the time T8 does not bring about the desired reduction in the axial actuating force Fa and the actual course Faist at the time T8 exceeds another upper course Fathomax, the radial pressure p increases with a greater gradient in the direction of a maximum pressure value from the time T8 pmax that the radial pressure p reaches at a time T9.
- the radial pressure p is left constant at the maximum pressure value pmax.
- the maximum pressure value pmax has the effect that the actual curve Faactual falls below the upper maximum curve Fathomax at a point in time T10.
- This event triggers a ramp-shaped reduction in the radial pressure p starting from the maximum pressure value pmax. Since the actual curve Faist falls below the upper curve Fatho at a point in time T11, the radial pressure p is left constant at the pressure level p(T11) from the point in time T11 and the wedge sleeve 43 further inserted between the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 until the press fit is finally established.
- Fathomax Maximum upper course of the theoretical course of the axial positioning force Faomax course of a maximum upper limit value of the axial actuating force
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Details Of Gearings (AREA)
Abstract
A method, a device and a control unit for establishing or for releasing a press fit between at least one first component (42) and at least one second component (34) and at least one wedge sleeve (43) arranged in between are described. During the producing or the releasing of the press fit, hydraulic fluid is introduced under pressure in each case between an outer surface of the wedge sleeve (43) and an inner side of the second component (34) and/or between an inner side of the wedge sleeve (43) and an outer side of the first component (42). An axial actuating force is determined during the establishing or the releasing of the press fit. The pressure at which the hydraulic fluid is introduced is varied in an automatically regulated manner, in the case of the presence of an axial actuating force greater than or equal to a predefined upper limit value, until the axial actuating force is lower than the predefined upper limit value.
Description
Verfahren, Vorrichtung und Steuergerät zum Herstellen einer Presspassunq Method, device and control device for producing a press fit
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstel len einer Presspassung zwischen wenigstens einem ersten Bauteil und wenigstens einem zweiten Bauteil und wenigstens einer dazwischen angeordneten Keilhülse. Des Weiteren betrifft die vorliegende Offenbarung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens sowie ein entsprechendes Com puterprogramm produkt. The present disclosure relates to a method and an apparatus for producing an interference fit between at least a first component and at least a second component and at least one wedge sleeve arranged therebetween. Furthermore, the present disclosure relates to a control device for carrying out the method and a corresponding computer program product.
Aus der Praxis bekannte Vorrichtungen zum Herstellen einer Presspassung zwi schen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil und wenigstens einer dazwi schen angeordneten Keilhülse werden dazu eingesetzt, um die beiden Bauteile mit tels der Keilhülse drehfest miteinander zu verbinden. Die Keilhülse wird üblicher weise über ein Stellelement einer Vorrichtung, die eine Presse oder dergleichen um fasst, in axialer Richtung radial zwischen einen Bereich des ersten Bauteils und ei nen Bereich des zweiten Bauteils eingeschoben. Das Stellelement ist hierfür von ei nem oftmals hydraulisch betätigbaren Aktor axial verschiebbar. Dabei ist das erste Bauteil beispielsweise als Lagerbolzen eines Planetenrades eines Planetengetriebes ausgebildet, während das zweite Bauteil ein Planetenträger ist. Zum drehfesten Ver binden des Lagerbolzens mit dem Planetenträger werden zwischen Endbereichen des Lagerbolzens und Lagerbereichen des Planetenträgers, die die Endbereiche des Lagerbolzens radial umgreifen, als Spannhülsen ausgeführte Keilhülsen über den Aktor der Presse eingeschoben bzw. eingepresst. Devices known from practice for producing a press fit between a first component and a second component and at least one wedge sleeve arranged in between are used to connect the two components to one another in a rotationally fixed manner by means of the wedge sleeve. The wedge sleeve is usually inserted radially in the axial direction between an area of the first component and an area of the second component via an actuating element of a device that includes a press or the like. For this purpose, the actuating element can be displaced axially by an actuator that can often be actuated hydraulically. In this case, the first component is designed, for example, as a bearing pin of a planet gear of a planetary gear, while the second component is a planet carrier. To connect the bearing pin to the planet carrier in a rotationally fixed manner, wedge sleeves designed as clamping sleeves are inserted or pressed in between the end areas of the bearing pin and bearing areas of the planet carrier, which radially encompass the end areas of the bearing pin.
Hierfür wird jeweils eine Keilhülse mit ihrer einen Stirnseite an den beiden Bauteilen angelegt und ausgehend von ihrer anderen Stirnseite von dem Aktor bzw. von dem Stellelement mit der zum Einschieben erforderlichen axialen Stellkraft beaufschlagt und dabei zwischen den Lagerbolzen und den Planetenträger eingeschoben. For this purpose, a wedge sleeve is applied with its one end face to the two components and, starting from its other end face, is acted upon by the actuator or the actuating element with the axial actuating force required for insertion and thereby inserted between the bearing bolt and the planetary carrier.
Die Keilhülsen werden durch Verwendung von flüssigem Stickstoff und/oder Einsprit zen von unter Hochdruck stehendem Öl zwischen dem Lagerbolzen und der Keil hülse sowie zwischen der Keilhülse und dem Planetenträger eingeschoben. Die vor beschriebenen Vorrichtungen zum Herstellen von Presspassungen sind auch
geeignet, die Presspassungen wieder aufzulösen. Die Vorrichtungen werden zum Herstellen und Lösen von Presspassungen in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt. Insbesondere werden die Vorrichtungen bei der Fertigung von Schiffspro pellern, Lenkeinheiten, Zahnrädern, Schwungrädern, Kupplungsnaben, Rollenlagern, Hydraulikpumpen und dergleichen verwendet. The splined sleeves are inserted between the bearing pin and the splined sleeve and between the splined sleeve and the planet carrier by using liquid nitrogen and/or injecting high pressure oil. The devices described before for making press fits are also suitable for resolving the press fits. The devices are used for producing and releasing press fits in various areas of application. In particular, the devices are used in the manufacture of ship propellors, steering units, gears, flywheels, clutch hubs, roller bearings, hydraulic pumps and the like.
Die eingesetzten Vorrichtungen werden während dem Herstellen von Presspassun gen oder dem Lösen von Presspassungen entweder manuell oder automatisiert be trieben. The devices used are either manually or automatically operated during the production of press fits or the release of press fits.
Wird die Presspassung über einen manuellen Betrieb einer solchen Vorrichtung her gestellt oder gelöst, ist es die Aufgabe einer die Vorrichtung betreibenden Bedien person, Öl bzw. Hydraulikfluid mit hohem Druck zwischen die jeweils einander zuge wandten Innen- bzw. Außenflächen der miteinander zu fügenden Bauteile und der dazwischen angeordneten Keilhülse einzuleiten. Dadurch soll gewährleistet werden, dass die einander zugewandten Flächen der Bauteile und der Keilhülse während des Fügevorgangs aufgeweitet bzw. geschrumpft werden und die Reibung reduziert wird. Gleichzeitig wird beispielsweise die Keilhülse von der Presse in seine gewünschte Endposition verstellt. If the press fit is made or released by manual operation of such a device, it is the task of the operator operating the device to apply oil or hydraulic fluid at high pressure between the facing inner and outer surfaces of the components to be joined and of the wedge sleeve arranged in between. This is to ensure that the mutually facing surfaces of the components and the wedge sleeve are expanded or shrunk during the joining process and the friction is reduced. At the same time, for example, the wedge sleeve is adjusted by the press to its desired end position.
Dabei ist es erforderlich, dass der radiale Druck, mit dem das Hydraulikfluid eingelei tet wird, ausreichend hoch ist, um die Belastungen der Bauteile und der Keilhülse in zulässigen Bereichen zu halten. Diese Bereiche werden in der Regel empirisch er mittelt. Das manuelle Verfahren ist durch eine hohe Flexibilität gekennzeichnet. An dererseits sind Füge- und Löseverfahren von Pressverbindungen manuell nicht mit einer gewünschten Reproduzierbarkeit durchführbar. It is necessary for the radial pressure with which the hydraulic fluid is introduced to be high enough to keep the loads on the components and the wedge sleeve within permissible ranges. These areas are usually determined empirically. The manual process is characterized by a high level of flexibility. On the other hand, manual joining and loosening of press connections cannot be carried out with the desired reproducibility.
Füge- und Löseverfahren von Pressverbänden sind mit automatisch betreibbaren Vorrichtungen in gewünschtem Umfang reproduzierbar durchführbar. Jedoch sind bekannte Systeme nicht in der erforderlichen Art und Weise dazu in der Lage, sich an unterschiedliche Ausgangsbedingungen des Füge- und Löseprozesses anzupas sen.
Des Weiteren liegt sowohl manuell betriebenen als auch automatisiert betriebenen Vorrichtungen jeweils der Nachteil zugrunde, dass die Prozessparameter für die Durchführung von Füge- und Löseverfahren von Pressverbänden in der Regel über aufwändige und kostenintensive Versuchsreihen zu ermitteln sind. Joining and loosening processes for press fittings can be carried out reproducibly to the desired extent using automatically operable devices. However, known systems are not able to adapt to different starting conditions of the joining and detaching process in the required manner. Furthermore, both manually operated and automatically operated devices are based on the disadvantage that the process parameters for carrying out joining and detaching processes for press assemblies usually have to be determined using complex and cost-intensive test series.
Bei automatisiert betriebenen Vorrichtungen werden Eingabeparameter bzw. Pro zessparameter nach der Eingabe nicht veränderbar abgespeichert, weshalb dann nicht mehr die Möglichkeit gegeben ist, sie an unterschiedliche Ausgangsbedingun gen anzupassen. In the case of automatically operated devices, input parameters or process parameters are stored in such a way that they cannot be changed after they have been entered, which is why there is then no longer the possibility of adapting them to different starting conditions.
Tatsächlich können die Ausgangsbedingungen jedoch stark variieren. Ist beispiels weise die Keilhülse nicht im erforderlichen Umfang gegenüber den Bauteilen vorin stalliert, kann die zum Herstellen des Pressverbandes aufzubringende axiale Stell kraft im Vergleich zu einer ordnungsgemäßen Vorinstallation der Keilhülse stark an- steigen. Zusätzlich sind auch dann höhere Fügekräfte zum Herstellen eines Press verbandes erforderlich, wenn die miteinander zu fügenden Bauteile bzw. deren Kon taktflächen vor Prozessbeginn nicht ausreichend gereinigt werden. Dabei erhöhen bereits vorhandene harte Partikel im Bereich der einander zugewandten Passflächen der Bauteile und der Keilhülse die axiale Stellkraft sofort und verursachen während des Fügeprozesses irreversible Schädigungen im Bereich der Bauteile und der Keil hülse, was jedoch unerwünscht ist. In fact, however, the initial conditions can vary greatly. If, for example, the wedge sleeve is not pre-installed to the required extent relative to the components, the axial setting force to be applied to create the interference fit can increase significantly compared to proper pre-installation of the wedge sleeve. In addition, higher joining forces are required to produce an interference fit if the components to be joined or their contact surfaces are not sufficiently cleaned before the start of the process. Hard particles that are already present in the area of the facing mating surfaces of the components and the wedge sleeve increase the axial force immediately and cause irreversible damage in the area of the components and the wedge sleeve during the joining process, which is undesirable.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die radialen Drücke, mit den das Hydraulik fluid jeweils eingeleitet wird, sowohl für das Worst-Case-Szenario als auch für das Best-Case-Szenario stark voneinander abweichen. Dies resultiert aus unterschiedli chen Bauteilabmessungen der jeweils miteinanderzu fügenden Bauteile, die wiede rum in Abhängigkeit des so genannten Toleranzstapels stehen. In addition, there is the possibility that the radial pressures with which the hydraulic fluid is respectively introduced differ greatly from one another both for the worst-case scenario and for the best-case scenario. This results from different component dimensions of the components to be joined, which in turn depend on the so-called tolerance stack.
Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, dass der Reibungskoeffizient von aufbe reiteten Keilhülsen stark streut und Ausgangsbedingungen früherer Fügeprozesse zufällig kombiniert werden, wodurch sich die Streuung der Prozessparameter sowie der Ausgangsbedingungen erhöht.
Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der vorlie genden Offenbarung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen oder zum Lösen einer Presspassung zwischen wenigstens einem ersten Bauteil und wenigstens einem zweiten Bauteil und wenigstens einer dazwischen an geordneten Keilhülse zur Verfügung zu stellen, mittels welchen die vorstehend näher beschriebenen Nachteile vermieden werden. Zusätzlich sollen ein Steuergerät, wel ches zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist und ein Computerprogramm produkt zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden. Furthermore, there is also the possibility that the coefficient of friction of prepared wedge sleeves varies greatly and the initial conditions of earlier joining processes are combined at random, which increases the variance of the process parameters and the initial conditions. Based on the prior art described above, the object of the present disclosure is to provide a method and a device for producing or releasing an interference fit between at least one first component and at least one second component and at least one wedge sleeve arranged therebetween , by means of which the disadvantages described in more detail above are avoided. In addition, a control unit designed to carry out the method and a computer program product to carry out the method are to be specified.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren sowie mit einer Vorrichtung mit den Merk malen des Patentanspruches 1 bzw. 11 gelöst. Ein Steuergerät sowie ein Computer programmprodukt sind zudem Gegenstand der weiteren unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nach folgenden Beschreibung. This object is achieved with a method and a device with the characteristics of patent claim 1 and 11 respectively. A control device and a computer program product are also the subject of the further independent claims. Advantageous developments are the subject of the subclaims and the following description.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen oder zum Lösen ei ner Presspassung zwischen wenigstens einem ersten Bauteil und wenigstens einem zweiten Bauteil und wenigstens einer dazwischen angeordneten Keilhülse vorge schlagen. Während dem Erzeugen oder dem Lösen der Presspassung wird jeweils Hydraulikfluid unter Druck zwischen einer Außenfläche der Keilhülse und einer In nenseite des zweiten Bauteiles und/oder zwischen einer Innenseite der Keilhülse und einer Außenseite des ersten Bauteiles eingeleitet. Während der Herstellung oder dem Lösen der Presspassung wird eine axiale Stellkraft ermittelt. Zusätzlich wird der Druck, mit dem das Hydraulikfluid eingeleitet wird, bei Vorliegen einer axialen Stell kraft größer oder gleich einem vordefinierten oberen Grenzwert automatisch geregelt solange variiert, bis die axiale Stellkraft kleiner ist als der vordefinierte obere Grenz wert. According to a first aspect, a method for producing or releasing a press fit between at least one first component and at least one second component and at least one wedge sleeve arranged in between is proposed. Hydraulic fluid under pressure is introduced between an outer surface of the wedge sleeve and an inner side of the second component and/or between an inner side of the wedge sleeve and an outer side of the first component during the creation or release of the interference fit. An axial positioning force is determined during the manufacture or release of the press fit. In addition, the pressure with which the hydraulic fluid is introduced is automatically varied when there is an axial actuating force greater than or equal to a predefined upper limit value until the axial actuating force is less than the predefined upper limit value.
Mittels des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung wird der Druck, mit dem Hydraulikfluid bzw. Öl zwischen die Passflächen der Bauteile und der Keilhülse eingespritzt wird, um die Passflächen bzw. Gegenflächen zwischen beispielweise ei ner Bohrung des ersten Bauteiles und einer Außenfläche der Keilhülse sowie zwi schen einer Innenfläche der Keilhülse und einer Außenfläche des zweiten Bauteiles
voneinander wegzubewegen und so die vorhandene Reibung zu reduzieren oder vollständig zu beseitigen, betriebszustandsabhängig und automatisch variiert. Der nächste Schritt besteht darin, die Keilhülse in die Endposition zu überführen, in der die gewünschte Presspassung vorliegt oder aus dieser Endposition zu schieben und die Presspassung zu lösen. By means of the method according to the present disclosure, the pressure with which hydraulic fluid or oil is injected between the mating surfaces of the components and the wedge sleeve, around the mating surfaces or mating surfaces between, for example, a bore of the first component and an outer surface of the wedge sleeve and between them an inner surface of the wedge socket and an outer surface of the second component move away from each other and thus reduce or completely eliminate the existing friction, varies automatically depending on the operating state. The next step is to move the wedge sleeve to the final position where the desired interference fit is present or to slide it out of that final position and release the interference fit.
Dabei wird während der Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Of fenbarung die Höhe des Druckes bzw. des Radialdrucks des Hydraulikfluids entspre chend dem jeweils vorliegenden Axialkraftbedarf angepasst und geändert, wenn eine höhere oder eine niedrigere axiale Stellkraft erforderlich ist. The level of the pressure or the radial pressure of the hydraulic fluid is accordingly adjusted and changed during the implementation of the method according to the present disclosure.
Mittels dieser Vorgehensweise werden sowohl plastische Verformungen im Bereich der Bauteile und der Keilhülse als auch eine unerwünschte Erzeugung von Spänen vermieden. Insbesondere aufgrund eines hohen Reinheitsanspruches soll die Erzeu gung von Spänen soweit wie möglich insbesondere während dem Herstellen der Presspassung vermieden werden. This procedure avoids both plastic deformations in the area of the components and the wedge sleeve as well as the undesired generation of chips. In particular, due to high cleanliness requirements, the generation of chips should be avoided as far as possible, especially during the production of the press fit.
Des Weiteren ist mittels des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung ge währleistet, dass Prozessdaten, die dem Herstell- oder dem Löseprozess der Press verbindung zugrungegelegt werden, im Vergleich zu bekannten Lösungen mit we sentlich geringerem Aufwand bestimmbar sind. Zusätzlich bietet das Verfahren auf grund der dem Verfahren zugrundeliegenden adaptiven Regelung eine verbesserte Prozesskontrolle. Dabei ist die beschriebene Vorgehensweise auch durch eine hohe Prozessflexibilität gekennzeichnet, da unterschiedliche Ausgangsbedingungen beim Fügen oder Lösen der Bauteile und der Keilhülse auf einfache Art und Weise berück sichtigt werden können. Furthermore, the method according to the present disclosure ensures that process data on which the process of producing or releasing the press connection is based can be determined with significantly less effort than in the case of known solutions. In addition, the method offers improved process control due to the adaptive control on which the method is based. The procedure described is also characterized by a high level of process flexibility, since different initial conditions when joining or detaching the components and the wedge sleeve can be taken into account in a simple manner.
Die vorgeschlagene Regelstrategie kann zum Herstellen oder Lösen von Presspas sungen in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt werden. So besteht bei spielsweise die Möglichkeit Presspassungen im Bereich von Lagern, Kupplungen, Zahnrädern, Kurbelwellen, Eisenbahnrädern, Planetengetrieben und dergleichen im vorgeschlagenen Umfang herzustellen oder zu lösen.
Dabei kann es vorgesehen sein, dass mittels des Verfahrens gemäß der vorliegen den Offenbarung so genannte Planetenbolzen, auf den jeweils wenigstens ein Pla netenrad drehbar gelagert ist, in Bohrungen eines Planetenträgers über Keilhülsen drehfest mit dem Planetenträger verbunden werden. The proposed control strategy can be used to create or release press fits in various application areas. For example, there is the possibility of press fits in the area of bearings, clutches, gears, crankshafts, railway wheels, planetary gears and the like to produce or solve the proposed scope. It can be provided that by means of the method according to the present disclosure, so-called planet bolts, on which at least one planet gear is rotatably mounted, are connected in bores of a planet carrier via wedge sleeves to the planet carrier in a rotationally fixed manner.
Bei solchen Planetengetrieben dreht sich üblicherweise der Planetenträger, womit das System hohen Zentrifugallasten ausgesetzt ist. Um die drehfeste Verbindung zwischen solchen Planetenbolzen und einem Planetenträger trotz der angreifenden hohen Zentrifugal lasten gewährleisten zu können, werden Keilhülsen eingesetzt, um entsprechend hohe Presspassungen zu erzeugen. Dabei kann es vorgesehen sein, dass Verfahren zum Montieren und Demontieren von Planetengetrieben verwendet werden, die in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden. In such planetary gears, the planetary carrier usually rotates, subjecting the system to high centrifugal loads. In order to be able to ensure the non-rotatable connection between such planet bolts and a planet carrier despite the high centrifugal loads acting on them, wedge sleeves are used in order to produce correspondingly high press fits. It can be provided that methods for assembling and disassembling planetary gears that are used in the aerospace industry are used.
Des Weiteren werden bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung, das eine adaptive Regelung umfasst, der Radialdruck des Hydraulikfluids und die axiale Stellkraft in Echtzeit korreliert und der Radialdruck des Hydraulikfluids bei Bedarf kor rigiert. Hierfür wird die Höhe der axialen Stellkraft automatisch durch die Systemlogik definiert. Damit ist mit geringem Steuer- und Regelaufwand gewährleistbar, dass die jeweils angelegte axiale Stellkraft einen vordefinierten Grenzwert nicht überschreitet, oberhalb dem Eigenspannungen im Bereich der Keilhülsen, die Spanbildung und zu sätzlich auch eine plastische Verformung im Bereich der Bauteile der Keilhülsen kon trollierbar bzw. vermeidbar sind. Dies wird dadurch erreicht, dass bei Ermitteln einer axialen Stellkraft, die den vordefinierten Grenzwert überschreitet, die Regelung des Verfahrens automatisch den radialen Druck des Hydraulikfluids variiert, um die Rei bung zwischen den Passflächen der Bauteile und der Keilhülsen zu reduzieren. Furthermore, in the method according to the present disclosure, which includes adaptive control, the radial pressure of the hydraulic fluid and the axial positioning force are correlated in real time and the radial pressure of the hydraulic fluid is corrected as needed. For this purpose, the level of the axial actuating force is automatically defined by the system logic. This means that with little control and regulation effort it can be guaranteed that the axial force applied in each case does not exceed a predefined limit value, above which residual stresses in the area of the wedge sleeves, chip formation and, in addition, plastic deformation in the area of the components of the wedge sleeves, can be controlled or avoided are. This is achieved in that when an axial actuating force is determined which exceeds the predefined limit value, the control of the method automatically varies the radial pressure of the hydraulic fluid in order to reduce the friction between the mating surfaces of the components and the wedge sleeves.
Vorliegend werden unter dem Begriff Presspassung Übermaßpassungen verstan den, bei denen das Größtmaß der Bohrung in jedem Fall kleiner als das Kleinstmaß der Welle ist. Das bedeutet im vorliegend betrachteten Anwendungsfall, dass das Übermaß in gefügtem Betriebszustand der Keilhülse zwischen den Bauteilen jeweils zwischen den einander zugewandten Passflächen der Bauteile und der Keilhülse vorliegt.
Bei einer Variante des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung wird der Fü gevorgang beendet, wenn während der Herstellung der Presspassung eine axiale Stellkraft kleiner als ein vordefinierter unterer Grenzwert ermittelt wird. Dadurch wird auf einfache Art und Weise vermieden, dass nicht ausreichende Presspassungen gefertigt werden. In the present case, the term interference fit is understood to mean interference fits in which the maximum dimension of the bore is always smaller than the minimum dimension of the shaft. In the case of application under consideration, this means that the oversize is present between the components in the assembled operating state of the wedge sleeve between the facing mating surfaces of the components and the wedge sleeve. In a variant of the method according to the present disclosure, the joining process is ended if an axial actuating force that is less than a predefined lower limit value is determined during the production of the press fit. This avoids in a simple way that insufficient press fits are produced.
Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass der Fügevorgang beendet wird, wenn während der Herstellung der Presspassung eine axiale Stellkraft größer als ein wei terer vordefinierter oberer Grenzwert ermittelt wird. Dabei kann der vordefinierte obere Grenzwert größer sein als der obere Grenzwert der Stellkraft und einen Wert aufweisen, oberhalb dem im Bereich der Bauteile und/oder der Keilhülse plastische Verformungen auftreten. Dadurch wird wiederum erreicht, dass während der Herstel lung der Presspassung plastische Verformungen im Bereich der Bauteile und/oder im Bereich der Keilhülse mit geringem Steuer- und Regelaufwand vermieden wer den. Furthermore, it can be provided that the joining process is ended if an axial actuating force greater than a further predefined upper limit value is determined during the production of the press fit. In this case, the predefined upper limit value can be greater than the upper limit value of the actuating force and can have a value above which plastic deformations occur in the area of the components and/or the wedge sleeve. This in turn means that during the manufacture of the press fit, plastic deformations in the area of the components and/or in the area of the wedge sleeve are avoided with little control and regulation effort.
Darüber hinaus kann es auch vorgesehen sein, dass der Fügevorgang beendet wird, wenn während der Herstellung der Presspassung der Druck einen oberen Grenzwert überschreitet. Mittels dieser Vorgehensweise ist wiederum auf einfache Art und Weise gewährleistet, dass durch den angelegten Druck irreversible Schädigungen, wie beispielsweise plastisches Fließen, im Bereich der Bauteile und/oder der Keil hülse vermieden werden. In addition, it can also be provided that the joining process is ended if the pressure exceeds an upper limit value during the production of the press fit. This procedure in turn ensures in a simple manner that irreversible damage, such as plastic flow, in the area of the components and/or the wedge sleeve is avoided as a result of the pressure applied.
Der obere Grenzwert und/oder der untere Grenzwert der Stellkraft können in Abhän gigkeit eines Verschiebeweges der Keilhülse gegenüber den Bauteilen oder in Ab hängigkeit eines Verschiebeweges von einem der Bauteile gegenüber dem anderen Bauteil und gegenüber der Keilhülse variiert werden. Damit ist wiederum auf einfa che Art und Weise berücksichtigbar, dass die axiale Stellkraft beim Herstellen oder beim Lösen der Presspassung stellwegabhängig ansteigt bzw. absinkt und der Füge- bzw. der Löseprozess jeweils mit der aktuell erforderlichen axialen Stellkraft durch geführt wird. The upper limit and/or the lower limit of the actuating force can be varied depending on a displacement path of the wedge sleeve relative to the components or depending on a displacement path of one of the components relative to the other component and relative to the wedge sleeve. This in turn makes it easy to take into account that the axial actuating force increases or decreases as a function of the adjustment path when producing or releasing the press fit and that the joining or dissolving process is carried out with the currently required axial actuating force.
Bei einer Variante des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es
vorgesehen, dass ein Verlauf der axialen Stellkraft in Abhängigkeit eines axialen Verstellweges der Keilhülse gegenüber den Bauteilen oder in Abhängigkeit eines Verschiebeweges von einem der Bauteile gegenüber dem anderen Bauteil und ge genüber der Keilhülse bestimmt wird. Auch dadurch ist wiederum auf einfache Art und Weise berücksichtigbar, dass die axiale Stellkraft beim Herstellen oder beim Lö sen der Presspassung stellwegabhängig ansteigt bzw. absinkt und der Füge- bzw. der Löseprozess jeweils mit der aktuell erforderlichen axialen Stellkraft durchgeführt wird. In a variant of the method according to the present disclosure it is provided that a course of the axial force is determined as a function of an axial adjustment path of the wedge sleeve relative to the components or as a function of a displacement path of one of the components relative to the other component and ge compared to the wedge sleeve. This also makes it easy to take into account that the axial actuating force increases or decreases as a function of the adjustment path when producing or loosening the press fit and the joining or loosening process is carried out with the currently required axial actuating force.
Der Verlauf der Stellkraft kann mittels eines numerischen Modells bestimmt werden, das in Abhängigkeit empirisch ermittelter Daten kalibriert wird. Mittels dieser Vorge hensweise wird eine adaptive Regelung zur Verfügung gestellt, mit der der Radial druck des Hydraulikfluids und die axiale Stellkraft in Echtzeit korrelierbar sind und der Radialdruck des Hydraulikfluids bedarfsweise korrigierbar ist. Dabei bildet das mittels der empirisch ermittelten Daten kalibrierte numerische Modell den Füge- und Löseprozess zwischen den Bauteilen und der Keilhülse modellhaft ab. Zusätzlich sind variierende Ausgangsbedingungen, wie beispielsweise unzureichend gereinigte Bauteile, eine unerwünschte Schrägstellung der miteinander zu fügenden Bauteile zueinander, eventuell vorliegende Späne oder dergleichen durch die adaptive Rege lung auf einfache Art und Weise berücksichtigbar. The course of the actuating force can be determined using a numerical model that is calibrated as a function of empirically determined data. By means of this approach, adaptive control is made available with which the radial pressure of the hydraulic fluid and the axial actuating force can be correlated in real time and the radial pressure of the hydraulic fluid can be corrected as required. The numerical model, calibrated using the empirically determined data, depicts the joining and loosening process between the components and the wedge sleeve. In addition, varying initial conditions, such as insufficiently cleaned components, an undesired inclination of the components to be joined to one another, any chips or the like that may be present can be easily taken into account by the adaptive control.
Der Druck des Hydraulikfluids kann für einen definierten Zeitraum auf dem Druckni veau des oberen Grenzwertes belassen werden. Dabei kann es vorgesehen sein, dass während des definierten Zeitraumes überprüft wird, ob die Stellkraft innerhalb des definierten Zeitraumes auf Werte kleiner als der obere Grenzwert absinkt. Bei positivem Prüfergebnis kann der Druck wieder reduziert werden, wohingegen der Fü geprozess bei negativem Prüfergebnis beendet werden kann. Damit ist mit geringem Aufwand gewährleistbar, dass ein Füge- oder ein Löseprozess erst dann beendet wird, wenn festgestellt wird, dass die Stellkraft dauerhaft größer als der obere Grenz wert ist. The pressure of the hydraulic fluid can be left at the pressure level of the upper limit value for a defined period of time. It can be provided that during the defined period of time a check is made as to whether the actuating force falls to values less than the upper limit value within the defined period of time. If the test result is positive, the pressure can be reduced again, whereas the joining process can be ended if the test result is negative. It can thus be guaranteed with little effort that a joining or a loosening process is only ended when it is determined that the actuating force is permanently greater than the upper limit value.
Bei einer mit geringem Steuer- und Regelaufwand durchführbaren Variante des Ver fahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung wird der Druck bei Unterschreiten des
weiteren oberen Grenzwertes des Druckes, der kleiner als der obere Grenzwert des Druckes ist, konstant gehalten. In a variant of the process according to the present disclosure that can be carried out with little control and regulation effort, the pressure is reduced when the another upper limit of the pressure, which is smaller than the upper limit of the pressure, kept constant.
Das erste Bauteil kann ein Planetenbolzen sein, auf dem ein Planetenrad eines Pla netengetriebes drehbar gelagert ist. Das zweite Bauteil kann als ein Planetenträger ausgebildet sein. Der Planetenbolzen kann endseitig in Bohrungen des Planetenträ gers angeordnet sein. Die wenigstens eine Keilhülse kann zur Herstellung der Presspassung zwischen den Planetenbolzen und den Planetenträger durch Anlegen der axialen Stellkraft eingepresst werden und zum Lösen der Presspassung mittels der axialen Stellkraft ausgeschoben werden. The first component can be a planetary bolt on which a planetary gear of a planetary gear unit is rotatably mounted. The second component can be designed as a planetary carrier. The planet pin can be arranged at the ends in bores of the planetary carrier. The at least one wedge sleeve can be pressed in to produce the press fit between the planet pin and the planet carrier by applying the axial force and pushed out to loosen the press fit by means of the axial force.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Vorrichtung zum Herstellen oder zum Lösen einer Presspassung einer Presspassung zwischen wenigstens einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil und wenigstens einer zwischen den Bauteilen angeordneten Keilhülse vorgeschlagen. Die Vorrichtung um fasst eine Presseinrichtung zum Anlegen einer axialen Stellkraft an den Bauteilen und an der Keilhülse. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung wenigstens einen Sen sor zum Ermitteln der axialen Stellkraft. Zusätzlich ist die Vorrichtung gemäß der vor liegenden Offenbarung mit einer Hydraulikfluid-Hochdruck-Einspritzeinrichtung zum Einleiten von Hydraulikfluid unter Druck zwischen einer Außenfläche der Keilhülse und einer Innenseite des zweiten Bauteiles und/oder zwischen einer Innenseite der Keilhülse und einer Außenseite des ersten Bauteiles ausgeführt. Darüber hinaus weist die Vorrichtung wenigstens einen Druckmess-Sensor zum Ermitteln des Dru ckes und ein Steuergerät zur Durchführung des vorstehend näher beschriebenen Verfahrens auf. According to a further aspect of the present disclosure, a device is proposed for producing or releasing an interference fit of an interference fit between at least a first component and a second component and at least one wedge sleeve arranged between the components. The device includes a pressing device for applying an axial actuating force to the components and to the wedge sleeve. Furthermore, the device comprises at least one sensor for determining the axial actuating force. In addition, the device according to the present disclosure is designed with a high-pressure hydraulic fluid injection device for introducing hydraulic fluid under pressure between an outer surface of the wedge sleeve and an inner side of the second component and/or between an inner side of the wedge sleeve and an outer side of the first component. In addition, the device has at least one pressure measurement sensor for determining the pressure and a control device for carrying out the method described in more detail above.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Steuergerät vorgeschlagen, welches zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgebildet ist. Das Steuergerät umfasst beispielsweise Mittel, die der Durchführung des Verfahrens dienen. Bei diesen Mitteln kann es sich um hard wareseitige Mittel und um softwareseitige Mittel handeln. Die hardwareseitigen Mittel des Steuergeräts sind beispielsweise Datenschnittstellen, um mit den an der Durch führung des Verfahrens beteiligten Baugruppen der Vorrichtung Daten
auszutauschen. Weitere hardwareseitige Mittel sind beispielsweise ein Speicher zur Datenspeicherung und ein Prozessor zur Datenverarbeitung. Softwareseitige Mittel können unter anderem Programmbausteine zur Durchführung des Verfahrens sein. According to a further aspect of the present disclosure, a control unit is proposed which is designed to carry out the method according to the present disclosure. The control unit includes, for example, means that are used to carry out the method. These means can be hardware-side means and software-side means. The hardware-side means of the control device are, for example, data interfaces in order to communicate with the assemblies of the device involved in the implementation of the method exchange. Additional hardware means are, for example, a memory for data storage and a processor for data processing. Software-side means can be, inter alia, program modules for carrying out the method.
Das Steuergerät ist zur Durchführung des Verfahrens mit zumindest einer Empfangs schnittstelle ausführbar, die ausgebildet ist, Signale von Signalgebern zu empfangen. Die Signalgeber können beispielsweise als Sensoren ausgebildet sein, die Messgrö ßen erfassen und an das Steuergerät übermitteln. Ein Signalgeber kann auch als Signalfühler bezeichnet werden. So kann die Empfangsschnittstelle von einem Sig nalgeber ein Signal empfangen, über welches signalisiert wird, dass eine Presspas sung hergestellt oder gelöst werden soll. Das Signal kann beispielsweise durch eine Bedienperson erzeugt werden, indem diese ein Bedienelement betätigt, über wel ches eine solche Ermittlung angefordert werden kann. Des Weiteren kann das Signal auch von einer Fertigungsstrategie erzeugt werden, die im Bereich des Steuergerä tes oder im Bereich eines weiteren Steuergerätes einer Werkzeugmaschine oder der gleichen aktiviert ist und durchgeführt wird. To carry out the method, the control device can be designed with at least one receiving interface which is designed to receive signals from signal generators. The signal generators can, for example, be in the form of sensors that record measured variables and transmit them to the control unit. A signal transmitter can also be referred to as a signal sensor. In this way, the receiving interface can receive a signal from a signal generator, which signals that a press fit is to be produced or released. The signal can be generated by an operator, for example, by actuating an operating element via which such a determination can be requested. Furthermore, the signal can also be generated by a manufacturing strategy that is activated and implemented in the area of the control unit or in the area of another control unit of a machine tool or the like.
Das Steuergerät kann zudem eine Datenverarbeitungseinheit aufweisen, um die empfangenen Eingangssignale bzw. die Informationen der empfangenen Eingangs signale auszuwerten und/oder zu verarbeiten. The control device can also have a data processing unit in order to evaluate and/or process the received input signals or the information of the received input signals.
Auch kann das Steuergerät mit einer Sendeschnittstelle ausgeführt sein, die ausge bildet ist, Steuersignale an Stellglieder auszugeben. Unter einem Stellglied sind Akto ren zu verstehen, die die Befehle des Steuergerätes umsetzen. Die Aktoren können beispielsweise als hydraulische, elektrische oder mechanische Aktoren ausgebildet sein, die die jeweils zum Herstellen oder Lösen der Presspassung erforderliche axi ale Stellkraft sowie den Druck des Hydraulikfluids erzeugen bzw. zur Verfügung stel len. The control unit can also be designed with a transmission interface that is designed to output control signals to actuators. An actuator is understood to mean actuators that implement the commands of the control unit. The actuators can, for example, be in the form of hydraulic, electrical or mechanical actuators which generate or make available the axial actuating force required to produce or release the press fit and the pressure of the hydraulic fluid.
Wird durch das Steuergerät erkannt, dass eine Presspassung zwischen den Bautei len und der Keilhülse hergestellt oder gelöst werden soll, wird mittels des Steuerge rätes während dem Erzeugen oder dem Lösen der Presspassung jeweils Hydraulik fluid unter Druck zwischen eine Außenfläche der Keilhülse und eine Innenfläche des
zweiten Bauteiles und/oder zwischen eine Innenseite der Keilhülse und eine Außen seite des ersten Bauteiles eingeleitet. Des Weiteren wird mittels des Steuergerätes eine axiale Stellkraft während der Herstellung oder dem Lösen der Presspassung er mittelt. Der Druck, mit dem das Hydraulikfluid eingeleitet wird, wird mittels des Steu ergerätes bei Vorliegen einer axialen Stellkraft größer oder gleich einem vordefinier ten oberen Grenzwert automatisch geregelt solange variiert, bis die axiale Stellkraft kleiner ist als der vordefinierte obere Grenzwert. If the control unit recognizes that a press fit between the components and the wedge sleeve is to be created or loosened, the control unit applies hydraulic fluid under pressure between an outer surface of the wedge sleeve and an inner surface of the wedge sleeve while the press fit is being created or loosened second component and / or introduced between an inside of the wedge sleeve and an outside of the first component. Furthermore, the control device is used to determine an axial actuating force during the production or the loosening of the press fit. The pressure with which the hydraulic fluid is introduced is automatically varied by means of the control device when an axial actuating force is greater than or equal to a predefined upper limit value until the axial actuating force is smaller than the predefined upper limit value.
Dadurch wird wiederum gewährleistet, dass ein Radialdruck des Hydraulikfluids so wie eine axiale Stellkraft in Echtzeit korrelierbar sind und der Radialdruck bei Bedarf entsprechend korrigiert werden kann. This in turn ensures that a radial pressure of the hydraulic fluid and an axial actuating force can be correlated in real time and the radial pressure can be corrected accordingly if necessary.
Die zuvor genannten Signale sind nur als beispielhaft anzusehen und sollen die vor liegende Offenbarung nicht beschränken. Die erfassten Eingangssignale und die ausgegebenen Steuersignale können über einen Datenbus übertragen werden. Die Steuerungseinrichtung bzw. das Steuergerät kann beispielsweise als zentrales elekt ronisches Steuergerät einer Werkzeugmaschine ausgebildet sein. The aforementioned signals are to be considered as exemplary only and are not intended to limit the present disclosure. The detected input signals and the output control signals can be transmitted via a data bus. The control device or the control unit can be designed, for example, as a central electronic control unit of a machine tool.
Die vorliegend vorgeschlagene Lösung lässt sich auch als Com puterprogramm Pro dukt verkörpern, welches, wenn es auf einem Prozessor einer Steuerungseinrichtung läuft, den Prozessor softwaremäßig anleitet, die zugeordneten Verfahrensschritte ge mäß der vorliegenden Offenbarung durchzuführen. In diesem Zusammenhang gehört auch ein computerlesbares Medium zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung, auf dem ein vorstehend beschriebenes Computerprogrammprodukt abrufbar gespei chert ist. The solution proposed here can also be embodied as a computer program product which, when it runs on a processor of a control device, instructs the processor in terms of software to carry out the associated method steps in accordance with the present disclosure. In this context, the subject matter of the present disclosure also includes a computer-readable medium on which a computer program product described above is stored in a retrievable manner.
Für den Fachmann ist verständlich, dass ein Merkmal oder Parameter, das bzw. der in Bezug auf einen der obigen Aspekte beschrieben wird, bei einem beliebigen ande ren Aspekt angewendet werden kann, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Des Weiteren kann ein beliebiges Merkmal oder ein beliebiger Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, bei einem beliebigen Aspekt angewendet werden und/oder mit einem beliebigen anderen Merkmal oder Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen.
Es werden nun beispielhaft Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren beschrie ben. It will be understood by those skilled in the art that a feature or parameter described in relation to one aspect above may be applied to any other aspect, provided they are not mutually exclusive. Furthermore, any feature or parameter described herein may be applied to any aspect and/or combined with any other feature or parameter described herein, provided they are compatible not mutually exclusive. Embodiments will now be described by way of example with reference to the figures.
Es zeigt: It shows:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Gasturbinentriebwerks; 1 is a longitudinal sectional view of a gas turbine engine;
Fig. 2 eine vergrößerte Teillängsschnittansicht eines ström aufwärtigen Abschnitts ei nes Gasturbinentriebwerks; Figure 2 is an enlarged partial longitudinal sectional view of an upstream portion of a gas turbine engine;
Fig. 3 eine Alleindarstellung eines Getriebes für ein Gasturbinentriebwerk; 3 is an isolated view of a transmission for a gas turbine engine;
Fig. 4 eine stark schematisierte Längsansicht einer Vorrichtung zum Herstellen oder Lösen einer Presspassung zwischen wenigstens einem ersten Bauteil und wenigs tens einem zweiten Bauteil und wenigstens einer dazwischen angeordneten Keil hülse; 4 shows a highly schematized longitudinal view of a device for producing or releasing an interference fit between at least one first component and at least one second component and at least one wedge sleeve arranged between them;
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines in Fig. 4 näher gekennzeichneten Bereiches V; FIG. 5 shows an enlarged view of an area V identified in more detail in FIG. 4;
Fig. 6 eine schematisierte Teildarstellung eines ersten Bauteiles und eines zweiten Bauteiles sowie einer dazwischen angeordneten Keilhülse, die über eine Presspas sung miteinander zu verbinden sind; 6 shows a schematic partial representation of a first component and a second component as well as a wedge sleeve arranged between them, which are to be connected to one another via a press fit;
Fig. 7 mehrere Verläufe einer axialen Stellkraft über einem axialen Verstellweg einer Keilhülse gegenüber Bauteilen oder in Abhängigkeit eines axialen Verstellweges von einem der Bauteile gegenüber dem anderen Bauteil und gegenüber der Keilhülse; 7 several curves of an axial actuating force over an axial adjustment path of a wedge sleeve relative to components or as a function of an axial adjustment path of one of the components relative to the other component and relative to the wedge sleeve;
Fig. 8 mehrere Verläufe verschiedener Prozessparameter der Vorrichtung gemäß Fig. 4 während dem Herstellen oder dem Lösen einer Presspassung zwischen dem Planetenbolzen und dem Planetenträger des Planetengetriebes gemäß Fig. 3; und
Fig. 9 eine Fig. 8 entsprechende Darstellung weiterer Verläufe verschiedener Pro zessparameter der Vorrichtung gemäß Fig. 4 während dem Fierstellen oder dem Lö sen einer Presspassung zwischen dem Planetenbolzen und dem Planetenträger des Planetengetriebes gemäß Fig. 3. FIG. 8 several curves of various process parameters of the device according to FIG. 4 during the production or release of a press fit between the planet bolt and the planet carrier of the planetary gear according to FIG. 3; and 9 shows a representation corresponding to FIG. 8 of further curves of various process parameters of the device according to FIG.
Fig. 1 stellt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit einer Hauptdrehachse 9 dar. Das Trieb werk 10 umfasst einen Lufteinlass 12 und ein Schubgebläse 23, das zwei Luftströme erzeugt: einen Kernluftstrom 111 und einen Bypassluftstrom 122. Das Gasturbinen triebwerk 10 umfasst einen Kern 11 , der den Kernluftstrom 111 aufnimmt. Der Trieb werkskern 11 umfasst in Axialströmungsreihenfolge einen Niederdruckverdichter 14, einen Hochdruckverdichter 15, eine Verbrennungseinrichtung 16, eine Hochdrucktur bine 17, eine Niederdruckturbine 19 und eine Kernschubdüse 20. Eine Triebwerks gondel 21 umgibt das Gasturbinentriebwerk 10 und definiert einen Bypasskanal 22 und eine Bypassschubdüse 18. Der Bypassluftstrom 122 strömt durch den Bypass kanal 22. Das Gebläse 23 ist über eine Welle 26 und ein Epizykloidengetriebe 30 an der Niederdruckturbine 19 angebracht und wird durch diese angetrieben. Dabei wird die Welle 26 auch als Kernwelle bezeichnet. Fig. 1 depicts a gas turbine engine 10 having a main axis of rotation 9. The engine 10 includes an air intake 12 and a thrust fan 23 that creates two airflows: a core airflow 111 and a bypass airflow 122. The gas turbine engine 10 includes a core 11 that Core air flow 111 absorbs. The engine core 11 includes, in axial flow order, a low pressure compressor 14, a high pressure compressor 15, a combustor 16, a high pressure turbine 17, a low pressure turbine 19, and a core exhaust nozzle 20. An engine nacelle 21 surrounds the gas turbine engine 10 and defines a bypass duct 22 and a bypass exhaust nozzle 18. The bypass air flow 122 flows through the bypass duct 22. The fan 23 is attached via a shaft 26 and an epicycloidal gear 30 to the low-pressure turbine 19 and is driven thereby. The shaft 26 is also referred to as the core shaft.
Im Gebrauch wird der Kernluftstrom 111 durch den Niederdruckverdichter 14 be schleunigt und verdichtet und in den Hochdruckverdichter 15 geleitet, wo eine wei tere Verdichtung erfolgt. Die aus dem Hochdruckverdichter 15 ausgestoßene ver dichtete Luft wird in die Verbrennungseinrichtung 16 geleitet, wo sie mit Kraftstoff vermischt wird und das Gemisch verbrannt wird. Die resultierenden heißen Verbren nungsprodukte breiten sich dann durch die Hochdruck- und die Niederdruckturbine 17, 19 aus und treiben diese dadurch an, bevor sie zur Bereitstellung einer gewissen Schubkraft durch die Düse 20 ausgestoßen werden. Die Hochdruckturbine 17 treibt den Hochdruckverdichter 15 durch eine geeignete Verbindungswelle 27 an, die auch als Kernwelle bezeichnet wird. Das Gebläse 23 stellt allgemein den Hauptteil der Schubkraft bereit. Das Epizykloidengetriebe 30 ist ein Untersetzungsgetriebe. In use, the core air stream 111 is accelerated and compressed by the low pressure compressor 14 and passed into the high pressure compressor 15 where further compression occurs. The compressed air discharged from the high-pressure compressor 15 is fed into the combustor 16, where it is mixed with fuel and the mixture is burned. The resultant hot combustion products then propagate through and thereby drive the high and low pressure turbines 17, 19 before being expelled through the nozzle 20 to provide some thrust. The high pressure turbine 17 drives the high pressure compressor 15 through a suitable connecting shaft 27, also referred to as the core shaft. The fan 23 generally provides the majority of the thrust. The epicycloidal gear 30 is a reduction gear.
Eine beispielhafte Anordnung für ein Getriebegebläse-Gasturbinentriebwerk 10 wird in Fig. 2 gezeigt. Die Niederdruckturbine 19 (siehe Fig. 1) treibt die Welle 26 an, die mit einem Sonnenrad 28 der Epizykloidengetriebeanordnung 30 gekoppelt ist.
Mehrere Planetenräder 32, die durch einen Planetenträger 34 miteinander gekoppelt sind, befinden sich von dem Sonnenrad 28 radial außen und kämmen damit und sind jeweils drehbar auf drehfest mit dem Planetenträger 34 verbundenen Bauteilen bzw. Trägerelementen 42 angeordnet. Der Planetenträger 34 beschränkt die Planetenrä der 32 darauf, synchron um das Sonnenrad 28 zu kreisen, während er ermöglicht, dass sich jedes Planetenrad 32 auf den Trägerelementen 42 um seine eigene Achse drehen kann. Der Planetenträger 34 ist über Gestänge 36 mit dem Gebläse 23 da hingehend gekoppelt, seine Drehung um die Triebwerksachse 9 anzutreiben. Ein Au ßenrad oder Hohlrad 38, das über Gestänge 40 mit einer stationären Stützstruktur 24 gekoppelt ist, befindet sich von den Planetenrädern 32 radial außen und kämmt da mit. An exemplary arrangement for a geared fan gas turbine engine 10 is shown in FIG. The low pressure turbine 19 (see FIG. 1) drives the shaft 26 which is coupled to a sun gear 28 of the epicycloidal gear assembly 30. A plurality of planetary gears 32, which are coupled to one another by a planetary carrier 34, are located radially outwards from the sun gear 28 and mesh with it and are each arranged rotatably on components or carrier elements 42 which are non-rotatably connected to the planetary carrier 34. The planetary carrier 34 constrains the planetary gears 32 to orbit synchronously about the sun gear 28 while allowing each planetary gear 32 on the carrier members 42 to rotate about its own axis. The planetary carrier 34 is coupled to the fan 23 via linkage 36 in such a way as to drive its rotation about the engine axis 9 . An Au ßenrad or ring gear 38, which is coupled via linkage 40 to a stationary support structure 24, is located radially outward of the planetary gears 32 and meshes there with.
Es wird angemerkt, dass die Begriffe „Niederdruckturbine“ und „Niederdruckverdich ter“, so wie sie hier verwendet werden, so aufgefasst werden können, dass sie die Turbinenstufe mit dem niedrigsten Druck bzw. die Verdichterstufe mit dem niedrigs ten Druck (d. h. dass sie nicht das Gebläse 23 umfassen) und/oder die Turbinen- und Verdichterstufe, die durch die Verbindungswelle 26 mit der niedrigsten Drehzahl in dem Triebwerk (d. h. dass sie nicht die Getriebeausgangswelle, die das Gebläse 23 antreibt, umfasst) miteinander verbunden sind, bedeuten. In einigen Schriften können die „Niederdruckturbine“ und der „Niederdruckverdichter“, auf die hier Bezug genom men wird, alternativ dazu als die „Mitteldruckturbine“ und „Mitteldruckverdichter“ be kannt sein. Bei der Verwendung derartiger alternativer Nomenklatur kann das Ge bläse 23 als eine erste Verdichtungsstufe oder Verdichtungsstufe mit dem niedrigs ten Druck bezeichnet werden. It is noted that the terms "low-pressure turbine" and "low-pressure compressor" as used herein may be construed to mean the lowest-pressure turbine stage and the lowest-pressure compressor stage, respectively (i.e. not including the fan 23) and/or the turbine and compressor stages connected together by the connecting shaft 26 at the lowest speed in the engine (i.e. not including the transmission output shaft driving the fan 23). In some writings, the "low-pressure turbine" and "low-pressure compressor" referred to herein may alternatively be known as the "intermediate-pressure turbine" and "intermediate-pressure compressor." Using such alternative nomenclature, the fan 23 may be referred to as a first stage or lowest pressure stage.
Das Epizykloidengetriebe 30 wird in Fig. 3 beispielhaft genauer gezeigt. Das Son nenrad 28, die Planetenräder 32 und das Hohlrad 38 umfassen jeweils Zähne um ihre Peripherie zum Kämmen mit den anderen Zahnrädern. Jedoch werden der Über sichtlichkeit halber lediglich beispielhafte Abschnitte der Zähne in Fig. 3 dargestellt. Obgleich vier Planetenräder 32 dargestellt werden, liegt für den Fachmann auf der Hand, dass innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung mehr oder weniger Planetenräder 32 vorgesehen sein können. Praktische Anwendungen eines Epizykloidengetriebes 30 umfassen allgemein mindestens drei Planetenräder 32.
Das in Fig. 2 und 3 beispielhaft dargestellte Epizykloidengetriebe 30 ist ein Planeten getriebe, bei dem der Planetenträger 34 über Gestänge 36 mit einer Ausgangswelle gekoppelt ist, wobei das Hohlrad 38 festgelegt ist. Jedoch kann eine beliebige an dere geeignete Art von Epizykloidengetriebe 30 verwendet werden. Als ein weiteres Beispiel kann das Epizykloidengetriebe 30 eine Sternanordnung sein, bei der der Planetenträger 34 festgelegt gehalten wird, wobei gestattet wird, dass sich das Hohl rad (oder Außenrad) 38 dreht. Bei solch einer Anordnung wird das Gebläse 23 von dem Hohlrad 38 angetrieben. Als ein weiteres alternatives Beispiel kann das Ge triebe 30 ein Differenzialgetriebe sein, bei dem gestattet wird, dass sich sowohl das Hohlrad 38 als auch der Planetenträger 34 drehen. The epicycloidal gear 30 is shown in more detail in FIG. 3 by way of example. The son gear 28, the planet gears 32 and the ring gear 38 each include teeth around their periphery for meshing with the other gears. However, for the sake of clarity, only exemplary portions of the teeth are shown in FIG. Although four planetary gears 32 are illustrated, those skilled in the art will recognize that more or fewer planetary gears 32 may be provided within the scope of the claimed invention. Practical applications of an epicycloidal gear 30 generally include at least three planetary gears 32. The exemplified in Fig. 2 and 3 epicycloidal gear 30 is a planetary gear, in which the planet carrier 34 is coupled via linkage 36 to an output shaft, wherein the ring gear 38 is fixed. However, any other suitable type of epicycloidal gear 30 may be used. As another example, the epicycloidal gear 30 may be a star arrangement in which the planetary carrier 34 is held fixed while allowing the ring gear (or ring gear) 38 to rotate. With such an arrangement, the fan 23 is driven by the ring gear 38 . As another alternative example, the gear 30 may be a differential gear in which both the ring gear 38 and the planet carrier 34 are allowed to rotate.
Es versteht sich, dass die in Fig. 2 und 3 gezeigte Anordnung lediglich beispielhaft ist und verschiedene Alternativen in dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung liegen. Lediglich beispielhaft kann eine beliebige geeignete Anordnung zur Positio nierung des Getriebes 30 in dem Triebwerk 10 und/oder zur Verbindung des Getrie bes 30 mit dem Triebwerk 10 verwendet werden. Als ein weiteres Beispiel können die Verbindungen (z. B. die Gestänge 36, 40 in dem Beispiel von Fig. 2) zwischen dem Getriebe 30 und anderen Teilen des Triebwerks 10 (wie z. B. der Eingangswelle 26, der Ausgangswelle und der festgelegten Struktur 24) einen gewissen Grad an Steifigkeit oder Flexibilität aufweisen. Als ein weiteres Beispiel kann eine beliebige geeignete Anordnung der Lager zwischen rotierenden und stationären Teilen des Triebwerks (beispielsweise zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle des Ge triebes und den festgelegten Strukturen, wie z. B. dem Getriebegehäuse) verwendet werden, und die Offenbarung ist nicht auf die beispielhafte Anordnung von Fig. 2 be schränkt. Beispielsweise ist für den Fachmann ohne weiteres erkenntlich, dass sich die Anordnung von Ausgang und Stützgestängen und Lagerpositionierungen bei ei ner Sternanordnung (oben beschrieben) des Getriebes 30 in der Regel von jenen, die beispielhaft in Fig. 2 gezeigt werden, unterscheiden würden. It should be understood that the arrangement shown in Figures 2 and 3 is exemplary only and various alternatives are within the scope of the present disclosure. For example only, any suitable arrangement for positioning the transmission 30 within the engine 10 and/or connecting the transmission 30 to the engine 10 may be used. As another example, the connections (e.g., the linkages 36, 40 in the example of FIG. 2) between the transmission 30 and other parts of the engine 10 (such as the input shaft 26, the output shaft and the fixed Structure 24) have some degree of rigidity or flexibility. As another example, any suitable arrangement of bearings between rotating and stationary parts of the engine (e.g., between the input and output shafts of the transmission and fixed structures such as the transmission case) may be used, and the disclosure is not be limited to the exemplary arrangement of FIG. For example, those skilled in the art will readily appreciate that the output and support linkage arrangement and bearing locations for a star configuration (described above) of the transmission 30 would typically differ from those exemplified in FIG.
Entsprechend dehnt sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk mit einer beliebigen Anordnung der Getriebearten (beispielsweise sternförmig oder
planetenartig), Stützstrukturen, Eingangs- und Ausgangswellenanordnung und La gerpositionierungen aus. Accordingly, the present disclosure extends to a gas turbine engine having any arrangement of gear types (e.g., radial or planetary), support structures, input and output shaft layout and bearing positioning.
Optional kann das Getriebe Neben- und/oder alternative Komponenten (z. B. den Mitteldruckverdichter und/oder einen Nachverdichter) antreiben. Optionally, the transmission can drive secondary and/or alternative components (e.g., the intermediate pressure compressor and/or a booster).
Andere Gasturbinentriebwerke, bei denen die vorliegende Offenbarung Anwendung finden kann, können alternative Konfigurationen aufweisen. Beispielsweise können derartige Triebwerke eine alternative Anzahl an Verdichtern und/oder Turbinen und/oder eine alternative Anzahl an Verbindungswellen aufweisen. Als ein weiteres Beispiel weist das in Fig. 1 gezeigte Gasturbinentriebwerk eine Teilungsstromdüse 20, 22 auf, was bedeutet, dass der Strom durch den Bypasskanal 22 seine eigene Düse aufweist, die von der Triebwerkskerndüse 20 separat und davon radial außen ist. Jedoch ist dies nicht einschränkend und ein beliebiger Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann auch auf Triebwerke zutreffen, bei denen der Strom durch den By passkanal 22 und der Strom durch den Kern 11 vor (oder stromaufwärts) einer einzi gen Düse, die als eine Mischstromdüse bezeichnet werden kann, vermischt oder kombiniert werden. Eine oder beide Düsen (ob Misch- oder Teilungsstrom) kann oder können einen festgelegten oder variablen Bereich aufweisen. Obgleich sich das be schriebene Beispiel auf ein Turbogebläsetriebwerk bezieht, kann die Offenbarung beispielsweise bei einer beliebigen Art von Gasturbinentriebwerk, wie z. B. bei einem Open-Rotor- (bei dem die Gebläsestufe nicht von einer Triebwerksgondel umgeben wird) oder einem Turboprop-Triebwerk, angewendet werden. Other gas turbine engines to which the present disclosure may have application may have alternative configurations. For example, such engines may have an alternative number of compressors and/or turbines and/or an alternative number of connecting shafts. As a further example, the gas turbine engine shown in Figure 1 has a split flow nozzle 20, 22, meaning that the flow through the bypass duct 22 has its own nozzle which is separate from the engine core nozzle 20 and radially outward therefrom. However, this is not limiting and any aspect of the present disclosure may also apply to engines where flow through bypass duct 22 and flow through core 11 occur before (or upstream of) a single nozzle, referred to as a mixed flow nozzle can be mixed or combined. Either or both nozzles (whether mixed or split flow) may have a fixed or variable area. For example, although the example described relates to a turbofan engine, the disclosure may apply to any type of gas turbine engine, such as a turbofan engine. an open rotor (where the blower stage is not surrounded by an engine nacelle) or a turboprop engine.
Die Geometrie des Gasturbinentriebwerks 10 und Komponenten davon wird bzw. werden durch ein herkömmliches Achsensystem definiert, das eine axiale Richtung (die auf die Drehachse 9 ausgerichtet ist), eine radiale Richtung (in der Richtung von unten nach oben in Fig. 1) und eine Umfangsrichtung (senkrecht zu der Ansicht in Fig. 1) umfasst. Die axiale, die radiale und die Umfangsrichtung verlaufen senkrecht zueinander. The geometry of the gas turbine engine 10 and components thereof is or are defined by a conventional axis system having an axial direction (which is aligned with the axis of rotation 9), a radial direction (in the direction from bottom to top in Fig. 1) and a Circumferential (perpendicular to the view in Fig. 1) includes. The axial, radial and circumferential directions are perpendicular to one another.
Fig. 4 zeigt eine Längsschnittansicht einer Vorrichtung 40, die eine Presseinrichtung 41 umfasst. Des Weiteren ist der Planetenträger 34 sowie das damit zu verbindende
Bauteil bzw. der Planetenbolzen 42 für ein darauf drehbar gelagertes Planetenrad 32 des Getriebes 30 dargestellt. Zusätzlich zeigt Fig. 4 Spannelemente bzw. Keilhülsen 43, 44, einen axial verstellbaren Aktor 45 und ein über den Aktor 45 axial verschieb bares Stellelement 46 der Presseinrichtung 41 , über das die Keilhülsen 43, 44 je weils in axialer Richtung A bzw. B radial zwischen Bereiche des Planetenträgers 34 und Bereiche des Planetenbolzens 42 einschiebbar sind. Das Stellelement 46 durch greift den Aktor 45, den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 in axialer Richtung A bzw. B. FIG. 4 shows a longitudinal sectional view of a device 40 which includes a pressing device 41 . Furthermore, the planetary carrier 34 and that to be connected to it Component or the planetary pin 42 for a planetary wheel 32 of the transmission 30 rotatably mounted thereon. 4 also shows clamping elements or wedge sleeves 43, 44, an axially adjustable actuator 45 and an actuating element 46 of the pressing device 41 that can be moved axially via the actuator 45, via which the wedge sleeves 43, 44 can be moved radially in the axial direction A or B between areas of the planet carrier 34 and areas of the planet pin 42 can be inserted. The actuating element 46 reaches through the actuator 45, the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 in the axial direction A or B.
Darüber hinaus wirkt das Stellelement 46 einenends mit dem Aktor 45 zusammen und ist anderenends mit einem Deckelelement 47 ausgeführt. Über das Deckelele ment 47 und die Keilhülse 44 steht das Stellelement 46 mit dem Planetenträger 34 und dem Planetenbolzen 42 in Wirkverbindung. Die Keilhülse 44 ist axial zwischen dem Deckelelement 47 und dem Planetenträger 34 und dem Planetenbolzen 42 po sitioniert, während die Keilhülse 43 zwischen dem Planetenträger 34 und dem Plane tenbolzen 42 und einem Gehäusebereich 48 des Aktors 45 angeordnet ist. Zusätzlich sind das Stellelement 46 und der Aktor 45 zum Einschieben der Keilhülsen 43 undIn addition, the actuating element 46 interacts with the actuator 45 at one end and is designed with a cover element 47 at the other end. About the cover element 47 and the wedge sleeve 44 is the actuator 46 with the planet carrier 34 and the planet pin 42 in operative connection. The wedge sleeve 44 is positioned axially between the cover element 47 and the planet carrier 34 and the planet pin 42 po, while the wedge sleeve 43 is arranged between the planet carrier 34 and the tarpaulin pin 42 and a housing area 48 of the actuator 45 . In addition, the actuating element 46 and the actuator 45 for inserting the wedge sleeves 43 and
44 zwischen dem Planetenträger 34 und dem Planetenbolzen 42 in einem einen axi alen Abstand zwischen dem Deckelelement 47 und dem Gehäusebereich 48 des Ak tors 45 verringernden Umfang relativ zum Planetenträger 34 und dem Planetenbol zen 42 bewegbar. 44 between the planet carrier 34 and the planet pin 42 in an axi alen distance between the cover member 47 and the housing portion 48 of the Ak sector 45 reducing scope relative to the planet carrier 34 and the planetary bolt zen 42 movable.
Der Aktor 45 ist vorliegend als hydraulischer Aktor ausgebildet, mittels dem das Stel lelement 46 in axialer Richtung A verschiebbar ist. Des Weiteren ist der Aktor 45 so ausgeführt, dass der Aktor 45 während der axialen Verstellung des Stellelementes 46 ebenfalls in axialer Richtung B auf den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 zu bewegt wird. Dabei sind die Stellwege des Stellelementes 46 und des AktorsIn the present case, the actuator 45 is designed as a hydraulic actuator, by means of which the actuating element 46 can be displaced in the axial direction A. Furthermore, the actuator 45 is designed in such a way that the actuator 45 is also moved in the axial direction B towards the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 during the axial adjustment of the actuating element 46 . The adjustment paths of the adjustment element 46 and the actuator are
45 über gehäuseseitige Anschläge 49, 50 im Bereich des Aktors 45 begrenzt. Der Anschlag 49 wirkt mit einer auf das Stellelement 46 aufgeschraubten Mutter 51 zu sammen, während die Stellwege des Stellelementes 46 und des Aktors 45 jeweils in Fügerichtung der beiden Keilhülsen 43 und 44 mittels eines mit dem Anschlag 50 zu sammenwirkenden vergrößerten Durchmesserbereiches 52 des Stellelementes 46 begrenzt sind.
Die Keilhülsen 43 und 44 werden während des Fügeprozesses bzw. während des Einschiebens der Keilhülsen 43 und 44 zwischen den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 durch das aktorseitige axiale Verschieben des Stellelementes 46 und die damit einhergehende Verstellung des Aktors 45 ausgehend von in axialer Richtung des Planetenträgers 34 und des Planetenbolzens 42 voneinander abge wandten Seiten 53, 54 eingeschoben. 45 limited by housing-side stops 49, 50 in the area of the actuator 45. The stop 49 interacts with a nut 51 screwed onto the adjusting element 46, while the adjustment paths of the adjusting element 46 and of the actuator 45 are limited in the joining direction of the two wedge sleeves 43 and 44 by means of an enlarged diameter region 52 of the adjusting element 46 that interacts with the stop 50 are. During the joining process or during the insertion of the wedge sleeves 43 and 44 between the planetary carrier 34 and the planetary bolt 42, the wedge sleeves 43 and 44 are displaced by the axial displacement of the actuating element 46 on the actuator side and the associated adjustment of the actuator 45 starting from in the axial direction of the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 from each other facing pages 53, 54 are inserted.
Soll über die Vorrichtung 40 lediglich die Keilhülse 43 oder die Keilhülse 44 durch die vorbeschriebene aktorseitige Verstellung des Stellelementes 46 oder die Verstellung des Aktors 45 zwischen den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 während eines Fügeprozesses eingeschoben werden, besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, entweder zwischen dem Deckelelement 47 und dem Planetenträger 34 und/oder dem Planetenbolzen 42 oder zwischen dem Gehäusebereich 48 und dem Planetenbolzen 42 und/oder dem Planetenträger 34 ein in Fig. 4 lediglich strichliert dargestelltes hülsenförmiges bzw. ringförmiges Distanzelement 55A bzw. 55B oder 56A bzw. 56B vorzusehen. Über die Distanzelemente 55A bzw. 55B oder 56A bzw. 56B wird jeweils eine Verringerung des Abstandes zwischen dem Deckelelement 47 und der Seite 54 oder zwischen dem Gehäusebereich 48 und der Seite 53 verhindert und lediglich die Keilhülse 43 oder die Keilhülse 43 zwischen den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 in gewünschtem Umfang eingeschoben. If only the wedge sleeve 43 or the wedge sleeve 44 is to be pushed in between the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 during a joining process via the device 40 by the above-described actuator-side adjustment of the actuating element 46 or the adjustment of the actuator 45, there is a simple way of either between the cover element 47 and the planet carrier 34 and/or the planet pin 42 or between the housing area 48 and the planet pin 42 and/or the planet carrier 34 a sleeve-shaped or ring-shaped spacer element 55A or 55B or 56A or 56B to be provided. The spacer elements 55A or 55B or 56A or 56B prevent a reduction in the distance between the cover element 47 and the side 54 or between the housing area 48 and the side 53 and only the wedge sleeve 43 or the wedge sleeve 43 between the planet carrier 34 and the planet pin 42 is inserted to the desired extent.
Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 4 näher gekennzeichneten Be reiches V, der die Keilhülse 43, einen Bereich des Stellelementes 46 sowie Bereiche des Planetenbolzens 42 und des Planetenträgers 34 umfasst. Aus der Darstellung gemäß Fig. 5 geht hervor, dass die Keilhülse 43, die prinzipiell den gleichen Aufbau wie die Keilhülse 44 aufweist, eine Spannhülse ist, die im Bereich ihres äußeren Um fangs 57 zylindrisch und im Bereich ihres inneren Durchmessers 58 kegelförmig aus gebildet ist. Der Innendurchmesser 58 der Keilhülse 43 nimmt ausgehend von der den Bauteilen bzw. dem Planetenträger 34 und dem Planetenbolzen 42 zugewand ten Seite 59 in Richtung der den Bauteilen bzw. dem Planetenträger 34 und dem Pla netenbolzen 42 abgewandten Seite 60 ab.
Zusätzlich weist der Planetenbolzen 42 im Fügebereich mit der Keilhülse 43 eine we nigstens annähernd an die Keilhülse 43 angepasste kegelförmige Außenkontur 61 auf, während der Planetenträger 34 im Fügebereich mit der Keilhülse 43 mit einer zy lindrischen Innenkontur ausgeführt ist. Sowohl der Planetenträger 34 als auch der Planetenbolzen 42 sind im Fügebereich mit der Keilhülse 44 wie vorstehend näher beschriebenen wie im Fügebereich mit der Keilhülse 43 ausgebildet. FIG. 5 shows an enlarged sectional view of region V, which is identified in more detail in FIG. 5 shows that the wedge sleeve 43, which in principle has the same structure as the wedge sleeve 44, is a clamping sleeve which is cylindrical in the area of its outer circumference 57 and conical in the area of its inner diameter 58 . The inner diameter 58 of the wedge sleeve 43 decreases starting from the side 59 facing the components or the planet carrier 34 and the planet pin 42 in the direction of the side 60 facing away from the components or the planet carrier 34 and the planet pin 42 . In addition, the planet pin 42 in the joining area with the wedge sleeve 43 has a we at least approximately adapted to the wedge sleeve 43 conical outer contour 61, while the planet carrier 34 is designed in the joining area with the wedge sleeve 43 with a zy-cylindrical inner contour. Both the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 are formed in the joining area with the wedge sleeve 44 as described in more detail above, as in the joining area with the wedge sleeve 43 .
Der Planetenbolzen 42 ist mit Leitungen 62 ausgeführt, die mit einer Leitung 63 des Stellelementes 46 in Überdeckung sind, wenn das Stellelement 46 eine definierte Po sition erreicht. In der Keilhülse 43 sind Leitungen 64 vorgesehen, über die Hydraulik fluid aus dem Fügebereich zwischen der Keilhülse 43 und dem Planetenbolzen 42 in den Fügebereich zwischen der Keilhülse 43 und dem Planetenträger 34 führbar ist. Durch Einleiten des Hydraulikfluids über die Leitungen 63 und 62 in die Fügeberei che zwischen der Keilhülse 43 und dem Planetenbolzen 42 bzw. zwischen der Keil hülse 43 und dem Planetenträger 34 ist während des Einschiebens der Keilhülse 43 zwischen den Planetenbolzen 42 und den Planetenträger 34 der Planetenbolzen 42 umfangsseitig reversibel einschnürbar und die Keilhülse 43 und der Planetenträger 34 reversibel aufweitbar, während die Keilhülse 43 im äußeren Umfang 57 reversibel zusammengepresst wird. Damit ist die Keilhülse 43 mit geringen axialen Fügekräften zwischen den Planetenbolzen 42 und den Planetenträger 34 einschiebbar. The planetary pin 42 is provided with lines 62 which are in overlap with a line 63 of the actuating element 46 when the actuating element 46 reaches a defined position Po. Lines 64 are provided in the wedge sleeve 43 via which hydraulic fluid can be guided from the joining area between the wedge sleeve 43 and the planet pin 42 into the joining area between the wedge sleeve 43 and the planet carrier 34 . By introducing the hydraulic fluid via the lines 63 and 62 into the joining area between the wedge sleeve 43 and the planetary pin 42 or between the wedge sleeve 43 and the planetary carrier 34, the planetary pin is located between the planetary pin 42 and the planetary carrier 34 while the wedge sleeve 43 is being pushed in 42 can be reversibly constricted on the circumference and the wedge sleeve 43 and the planet carrier 34 can be reversibly widened, while the wedge sleeve 43 is reversibly compressed in the outer circumference 57 . The wedge sleeve 43 can thus be inserted between the planet bolt 42 and the planet carrier 34 with low axial joining forces.
Am Ende des Fügeprozesses wird der anliegende Hydraulikdruck reduziert bzw. ab geschaltet, womit die zuvor reversible Aufweitung des Planetenträgers 34 sowie die reversible Einschnürung des Planetenbolzens 42 zurückgeht und die Keilhülse 43 die gewünschte drehfeste Verbindung zwischen dem Planetenträger 34 und dem Plane tenbolzen 42 in Form einer Presspassung herstellt. At the end of the joining process, the hydraulic pressure applied is reduced or switched off, whereby the previously reversible expansion of the planetary carrier 34 and the reversible constriction of the planetary pin 42 decrease and the wedge sleeve 43 provides the desired non-rotatable connection between the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 in the form of a creates a press fit.
Die Leitung 63 des Stellelementes 46 erstreckt sich in axialer Richtung des Stellele mentes 46 bis in den Fügebereich zwischen der Keilhülse 44 mit dem Planetenbol zen 42 und dem Planetenträger 34. Die Keilhülse 44 und der Planetenbolzen 42 sind in dem der Seite 54 zugewandten Endbereich in gleichem Umfang mit Leitungen ausgebildet, um während des Fügevorganges der Keilhülse 44 Hydraulikfluid über das Stellelement 46 in die Fügebereiche zwischen der Keilhülse 44 und dem
Planetenbolzen 42 und zwischen der Keilhülse 44 dem Planetenträger 34 einleiten zu können. The line 63 of the adjusting element 46 extends in the axial direction of the adjusting element 46 into the joining area between the wedge sleeve 44 with the planetary bolt zen 42 and the planetary carrier 34. The wedge sleeve 44 and the planetary bolt 42 are in the end region facing the page 54 in the same way Scope formed with lines to during the joining process of the wedge sleeve 44 hydraulic fluid via the actuating element 46 in the joining areas between the wedge sleeve 44 and the Planet pin 42 and between the wedge sleeve 44 to initiate the planet carrier 34 can.
Fig. 6 zeigt eine schematisierte Teildarstellung des Planetenträgers 34, des Plane tenbolzens 42 und der Keilhülse 43. Neben dem äußeren Umfang 57 bzw. dem Au ßendurchmesser der Keilhülse 43 und dem inneren Durchmesser 58 der Keilhülse 43 sind ein innerer Durchmesser 66 einer Bohrung 67 des Planetenträgers 34 und ein Außendurchmesser 68 des Planetenbolzens 42 angegeben. Ein maximales Über maß im Bereich zwischen dem äußeren Umfang 57 der Keilhülse 43 und dem inne ren Durchmesser 66 der Bohrung 67 des Planetenträgers 34 bestimmt sich aus der Summe der Differenz zwischen dem Außendurchmesser 57 der Keilhülse 43 und dem inneren Durchmesser 66 der Bohrung 67 und der Summe der Toleranzfelder des Außendurchmessers 57 und des inneren Durchmessers 66. Fig. 6 shows a schematic partial representation of the planet carrier 34, the planet bolt 42 and the wedge sleeve 43. In addition to the outer circumference 57 or the outer diameter of the wedge sleeve 43 and the inner diameter 58 of the wedge sleeve 43, there is an inner diameter 66 of a bore 67 of the Planet carrier 34 and an outer diameter 68 of the planet pin 42 is specified. A maximum oversize in the area between the outer circumference 57 of the wedge sleeve 43 and the inner diameter 66 of the bore 67 of the planet carrier 34 is determined from the sum of the difference between the outer diameter 57 of the wedge sleeve 43 and the inner diameter 66 of the bore 67 and the Sum of the tolerance fields of the outer diameter 57 and the inner diameter 66.
Zusätzlich entspricht das maximale innere Übermaß zwischen dem Innendurchmes ser 58 der Keilhülse 43 und dem Außendurchmesser 68 des Planetenbolzens 42 der Summe aus der Differenz zwischen dem Außendurchmesser 68 des Planetenbol zens 42 und dem Innendurchmesser 58 der Keilhülse 43 und der Summe der Tole ranzfelder des Innendurchmessers 58 und des Außendurchmessers 68. In addition, the maximum internal oversize between the inner diameter 58 of the wedge sleeve 43 and the outer diameter 68 of the planetary pin 42 corresponds to the sum of the difference between the outer diameter 68 of the planetary pin 42 and the inner diameter 58 of the wedge sleeve 43 and the sum of the tolerance fields of the inner diameter 58 and the outer diameter 68.
Somit ergibt sich das gesamte maximale Übermaß aus dem Toleranzstapel, der gleich der Summe aus dem maximalen äußeren Übermaß und aus dem maximalen inneren Übermaß entspricht und einen wesentlichen Einfluss auf den Fügeprozess bzw. den Löseprozess der Presspassung zwischen dem Planetenträger 34 und dem Planetenbolzen 42 sowie der dazwischen angeordneten Keilhülse 43 hat. Diese An nahme gilt für kleine Kegelwinkel im Bereich der Kegelflächen der Keilhülse 43 und des Planetenbolzens 42. Das bedeutet, falls nur die Durchmesser der an der Presspassung beteiligten Bauteile berücksichtigt werden, die gesamte Streuung gleich der Summe der vier Toleranzen der Durchmesser 57, 58, 66 und 68 ist. Thus, the total maximum oversize results from the tolerance stack, which corresponds to the sum of the maximum outer oversize and the maximum inner oversize and has a significant influence on the joining process or the loosening process of the press fit between the planet carrier 34 and the planet pin 42 as well as the interposed wedge sleeve 43 has. This assumption applies to small cone angles in the area of the conical surfaces of the wedge sleeve 43 and the planetary pin 42. This means that if only the diameters of the components involved in the press fit are taken into account, the total scatter is equal to the sum of the four tolerances of the diameters 57, 58, 66 and 68 is.
Um die Presspassung zwischen dem Planetenträger 34 und dem Planetenbolzen 42 sowie der dazwischen angeordneten Keilhülse 43 in gewünschtem Umfang herstei len oder lösen zu können, d. h. ohne dabei irreversible Schädigungen im Bereich des
Planetenträgers 34, des Planetenbolzens 42 sowie der Keilhülse 43 zu verursachen, wird die nachfolgend näher beschriebene Vorgehensweise vorgeschlagen. Dabei wird die Vorgehensweise nachfolgend lediglich anhand eines Fügeprozesses bzw. während eines Einschiebens der Keilhülse 43 zwischen den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 näher beschrieben, da die Vorgehensweise in der gleichen Art und Weise auch während eines Lösevorganges einer Presspassung durchgeführt wird In order to be able to produce or loosen the press fit between the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 and the wedge sleeve 43 arranged between them to the desired extent, ie without causing irreversible damage in the area of the To cause the planet carrier 34, the planet pin 42 and the wedge sleeve 43, the procedure described in more detail below is proposed. The procedure is described in more detail below only on the basis of a joining process or during insertion of the wedge sleeve 43 between the planetary carrier 34 and the planetary pin 42, since the procedure is also carried out in the same way during a release process of a press fit
Zunächst werden der Planetenträger 34, der Planetenbolzen 42 und die Keilhülse 43 in der in Fig. 4 näher dargestellten Art und Weise in der Vorrichtung 40 positioniert. Anschließend wird die Keilhülse 43 durch Anlegen einer axialen Stellkraft Fa zwi schen den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 eingeschoben. Während des Fügevorgangs der Keilhülse 43 bzw. während der Herstellung der Presspassung wird die axiale Stellkraft Fa mittels eines Sensors der Vorrichtung 40 ermittelt. Gleich zeitig wird wie vorstehend bereits näher erläutert Hydraulikfluid bzw. Öl über eine Hydraulikfluid-Hochdruck-Einspritzeinrichtung der Vorrichtung 40 zwischen die Keil hülse 43 und den Planetenträger 34 sowie zwischen die Keilhülse 43 und den Plane tenbolzen 42 unter Druck eingeleitet. Zusätzlich wird der Druck, mit dem das Hydrau likfluid eingeleitet wird, mittels wenigstens eines Druckmess-Sensors der Vorrichtung 40 bestimmt. First, the planetary carrier 34, the planetary pin 42 and the wedge sleeve 43 are positioned in the device 40 in the manner shown in more detail in FIG. The wedge sleeve 43 is then inserted between the planet carrier 34 and the planet pin 42 by applying an axial actuating force Fa. The axial actuating force Fa is determined by means of a sensor of the device 40 during the joining process of the wedge sleeve 43 or during the production of the press fit. At the same time, as already explained in more detail above, hydraulic fluid or oil is introduced via a high-pressure hydraulic fluid injection device of the device 40 between the wedge sleeve 43 and the planet carrier 34 and between the wedge sleeve 43 and the tarpaulin tenbolt 42 under pressure. In addition, the pressure with which the hydraulic fluid is introduced is determined by means of at least one pressure measuring sensor of device 40 .
Um unzulässig hohe Belastungen während des Fügeprozesses im Bereich des Pla netenträgers 34, des Planetenbolzens 42 und der Keilhülse 43, d. h . plastisches Fließen, oder auch Spanbildung zu vermeiden, wird der Druck, mit dem das Hydrau likfluid eingeleitet wird, bei Vorliegen einer axialen Stellkraft Fa größer oder gleich ei nem vordefinierten oberen Grenzwert automatisch geregelt solange variiert, bis die axiale Stellkraft kleiner ist als der vordefinierte obere Grenzwert. To avoid unacceptably high loads during the joining process in the area of the Pla designated carrier 34, the planet pin 42 and the wedge sleeve 43, d. H . To avoid plastic flow or chip formation, the pressure with which the hydraulic fluid is introduced is automatically varied when an axial actuating force Fa is greater than or equal to a predefined upper limit value until the axial actuating force is smaller than the predefined upper limit Limit.
Dabei liegt der Vorgehensweise eine adaptive Regelung zugrunde, die auf Verläufe der axialen Stellkraft Fa zurückgreift, die in Fig. 7 über einem axialen Verstellweg S der Keilhülse 43, gegenüber dem Planetenträger 34 und dem Planetenbolzen 42 auf getragen sind.
Dabei korrespondiert der diskrete Stellwegwert S1 mit einer Stellung der Keilhülse 43, in der die Keilhülse 43 mit einer Stirnseite an der Bohrung 67 des Planetenträ gers 34 anliegt und in der noch keine Überdeckung zwischen der Keilhülse 43 und dem Planetenträger 34 bzw. dem Planetenbolzen 42 vorliegt. Der weitere diskrete Verstellwegwert S2 entspricht einer axialen Stellung der Keilhülse 43, in der die Presspassung zwischen dem Planetenträger 34, dem Planetenbolzen 42 und der Keilhülse 43 vollständig hergestellt ist. The procedure is based on an adaptive control, which uses the profiles of the axial actuating force Fa, which are carried out in FIG. The discrete travel value S1 corresponds to a position of the wedge sleeve 43 in which the wedge sleeve 43 is in contact with one end face of the bore 67 of the planetary carrier 34 and in which there is still no overlap between the wedge sleeve 43 and the planetary carrier 34 or the planetary pin 42 . The further discrete adjustment path value S2 corresponds to an axial position of the wedge sleeve 43 in which the press fit between the planetary carrier 34, the planetary pin 42 and the wedge sleeve 43 is fully established.
Aus der Darstellung gemäß Fig. 7 geht hervor, dass die zur Herstellung der Presspassung aufzuwendende axiale Stellkraft Fa ausgehend vom Stellwegwert S1 in Richtung des weiteren Stellwegwertes S2 zunehmend ansteigt. Dabei entspricht der untere Verlauf Fau der axialen Stellkraft Fa einem Verlauf der Stellkraft Fa, der über ein numerisches Modell für ein geringeres maximales gesamtes Übermaß zwi schen dem Planetenträger 34, dem Planetenbolzen 42 und der Keilhülse 43 sowie für geringere Reibungskoeffizienten zwischen diesen Bauteilen ermittelt wird als ein mittlerer Verlauf Farn oder ein oberer Verlauf Fao der axialen Stellkraft Fa. Das be deutet, dass die jeweils zur Herstellung der Presspassung aufzubringende axiale Stellkraft Fa mit steigendem maximalem gesamtem Übermaß und mit steigenden Reibungskoeffizienten zunimmt. The illustration according to FIG. 7 shows that the axial actuating force Fa to be used to produce the press fit increases progressively from the actuating travel value S1 in the direction of the further actuating travel value S2. The lower curve Fau of the axial actuating force Fa corresponds to a curve of the actuating force Fa, which is determined using a numerical model for a lower maximum overall oversize between the planet carrier 34, the planet bolt 42 and the wedge sleeve 43 and for lower coefficients of friction between these components as a middle course Farn or an upper course Fao of the axial adjusting force Fa. This means that the axial adjusting force Fa to be applied in each case to produce the press fit increases with increasing maximum overall oversize and with increasing coefficients of friction.
Das numerische Modell wird in Abhängigkeit empirisch ermittelter Daten kalibriert. Für die Kalibrierung des numerischen Modells werden eine ausreichende Anzahl von Fügeprozessen durchgeführt und die dabei jeweils aufzubringenden axialen Stell kräfte messtechnisch ermittelt. Zusätzlich werden die jeweils damit korrespondieren den Druckwerte, mit denen das Hydraulikfluid zwischen den Planetenträger 34, den Planetenbolzen 42 und die Keilhülse 43 eingeleitet wird, messtechnisch ermittelt und zur Kalibrierung des numerischen Modells herangezogen. Des Weiteren werden bei der Vorgabe der Prozessparameter des Fügeprozesses das gesamte maximale und das gesamte minimale Übermaß berücksichtigt. Zusätzlich werden die Endabmes sungen der Bauteile 34, 42 und 43 berücksichtigt, so dass der Fügeprozess, sobald die Prozessparameter in Abhängigkeit des maximal zulässigen Übermaßes festge legt sind, durchführbar ist.
Bei Vorliegen des Wort-Case-Szenarios liegt das maximale gesamte Übermaß in Kombination mit weiteren die axiale Stellkraft erhöhenden Gegebenheiten vor, was jedoch durch die nachfolgend näher beschriebene adaptive Regelung ausgleichbar ist, ohne den Fügeprozess zu stoppen zu müssen oder die Prozessparameter manu ell ändern zu müssen. The numerical model is calibrated depending on empirically determined data. To calibrate the numerical model, a sufficient number of joining processes are carried out and the axial actuating forces to be applied are determined by measurement. In addition, the respectively corresponding pressure values with which the hydraulic fluid is introduced between the planetary carrier 34, the planetary pin 42 and the wedge sleeve 43 are determined by measurement and used to calibrate the numerical model. Furthermore, when specifying the process parameters of the joining process, the entire maximum and the entire minimum oversize are taken into account. In addition, the final dimensions of the components 34, 42 and 43 are taken into account so that the joining process can be carried out as soon as the process parameters have been determined as a function of the maximum permissible oversize. If the word-case scenario is present, the maximum total oversize is present in combination with other circumstances that increase the axial actuating force, which can be compensated for by the adaptive control described in more detail below, without having to stop the joining process or change the process parameters manually have to.
Zusätzlich bietet die nachfolgend näher beschriebene adaptive Regelung die Mög lichkeit, enge Fertigungstoleranzen auszuweiten und damit eine Produktivität der Fer tigung zu verbessern und einen Fertigungsausschuss zu reduzieren. Normalerweise ist eine derart hohe Variabilität nur durch die Vorgabe unterschiedlicher Prozesspara meter möglich, was jedoch durch die vorgeschlagene adaptive Regelung nicht erfor derlich ist. In addition, the adaptive control described in more detail below offers the possibility of expanding narrow manufacturing tolerances and thus improving manufacturing productivity and reducing manufacturing rejects. Normally, such a high level of variability is only possible by specifying different process parameters, which, however, is not necessary due to the proposed adaptive control.
Neben der Berechnung der in Fig. 7 dargestellten Verläufe Fau bis Fao, die lediglich drei Kurven einer Kurvenschar sind, ist das numerische Modell auch in der Lage, je weils obere und untere Grenzwerte für einzelne Verläufe der Kurvenschar zu bestim men, um Schäden an den Bauteilen 34, 42 und 43 zu vermeiden. In addition to calculating the curves Fau to Fao shown in FIG. 7, which are only three curves in a family of curves, the numerical model is also able to determine upper and lower limit values for individual curves in the family of curves in order to avoid damage to the Components 34, 42 and 43 to avoid.
Während des Fügeprozesses wird mittels der ermittelten Werte der axialen Stellkraft Fa überprüft, ob die aktuell an der Keilhülse 43 anliegende axiale Stellkraft Fa kleiner als ein oberer Grenzwert ist. During the joining process, the determined values of the axial setting force Fa are used to check whether the axial setting force Fa currently applied to the wedge sleeve 43 is less than an upper limit value.
Der weiteren Beschreibung wird die Darstellung gemäß Fig. 8 zugrunde gelegt, die mehrere Verläufe verschiedener Prozessparameter der Vorrichtung 40 gemäß Fig. 4 zeigt. Dabei sind jeweils verschiedene Verläufe der axialen Stellkraft Fa und des radi alen Drucks p des Hydraulikfluids über der Betriebszeit t gezeigt. Ein Verlauf Fath entspricht einem theoretischen Verlauf der axialen Stellkraft Fa während der Herstel lung der Presspassung zwischen den Bauteilen 34, 42 und 43. Da der axiale Ver stellweg S über der Betriebszeit t ausgehend vom Stellwegwert S1 in Richtung des Stellwegwertes S2 stetig ansteigt, steigt auch der theoretische Verlauf Fath der axia len Stellkraft Fa im dargestellten Umfang an. Oberhalb des theoretischen Verlaufes Fath ist ein oberer theoretischer Verlauf Fatho angegeben, der wenigstens annä hernd parallel zum theoretischen Verlauf Fath der axialen Stellkraft Fa verläuft.
Zusätzlich ist ein ebenfalls parallel zum theoretischen Verlauf Fath verlaufender theo retischer unterer Verlauf Fatu dargestellt, der eine untere Grenze der axialen Stell kraft Fa darstellt. Des Weiteren ist ein Ist-Verlauf Faist der axialen Stellkraft Fa ange geben, der jeweils die an der Keilhülse 43 real anliegende Stellkraft Fa graphisch wiedergibt. The further description is based on the illustration according to FIG. 8 , which shows several curves of different process parameters of the device 40 according to FIG. 4 . Different curves of the axial actuating force Fa and the radial pressure p of the hydraulic fluid over the operating time t are shown in each case. A curve Fath corresponds to a theoretical curve of the axial positioning force Fa during the production of the press fit between the components 34, 42 and 43. Since the axial adjustment path S increases steadily over the operating time t, starting from the adjustment path value S1 in the direction of the adjustment path value S2, it also increases the theoretical curve Fath of the axial positioning force Fa to the extent shown. An upper theoretical curve Fatho is indicated above the theoretical curve Fath, which runs at least approximately parallel to the theoretical curve Fath of the axial actuating force Fa. In addition, a theoretical lower curve Fatu, which also runs parallel to the theoretical curve Fath, is shown, which represents a lower limit of the axial actuating force Fa. Furthermore, an actual curve Faactual of the axial actuating force Fa is given, which graphically reproduces the actuating force Fa actually applied to the wedge sleeve 43 .
Zu einem Zeitpunkt T 1 liegt an der Keilhülse 43 eine axiale Stellkraft Faist(T 1 ) an, womit die Keilhülse 43 zwischen den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 eingeschoben wird. Mit zunehmendem axialem Verstellweg S der Keilhülse 43 steigt der Ist-Verlauf Faist der axialen Stellkraft Fa in dargestelltem Umfang an. Der radiale Druck p des Hydraulikfluids weist ab dem Zeitpunkt T1 ein konstantes Druckniveau p(T1 ) auf. At a point in time T 1 , an axial adjusting force Faactual (T 1 ) is applied to the wedge sleeve 43 , as a result of which the wedge sleeve 43 is pushed in between the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 . As the axial adjustment path S of the wedge sleeve 43 increases, the actual curve Faactual of the axial actuating force Fa increases to the extent shown. The radial pressure p of the hydraulic fluid has a constant pressure level p(T1) from the point in time T1.
Zu einem Zeitpunkt T2 erreicht der Ist-Verlauf Faist den oberen Verlauf Fatho, die auch einen Verlauf eines oberen Grenzwertes der axialen Stellkraft Fa darstellt. Da der Ist-Verlauf Faist der axialen Stellkraft Fa den oberen Verlauf Fatho zum Zeitpunkt T2 überschreitet, wird der radiale Druck p des Hydraulikfluids ab dem Zeitpunkt T2 in dargestelltem Umfang rampenförmig bis zu einem Zeitpunkt T3 auf ein Druckniveau p(T3) angehoben. Mit Erreichen des Druckniveaus p(T3) unterschreitet der Ist-Ver lauf Faist der axialen Stellkraft Fa den oberen Verlauf Fatho der axialen Stellkraft Fa, weshalb der Druck p ab dem Zeitpunkt T3 auf dem Druckniveau p(T3) belassen wird. At a point in time T2, the actual curve Faist reaches the upper curve Fatho, which also represents a curve of an upper limit value of the axial actuating force Fa. Since the actual curve Faactual of the axial actuating force Fa exceeds the upper curve Fatho at time T2, the radial pressure p of the hydraulic fluid is ramped from time T2 to the extent shown to a time T3 to a pressure level p(T3). When the pressure level p(T3) is reached, the actual curve Faact of the axial actuating force Fa falls below the upper curve Fatho of the axial actuating force Fa, which is why the pressure p is left at the pressure level p(T3) from the point in time T3.
Zu einem späteren Zeitpunkt T4 überschreitet der Ist-Verlauf Faist der axialen Stell kraft wiederum den oberen Verlauf Fatho, weshalb der radiale Druck p des Hydraulik fluids ab dem Zeitpunkt T4 rampenförmig bis zu einem Zeitpunkt T5 angehoben wird. Zum Zeitpunkt T5 weist der radiale Druck p ein Druckniveau p(T5) auf, zu dem der Ist-Verlauf Faist der axialen Stellkraft Fa den oberen Verlauf Fatho wieder unter schreitet. Aus diesem Grund wird der radiale Druck p ab dem Zeitpunkt T5 auf dem Druckniveau p(T5) belassen. At a later point in time T4, the actual curve Faist of the axial actuating force again exceeds the upper curve Fatho, which is why the radial pressure p of the hydraulic fluid is increased in a ramped manner from point in time T4 to a point in time T5. At time T5, the radial pressure p has a pressure level p(T5) at which the actual curve Faist of the axial actuating force Fa falls below the upper curve Fatho again. For this reason, the radial pressure p is left at the pressure level p(T5) from the point in time T5.
Für den Fall, dass der Ist-Verlauf Faist den unteren Verlauf Fathu unterschreitet, wird der radiale Druck p in nicht näher dargestelltem Umfang solange vorzugsweise
rampenförmig reduziert, bis der Ist-Verlauf Faist wieder zwischen dem unteren Ver lauf Fathu und dem oberen Verlauf Fatho der axialen Stellkraft Fa verläuft. In the event that the actual curve Faact falls below the lower curve Fathu, the radial pressure p is preferred to an extent that is not shown in detail reduced in a ramp shape until the actual curve Faist again runs between the lower curve Fathu and the upper curve Fatho of the axial actuating force Fa.
Tritt jedoch der Fall auf, dass der radiale Druck p nicht ausreicht, um die axiale Stell kraft Fa in vorbeschriebenem Umfang zu reduzieren, ist in der adaptiven Regelung ein Verlauf Faomax hinterlegt, oberhalb dem an der Keilhülse 43 jeweils eine axiale Stellkraft Fa anliegt, die eine unerwünschte Spanbildung während der Fierstellung der Presspassung begünstigt. Dabei weist der Verlauf Faomax vorliegend ab einem Zeitpunkt T6 einen konstanten Wert Famax auf, oberhalb dem plastisches Fließen im Bereich der Keilhülse 43 und/oder im Bereich des Planetenbolzens 42 und/oder im Bereich des Planetenträgers 34 auftritt, wenn die Keilhülse 43 mit Axialkräften größer als der Wert Fmax beaufschlagt wird. Der Bereich der axialen Stellkraft Fa, in dem eine Spanbildung begünstigt ist, liegt vorliegend oberhalb des Verlaufes Faomax und unterhalb des Wertes Famax der axialen Stellkraft Fa. However, if the radial pressure p is not sufficient to reduce the axial actuating force Fa to the extent described above, a curve Faomax is stored in the adaptive control system, above which an axial actuating force Fa is applied to the wedge sleeve 43 undesired chip formation during the release position of the press fit. In the present case, the course Faomax has a constant value Famax from a point in time T6, above which plastic flow occurs in the area of wedge sleeve 43 and/or in the area of planet bolt 42 and/or in the area of planet carrier 34 if wedge sleeve 43 is subjected to greater axial forces than the Fmax value is applied. In the present case, the range of the axial setting force Fa in which chip formation is promoted is above the curve Faomax and below the value Famax of the axial setting force Fa.
Während des Fügeprozesses, der den in Fig. 9 dargestellten Verläufen zugrunde liegt und der wiederum zum Zeitpunkt T1 startet, übersteigt der Ist-Verlauf Faist den oberen Verlauf Fatho zu einem Zeitpunkt T7. Mit Überschreiten des oberen Verlaufes Fatho wird wiederum der radiale Druck p ab dem Zeitpunkt T7 zunächst bis zu einem Zeitpunkt T8 rampenförmig angehoben. Da der Druckanstieg bis zum Zeitpunkt T8 nicht die gewünschte Reduzierung der axialen Stellkraft Fa bewirkt und der Ist-Ver lauf Faist zum Zeitpunkt T8 einen weiteren oberen Verlauf Fathomax überschreitet, wird der radiale Druck p ab dem Zeitpunkt T8 mit größerem Gradienten in Richtung eines maximalen Druckwertes pmax angehoben, den der radiale Druck p zu einem Zeitpunkt T9 erreicht. Ab dem Zeitpunkt T9 wird der radiale Druck p konstant auf dem maximalen Druckwert pmax belassen. Im vorliegend betrachteten Fall bewirkt der maximale Druckwert pmax, dass der Ist-Verlauf Faist den oberen maximalen Verlauf Fathomax zu einem Zeitpunkt T10 unterschreitet. During the joining process, on which the curves shown in FIG. 9 are based and which in turn starts at time T1, the actual curve Faist exceeds the upper curve Fatho at a time T7. When the upper curve Fatho is exceeded, the radial pressure p is again increased in a ramp-like manner from the point in time T7 up to a point in time T8. Since the pressure increase up to the time T8 does not bring about the desired reduction in the axial actuating force Fa and the actual course Faist at the time T8 exceeds another upper course Fathomax, the radial pressure p increases with a greater gradient in the direction of a maximum pressure value from the time T8 pmax that the radial pressure p reaches at a time T9. From the point in time T9, the radial pressure p is left constant at the maximum pressure value pmax. In the case considered here, the maximum pressure value pmax has the effect that the actual curve Faactual falls below the upper maximum curve Fathomax at a point in time T10.
Dieses Ereignis löst eine rampenförmige Reduzierung des radialen Druckes p ausge hend vom maximalen Druckwert pmax aus. Da der Ist-Verlauf Faist den oberen Ver lauf Fatho zu einem Zeitpunkt T11 unterschreitet, wird der radiale Druck p ab dem Zeitpunkt T 11 konstant auf dem Druckniveau p(T 11 ) belassen und die Keilhülse 43
weiter zwischen den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 eingeschoben, bis die Presspassung endgültig hergestellt ist.
This event triggers a ramp-shaped reduction in the radial pressure p starting from the maximum pressure value pmax. Since the actual curve Faist falls below the upper curve Fatho at a point in time T11, the radial pressure p is left constant at the pressure level p(T11) from the point in time T11 and the wedge sleeve 43 further inserted between the planetary carrier 34 and the planetary pin 42 until the press fit is finally established.
Bezuqszeichenliste Reference character list
Hauptdrehachsemain axis of rotation
Gasturbinentriebwerk gas turbine engine
Kern core
Lufteinlassair intake
Niederdruckverdichterlow-pressure compressor
Hochdruckverdichterhigh-pressure compressor
Verbrennungseinrichtungincinerator
Hochdruckturbinehigh pressure turbine
Bypassschubdüsebypass exhaust nozzle
Niederdruckturbinelow pressure turbine
Kernschubdüsecore thruster
Triebwerksgondelengine nacelle
Bypasskanal bypass channel
Schubgebläse thrust fan
Stützstruktur support structure
Welle, Verbindungswelleshaft, connecting shaft
Verbindungswelle connecting shaft
Sonnenrad A Zahnprofil des SonnenradesSun gear A Tooth profile of the sun gear
Getriebe, PlanetengetriebeGears, planetary gears
Planetenrad planet wheel
Planetenträger planet carrier
Gestänge linkage
Hohlrad ring gear
Vorrichtung contraption
Presseinrichtung pressing device
Bauteil, Planetenbolzencomponent, planet bolt
Spannelement clamping element
Spannelement clamping element
Aktor actuator
Stellelement
47 Deckelelement actuator 47 cover element
48 Gehäusebereich des Aktors 48 housing area of the actuator
49, 50 gehäuseseitiger Anschlag 49, 50 housing-side stop
51 Mutter 51 mother
52 vergrößerter Durchmesserbereich des Stellelementes 52 increased diameter range of the control element
53, 54 Seite des Planetenträgers und des Lagerbolzens 55A bis 56 B Distanzelement 53, 54 side of planet carrier and bearing pin 55A to 56 B spacer
57 äußerer Umfang des Spannelementes 23 57 outer circumference of the clamping element 23
58 innerer Durchmesser des Spannelementes 23 58 inner diameter of the clamping element 23
59, 60 Seite des Spannelementes 23 61 kegelförmige Außenkontur des Lagerbolzens 62 Leitung des Lagerbolzens 59, 60 side of the clamping element 23 61 conical outer contour of the bearing pin 62 line of the bearing pin
63 Leitung des Stellelements 63 line of the actuator
64 Leitung des Spannelementes 23 66 innerer Durchmesser der Bohrung 64 line of the clamping element 23 66 inner diameter of the bore
67 Bohrung des Planetenträgers 34 67 planet carrier hole 34
68 Außendurchmesser des Planetenbolzens 42 111 Kernstrom 122 Bypassstrom 68 Planetary Bolt Outer Diameter 42 111 Core Flow 122 Bypass Flow
A, B axiale Richtung X axiale Strömungsrichtung A, B axial direction X axial flow direction
Fa axiale Stellkraft Fa axial positioning force
Fau, Farn, Fao Verlauf der Stellkraft Fau, Fern, Fao course of the force
Faist Ist-Verlauf der axialen Stellkraft Faist Actual progression of the axial positioning force
Fath theoretischer Verlauf der axialen Stellkraft Fath theoretical course of the axial force
Fatho oberer Verlauf des theoretischen Verlaufes der axialen StellkraftFatho upper course of the theoretical course of the axial force
Fathu unterer Verlauf des theoretischen Verlaufes der axialen Stell kraft Fathu Lower course of the theoretical course of the axial actuating force
Fathomax maximaler oberer Verlauf des theoretischen Verlaufes der axia len Stellkraft
Faomax Verlauf eines maximalen oberen Grenzwertes der axialen Stell kraft Fathomax Maximum upper course of the theoretical course of the axial positioning force Faomax course of a maximum upper limit value of the axial actuating force
Famax maximaler Wert der axialen Stellkraft Famax maximum value of the axial positioning force
P radialer Druck des Hydraulikfluids pmax maximaler Druckwert des radialen Drucks des HydraulikfluidsP radial pressure of the hydraulic fluid pmax maximum pressure value of the radial pressure of the hydraulic fluid
P(T1), p(T3), P(T5), p(T11 ) diskreter Druckwert T1 bis T11 diskreter Zeitpunkt t Betriebszeit
P(T1), p(T3), P(T5), p(T11 ) discrete pressure value T1 to T11 discrete time t operating time
Claims
1. Verfahren zum Herstellen oder Lösen einer Presspassung zwischen wenigstens einem ersten Bauteil (42) und wenigstens einem zweiten Bauteil (34) und wenigstens einer dazwischen angeordneten Keilhülse (43, 44), wobei während dem Erzeugen oder dem Lösen der Presspassung jeweils Hydraulik fluid unter Druck (p) zwischen einer Außenfläche der Keilhülse (43, 44) und einer In nenseite des zweiten Bauteiles (34) und/oder zwischen einer Innenseite der Keil hülse (43, 44) und einer Außenseite des ersten Bauteiles (42) eingeleitet wird, wobei eine axiale Stellkraft (Fa) während der Herstellung oder dem Lösen der Presspassung ermittelt wird, und wobei der Druck (p), mit dem das Hydraulikfluid eingeleitet wird, bei Vorliegen ei ner axialen Stellkraft (Fa) größer oder gleich einem vordefinierten oberen Grenzwert (Fatho) automatisch geregelt solange variiert wird, bis die axiale Stellkraft (Fa) kleiner ist als der vordefinierte obere Grenzwert (Fatho). 1. A method for producing or releasing a press fit between at least one first component (42) and at least one second component (34) and at least one wedge sleeve (43, 44) arranged between them, wherein hydraulic fluid is injected during the generation or release of the press fit Pressure (p) is introduced between an outer surface of the wedge sleeve (43, 44) and an inside of the second component (34) and/or between an inside of the wedge sleeve (43, 44) and an outside of the first component (42), wherein an axial positioning force (Fa) is determined during the manufacture or release of the interference fit, and wherein the pressure (p) with which the hydraulic fluid is introduced is greater than or equal to a predefined upper limit value ( Fatho) is automatically controlled and varied until the axial actuating force (Fa) is less than the predefined upper limit value (Fatho).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Fügevorgang be endet wird, wenn während der Herstellung der Presspassung eine axiale Stellkraft (Fa) kleiner als ein vordefinierter unterer Grenzwert (Fathu) ermittelt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the joining process is ended when an axial actuating force (Fa) is determined to be less than a predefined lower limit value (Fathu) during the production of the press fit.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügevor gang beendet wird, wenn während der Herstellung der Presspassung eine axiale Stellkraft (Fa) größer als ein weiterer vordefinierter oberer Grenzwert (Famax) ermit telt wird, der größer ist als der obere Grenzwert (Fatho) der Stellkraft und oberhalb dem im Bereich der Bauteile (34, 42) und/oder der Keilhülse (43, 44) plastische Ver formungen auftreten. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the joining process is ended if, during the production of the press fit, an axial actuating force (Fa) is greater than a further predefined upper limit value (Famax), which is greater than the upper limit (Fatho) of the actuating force and above which plastic deformations occur in the area of the components (34, 42) and/or the wedge sleeve (43, 44).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügevorgang beendet wird, wenn während der Herstellung der Presspassung der Druck (p) einen oberen Grenzwert (pmax) überschreitet. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the joining process is terminated when the pressure (p) exceeds an upper limit value (pmax) during the production of the press fit.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Grenzwert (Fatho) und/oder der untere Grenzwert (Fathu) der axialen Stellkraft (Fa) in Abhängigkeit eines Verstellweges (S) der Keilhülse (43, 44) gegenüber den
Bauteilen (34, 42) oder in Abhängigkeit eines Verschiebeweges von einem der Bau teile gegenüber dem anderen Bauteil und gegenüber der Keilhülse variiert. 5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the upper limit value (Fatho) and/or the lower limit value (Fathu) of the axial actuating force (Fa) as a function of an adjustment path (S) of the wedge sleeve (43, 44) compared to the Components (34, 42) or depending on a displacement path of one of the building parts compared to the other component and compared to the wedge sleeve varies.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verlauf der Stellkraft (Fau, Farn, Fao) in Abhängigkeit eines axialen Verstellweges (S) der Keilhülse (43, 44) gegenüber den Bauteilen (34, 42) oder in Abhängigkeit ei nes Verschiebeweges von einem der Bauteile gegenüber dem anderen Bauteil und gegenüber der Keilhülse bestimmt wird. 6. The method according to any one of claims 2 to 5, characterized in that a course of the actuating force (Fau, Farn, Fao) as a function of an axial adjustment path (S) of the wedge sleeve (43, 44) relative to the components (34, 42) or is determined as a function of the displacement path of one of the components relative to the other component and relative to the wedge sleeve.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Stellkraft (Fa) mittels eines numerischen Modells bestimmt wird, das in Abhängigkeit empirisch ermittelter Daten kalibriert wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the course of the actuating force (Fa) is determined by means of a numerical model which is calibrated as a function of empirically determined data.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck (p) des Hydraulikfluids für einen definierten Zeitraum auf dem Druckniveau des oberen Grenzwertes (pmax) belassen wird und während des Zeitraumes überprüft wird, ob die Stellkraft (Fa) innerhalb des definierten Zeitraumes auf Werte kleiner als der obere Grenzwert (Fatho) absinkt, wobei der Druck (p) bei positivem Prüfergebnis wieder reduziert wird und der Fügeprozess bei negativem Prüfergebnis beendet wird. 8. The method according to any one of claims 4 to 7, characterized in that the pressure (p) of the hydraulic fluid is left at the pressure level of the upper limit value (pmax) for a defined period of time and it is checked during the period of time whether the actuating force (Fa) falls within the defined period of time to values below the upper limit value (Fatho), whereby the pressure (p) is reduced again if the test result is positive and the joining process is ended if the test result is negative.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck (p) bei Unterschreiten eines weiteren oberen Grenzwertes des Drucks (p), der kleiner als der obere Grenzwert (pmax) des Druckes ist, konstant gehalten wird. 9. The method according to any one of claims 4 to 8, characterized in that the pressure (p) falls below a further upper limit value of the pressure (p), which is smaller than the upper limit value (pmax) of the pressure, is kept constant.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (42) ein Planetenbolzen ist, auf dem ein Planetenrad (32) eines Plane tengetriebes (30) gelagert ist, und das zweite Bauteil (34) als ein Planetenträger aus gebildet ist, wobei der Planetenbolzen (42) endseitig in Bohrungen (67) des Plane tenträgers (34) angeordnet ist und die wenigstens eine Keilhülse (43, 44) zur Fierstel lung der Presspassung zwischen den Planetenbolzen (42) und den Planetenträger (34) eingepresst wird und zum Lösen der Presspassung ausgeschoben wird.
10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the first component (42) is a planetary pin on which a planetary gear (32) of a tarpaulin transmission (30) is mounted, and the second component (34) as a Planet carrier is formed from, wherein the planet pin (42) end in bores (67) of the tarpaulin tenträgers (34) is arranged and the at least one wedge sleeve (43, 44) for Fierstel development of the press fit between the planet pin (42) and the planet carrier ( 34) is pressed in and pushed out to loosen the press fit.
11. Vorrichtung (40) zum Herstellen oder Lösen einer Presspassung zwischen we nigstens einem ersten Bauteil (42) und einem zweiten Bauteil (34) und wenigstens einerzwischen den Bauteilen (42, 34) angeordneten Keilhülse (43, 44) mit einer Presseinrichtung (41) zum Anlegen einer axialen Stellkraft (Fa) an den Bau teilen (34, 42) und an der Keilhülse ( 43,44), mit wenigstens einem Sensor zum Ermitteln der axialen Stellkraft (Fa), mit einer Hydraulikfluid-Hochdruck-Einspritzeinrichtung zum Einleiten von Hydraulik fluid unter Druck (p) zwischen einer Außenfläche der Keilhülse (43, 44) und einer In nenseite des zweiten Bauteiles (34) und/oder zwischen einer Innenseite der Keil hülse (43, 44) und einer Außenseite des ersten Bauteiles (42), mit wenigstens einem Druckmess-Sensor zum Ermitteln des Drucks (p), mit einem Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprü che 1 bis 10. 11. Device (40) for producing or releasing a press fit between at least one first component (42) and a second component (34) and at least one wedge sleeve (43, 44) arranged between the components (42, 34) with a pressing device (41 ) for applying an axial actuating force (Fa) to the structural parts (34, 42) and to the wedge sleeve (43,44), with at least one sensor for determining the axial actuating force (Fa), with a high-pressure hydraulic fluid injection device for introduction of hydraulic fluid under pressure (p) between an outer surface of the wedge sleeve (43, 44) and an inner side of the second component (34) and/or between an inner side of the wedge sleeve (43, 44) and an outer side of the first component (42 ), with at least one pressure measuring sensor for determining the pressure (p), with a control unit for carrying out the method according to any one of claims 1 to 10.
12. Steuergerät zum Herstellen oder Lösen einer Presspassung zwischen wenigs tens einem ersten Bauteil (42) und wenigstens einem zweiten Bauteil (34) und we nigstens einer dazwischen angeordneten Keilhülse (43, 44), wobei das Steuergerät derart ausgeführt ist, dass während dem Erzeugen oder dem Lösen der Presspassung jeweils Hydraulikfluid unter Druck (p) zwischen einer Au ßenfläche der Keilhülse (43, 44) und einer Innenseite des zweiten Bauteiles (34) und/oder zwischen einer Innenseite der Keilhülse (43, 44) und einer Außenseite des ersten Bauteiles (42) eingeleitet wird, wobei eine axiale Stellkraft (Fa) während der Herstellung oder dem Lösen der Presspassung ermittelt wird, und wobei der Druck (p), mit dem das Hydraulikfluid eingeleitet wird, bei Vorliegen ei ner axialen Stellkraft (Fa) größer oder gleich einem vordefinierten oberen Grenzwert (Fatho) automatisch geregelt solange variiert wird, bis die axiale Stellkraft (Fa) kleiner ist als der vordefinierte obere Grenzwert (Fatho). 12. Control unit for producing or releasing a press fit between at least one first component (42) and at least one second component (34) and we least one wedge sleeve (43, 44) arranged between them, the control unit being designed in such a way that during the production or the loosening of the press fit, in each case hydraulic fluid under pressure (p) between an outer surface of the wedge sleeve (43, 44) and an inner side of the second component (34) and/or between an inner side of the wedge sleeve (43, 44) and an outer side of the first Component (42) is introduced, with an axial actuating force (Fa) being determined during the production or loosening of the press fit, and the pressure (p) with which the hydraulic fluid is introduced being greater when an axial actuating force (Fa) is present or equal to a predefined upper limit value (Fatho) is automatically varied until the axial actuating force (Fa) is smaller than the predefined upper limit value (Fatho).
13. Steuergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe das Ver fahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 steuerungsseitig ausführt.
13. Control device according to claim 12, characterized in that the process according to one of claims 1 to 11 is carried out on the control side.
14. Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computer lesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf ei nem Computer oder auf einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einem Steuergerät gemäß Anspruch 12, ausgeführt wird.
14. Computer program product with program code means, which are stored on a computer-readable data carrier, in order to carry out all the steps of a method according to one of claims 1 to 11, if the computer program product is on a computer or on a corresponding computing unit, in particular a control unit according to claim 12 , is performed.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021103575 | 2021-02-16 | ||
PCT/EP2022/052457 WO2022175087A1 (en) | 2021-02-16 | 2022-02-02 | Method, device and control unit for establishing a press fit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP4259375A1 true EP4259375A1 (en) | 2023-10-18 |
Family
ID=80446607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP22703616.7A Pending EP4259375A1 (en) | 2021-02-16 | 2022-02-02 | Method, device and control unit for establishing a press fit |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4259375A1 (en) |
DE (1) | DE102022102422A1 (en) |
WO (1) | WO2022175087A1 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3484539D1 (en) * | 1983-09-17 | 1991-06-06 | Fuji Hensokuki Kk | TRANSMISSION. |
CH701086B1 (en) * | 2007-10-17 | 2010-11-30 | Jan Wernecke | Apparatus for frictionally coupling two coaxial components. |
DE102017129359A1 (en) * | 2017-12-08 | 2019-06-13 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Arrangement with a press, with two components and with at least one clamping element |
US11358243B2 (en) * | 2018-04-25 | 2022-06-14 | Riverhawk Company | High torque friction fit low moment hub joint assembly for a shaft |
-
2022
- 2022-02-02 DE DE102022102422.9A patent/DE102022102422A1/en active Pending
- 2022-02-02 WO PCT/EP2022/052457 patent/WO2022175087A1/en unknown
- 2022-02-02 EP EP22703616.7A patent/EP4259375A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102022102422A1 (en) | 2022-08-18 |
WO2022175087A1 (en) | 2022-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102007058417B4 (en) | TURBINE AND PUMP WHEELS FOR TORQUE CONVERTERS | |
WO2012100933A1 (en) | Method and device for changing a gasket in an aircraft engine | |
EP3204187B1 (en) | Method for mounting rotor blades onto a rotor disk, and corresponding tensioning device for performing such a method | |
EP2911826B1 (en) | Method for assembling an engine module | |
WO2015181017A2 (en) | Gas turbine dismounting method | |
EP2888448A1 (en) | Method for assembling and disassembling a rotor having a number of rotor components of an axial flow turbomachine and such a rotor | |
DE102018106564B4 (en) | Planetary gearbox, gas turbine engine with planetary gearbox and method for producing a planetary gearbox | |
EP4259375A1 (en) | Method, device and control unit for establishing a press fit | |
DE102020108662A1 (en) | Housing for a transmission and method for assembling a transmission designed as a planetary transmission | |
DE102018122535B4 (en) | Planetary gear device and gas turbine engine | |
DE102017129359A1 (en) | Arrangement with a press, with two components and with at least one clamping element | |
EP3450728A1 (en) | Flow machine with a planetary gear device | |
EP3572628B1 (en) | Steam turbine assembly | |
EP1313591B1 (en) | Method for the plastic moulding of the hub recess for a fast running turbine component | |
WO2022058085A1 (en) | Method for mounting a rotor of an electrical machine on a gearbox, and electric drive unit for a vehicle | |
DE102020214773A1 (en) | Method for coupling an electrical machine to a gearbox and geared motor | |
DE102021118324A1 (en) | Device and method for aligning two holes of two components | |
DE102022102429A1 (en) | Method and control device for assembling a rotationally operable device with multiple components | |
DE102020003254A1 (en) | Method and control device for manufacturing a multi-part rotor of a gas turbine engine | |
DE102022134909A1 (en) | Assembly for a gas turbine engine and method for attaching a blade retaining plate to a rotor disk of a gas turbine engine | |
BE1030268B1 (en) | Nitric acid plant for the production of nitric acid | |
DE102004016244A1 (en) | Rotor for a turbomachine | |
DE102021111572A1 (en) | Assembly device and method for assembling at least two components to be connected to one another | |
DE102018219590A1 (en) | Method for producing a component for a turbomachine | |
EP4409162A1 (en) | Transmission arrangement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: UNKNOWN |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE |
|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20230712 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
DAV | Request for validation of the european patent (deleted) | ||
DAX | Request for extension of the european patent (deleted) |