DE102007041575A1

DE102007041575A1 - Verfahren zur Montageüberwachung von Mehrfachkupplungsmodulen in Getrieben

Info

Publication number: DE102007041575A1
Application number: DE102007041575A
Authority: DE
Inventors: Martin Gerlach
Original assignee: BorgWarner Inc; Borg Warner Automotive Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2007-09-01
Filing date: 2007-09-01
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2027-09-02
Also published as: DE102007041575B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montageüberwachung von Kupplungsmodulen. Dazu umfasst das Kupplungsmodul mindestens ein innerhalb eines Kupplungsgehäuses angeordnetes, von außerhalb des Kupplungsgehäuses zugängliches, zumindest in axialer Richtung betätigtes Montageelement. Das Montageelement wird mittels eines Montagehilfswerkzeugs kraft- und/oder drehmomentabhängig fixiert. Das Montagehilfswerkzeug umfasst mindestens einen axialen Wegaufnehmer, Nach dem Fixieren des Montageelements wird das Montagehilfswerkzeug zurückgefahren. Das Montagehilfswerkzeug wird gegenüber dem Montageelement um die in axialer Richtung orientierte Kupplungsachse verdreht und mittels des axialen Wegaufnehmers wird die axiale Lage des Montageelements ermittelt.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Montageüberwachung von Kupplungsmodulen entwickelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montageüberwachung von Kupplungsmodulen.
Aus der EP 1 515 059 A1 und aus der WO 2005/119 080 A1 sind Mehrfachkupplungen, z. B. Doppelwellenkupplungen bekannt. Bei der Montage einer Doppelwellenkupplung an das Getriebe wird das einzelne Kupplungsmodul beispielsweise auf die Getriebeeingangswelle aufgesetzt und mittels eines Montageelements in seiner Lage gesichert. Verschmutzungen und Toleranzfahler können einen ungenauen Sitz des Montageelements und damit der Kupplung verursachen. Dies kann die Funktion der Kupplung beeinträchtigen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Montageüberwachung von Kupplungsmodulen zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu umfasst das Kupplungsmodul mindestens ein innerhalb eines Kupplungsgehäuses angeordnetes, von außerhalb des Kupplungsgehäuses zugängliches, zumindest in axialer Richtung betätigtes Montageelement. Das Montageelement wird mittels eines Montagehilfswerkzeugs kraft- und/oder drehmomentabhängig fixiert. Das Montagehilfswerkzeug weist mindestens einen axialen Wegaufnehmer auf. Nach dem Fixieren des Montageelements wird das Montagehilfswerkzeug zurückgefahren. Das Montagehilfswerkzeug wird gegenüber dem Montageelement um die in axialer Richtung orientierte Kupplungsachse verdreht und mittels des axialen Wegaufnehmers wird die axiale Lage des Montageelements ermittelt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.
1: Doppelwellenkupplung;
2: Detail von 1;
3: Montageelement;
4: Montage einer Haltemutter;
5: Verdrehen des Montagehilfswerkzeugs;
6: Prüfung der axialen Lage des Montageelements.
1 zeigt eine Doppelwellenkupplung 1 mit zwei flüssigkeitsgeschmierten Reibkupplungen 50, 150. Diese kraftschlüssigen Schaltkupplungen haben zwei axial nebeneinander angeordneten Lamellenpakete 55, 155. Die beiden Kupplungen 50, 150 werden hydraulisch geschlossen. Das Lösen der einzelnen Kupplung 50, 150 erfolgt über Federelemente, ggf. auch hydraulisch über entsprechende Zylinder-Kolben-Einheiten. Die Federelemente 100, 200 sind z. B. mechanische Federn wie Schraubenfedern und/oder Membranfedern. Dieses Kupplungssystem wird in der Regel in Personenkraftwagen eingesetzt.
Das Kupplungssystem sitzt zum einen zwischen einem mehrwelligen Schaltgetriebe und dem Antriebsmotor des Fahrzeugs. Der Antriebsmotor ist in der Regel ein Otto- oder Dieselmotor. Zwischen dem Antriebsmotor und dem Kupplungssystem ist oft ein Ein- oder Zweimassenschwungrad 3 montiert.
Das Motordrehmoment des Otto- oder Dieselmotors gelangt von der Kurbelwelle auf das Schwungrad 3. Letzteres sitzt über eine drehstarre Wellen-Naben-Verbindung 22 auf der Kupplungseingangswelle 21.
Die Kupplungseingangswelle 21 ist u. a. über ein Wälzlager 27 auf einem – im Wesentlichen – rohrförmig gestalteten Ölzuführkörper 25 gelagert. Sie ist mit einer Hauptnabe 47 z. B. formschlüssig verbunden. Die Hauptnabe 47 umgibt hierbei den Ölzuführkörper 25 zumindest im Bereich der im Ölzuführkörper 25 umlaufenden Ölzu- und -abführkanäle 29.
An die Hauptnabe 47, vgl. auch 2, ist ca. mittig ein Flanschring 48 angeformt, auf dem ebenfalls mittig ein zumindest weitgehend scheibenförmiges Abstützelement 49 angeordnet ist. Auf jeder Seite des Abstützelementes 49 ist ein Innenlamellenträger 54, 154 fest angebracht. Beide Innenlamellenträger 54, 154 sind baugleich ausgeführt. Sie sind zudem zueinander spiegelbildlich angeordnet. Ihre Lamellentragabschnitte 58, 158 haben gleiche Durchmesser. Die Spiegelebene verläuft mittig durch das Abstützelement 49 und normal zur Rotationsachse 5 des Kupplungssystems.
Zwischen dem jeweiligen Lamellentragabschnitt 58, 158 und der Hauptnabe 47 ist ein geblechter Ringkanal 85, 185 eingelegt, der form- oder kraftschlüssig mit dem jeweiligen Lamellentragabschnitt 58, 158 oder der Hauptnabe 47 verbunden ist. Der Ringkanal 85, 185 hat einen Boden, der u. a. am Flanschring 48 anliegt. Am Boden des Ringkanals 85, 185 sind Federführungselemente 101, 201 z. B. durch Verschweißen befestigt.
Gegenüber dem einzelnen Ringkanal 85, 185 ist ein ebenfalls ringkanalförmiger Ringzylinder 81, 181 angeordnet. Der Ringzylinder 81, 181, dessen Öffnung jeweils in Richtung des Flanschringes 48 orientiert ist, sitzt abgedichtet auf der Hauptnabe 47. In axialer Richtung ist er über ein Sicherungsring fixiert.
Zwischen dem Ringkanal 85, 185 und dem Ringzylinder 81, 181 ist ein aus Tiefziehblech geformter, z. B. zweiteiliger Ringkolben 61, 161 angeordnet. Der Ringkolben 61, 161 hat einen Kolbenabschnitt 62, 162 und einen Kraftübertragungsabschnitt 67, 167. Der Kolbenabschnitt 62, 162 gleitet an der radial außen liegenden Innenwandung des Ringzylinders 81, 181 sowie an der radial innen liegenden Innenwandung des Ringkanals 85, 185 abgedichtet entlang. Die Hauptnabe 47, der Ringzylinder 81, 181 und der Kolbenabschnitt 62, 162 schließen jeweils einen Arbeitsraum 80, 180 ein, der zum Schließen der Kupplung 50, 150 mit Drucköl beaufschlagt wird.
Der im Profil zumindest annähernd s-förmig gebogene Kraftübertragungsabschnitt 67, 167 liegt am Kolbenabschnitt 62, 162 und an der radial außen liegenden Innenwandung des Ringkanals 85, 185 an. Gegenüber dem Ringkanal 85, 185 ist der Kraftübertragungsabschnitt 67, 167 abgedichtet. Der Ringkolben 61, 161 und der Ringkanal 85, 185 umfassen jeweils einen Ausgleichsraum 90, 190. In letzterem sind eine Vielzahl von Schraubendruckfedern 100, 200 als Rückhubelemente angeordnet. Gegen den Ringkolben 61, 161 drücken sie über ein Federführungselement 101, 201, das gemeinsam am Kolbenabschnitt 62, 162 und am Kraftübertragungsabschnitt 67, 167 anliegt. Der Ausgleichsraum 90, 190 ist in der Regel mit Öl befüllt.
Der Kraftübertragungsabschnitt 67, 167 ist um den Lamellentragabschnitt 58, 158 herumgeführt, um bei einem Schließen der Kupplung 50, 150 die Innenlamellen 57, 157 gegen die Außenlamellen 56, 156 zu drücken.
Die Kombination aus Kupplungseingangswelle 21, Hauptnabe 47, Innenlamellenträger 54, 154 und den dazwischen angeordneten Kupplungsteilen der Kupplungen 50, 150 rotieren mit der Motordrehzahl. Die genannten Teile befinden sich im andauernden Eingriff mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors.
Die Außenlamellen 56 greifen formschlüssig in die Profilierung des äußeren Lamellentragabschnittes 76 eines Außenlamellenträgers 71 ein. Die Außenlamellen 56 sind an diesem Lamellentragabschnitt 76 drehsteif aber längsverschieblich gelagert. Die zwischen den Außenlamellen 56 sitzenden Innenlamellen 57 sind auf vergleichbare Weise mit der Profilierung des ersten Innenlamellenträgers 54 verbunden.
Am Außenlamellenträger 71 ist eine Verbindungsglocke 75 befestigt, die wiederum mit einem Lamellenträgerflansch 73 z. B. verschweißt ist. Letzterer sitzt über eine Wellen-Naben-Verbindung 72 auf einer ersten Getriebeeingangswelle 51. Die Kombination aus Außenlamellenträger 71, Verbindungsglocke 75 und Lamellenträgerflansch 73 stützt sich auf der Seite des Getriebeeingangs beispielsweise radial über ein Nadellager 78 am Getriebegehäuse 10 ab. Axial erfolgt die Abstützung ebenfalls durch ein Nadellager 79. Auf der entgegengesetzten Seite sitzt die Kombination mittels eines Rillenkugellagers 77 auf dem Ölzuführkörper 25.
Bei betätigter erster Kupplung 50 wird die Kupplungseingangswelle 21 über den Innenlamellenträger 54, das Lamellenpaket 55 und den ersten Außenlamellenträger 71, 171 mit der ersten Getriebeeingangswelle 51 verbunden. Eines der auf dieser Welle 51 angeordneten Gangräder kämmt dann kraftübertragend mit einem Gangrad auf der Getriebeausgangswelle. Die Gangräder und die Getriebeausgangswelle sind in 1 nicht dargestellt.
Im Bauraum der Verbindungsglocke 75 ist ein zweiter Außenlamellenträger 171 angeordnet. Er sitzt über einen Lamellenträgerflansch 173 auf der zweiten Getriebeeingangswelle 151. Die Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle 151 und dem Lamellenträgerflansch 173 erfolgt über eine Wellen-Naben-Verbindung 172. Letztere ist beispielsweise ein Keilwellenprofil. Die Getriebeeingangswelle 151 ist koaxial in der hohlen Getriebeeingangswelle 51 angeordnet.
Der zweite Lamellenträgerflansch 173 ist beispielsweise im ersten Lamellenträgerflansch 73 über ein Nadellager 178 radial gelagert. In axialer Richtung wird der zweite Außenlamellenträger 171 zwischen zwei Nadellagern 179 zwischen der Hauptnabe 47 und dem ersten Außenlamellenträger 71 eingespannt. Dabei sind die drei Axiallager 79, 179 baugleich. Alle drei Lager 79, 179 werden über eine Membran- oder Tellerfeder 177 gegenüber dem Getriebegehäuse 10 verspannt. Die zweite Abstützung erfolgt über die Hauptnabe 47.
Bei einem einkuppelnden Betätigen der zweiten Kupplung 150 wird die Kupplungseingangswelle 21 über die Hauptnabe 47, den Innenlamellenträger 154, das Lamellenpaket 155 und den Außenlamellenträger 171 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 151 gekuppelt. Entsprechende Gangräder leiten die Rotationsbewegung drehmomentverändert auf die nicht dargestellte, den Antriebsstrang antreibende Getriebeausgangswelle weiter.
Bei der Montage der Kupplung 1 wird ihre axiale Lage relativ zur Kupplungseingangselle 21 beispielsweise mittels eines Montageelements 300 fixiert. Dieses Montageelement 300 ist z. B. eine Haltemutter, vgl. 3, oder ein Rastring.
Die in der 3 dargestellte Haltemutter 300 hat einen rohrförmigen Abschnitt 301 mit einem Außengewinde 302 und einen Flansch 303. Letzterer hat eine z. B. ebene Anlagefläche 304 und eine hier nicht sichtbare äußere Planfläche. Am Umfang hat weist der Flansch 303 beispielsweise vier kerbenförmige Ausnehmungen 305 auf. Auch eine Ausführung mit zwei, drei oder mit mehr als vier Ausnehmungen 305 ist denkbar.
Die Haltemutter 300 wird bei der Montage der Kupplung 1 beispielsweise in ein Innengewinde des Ölzuführkörpers 25 eingeschraubt und verspannt diesen gegen die relativ hierzu rotierbaren Kupplungsnabe 47. Die Kupplungsnabe 47 ist hierbei z. B. sowohl gegenüber dem Ölzuführkörper 25 als auch gegenüber der Haltemutter 300 z. B. wälzgelagert. Das Anziehen der Haltemutter 300 erfolgt mittels eines außerhalb des Kupplungsgehäuses 10 angeordneten Montagehilfswerkzeugs 340, z. B. eines Drehmomentschraubers. Das Montagehilfswerkzeug 340 umfasst z. B. drei Montagestifte 350, die durch Aussparungen des Kupplungsgehäuses 10 hindurch in die Ausnehmungen 305 eingreifen, vgl. 4. Ein weiterer Stift 360, dieser sitzt beispielsweise auf demselben Teilkreis wie die vorgenannten Stifte 350, ist außer Eingriff. Der letztgenannte Stift 360 verfügt z. B. über einen axialen Wegaufnehmer 361. Nach dem Erreichen eines voreingestellten Anzugsdrehmoments wird das Montagehilfswerkzeug 340 zurückgefahren, bis die Montagestifte 350 außer Eingriff in einem an die Planfläche der Haltemutter 300 angrenzenden Zwischenraum sitzen, vgl. 5. Das Montagehilfswerkzeug 340 wird nun beispielsweise um 10 Grad verdreht, wo bei die Rotationsachse mit der Kupplungsachse 5 zusammenfällt. Der Rotationswinkel kann größer als der genannte Winkel sein, solange er kein ganzzahliges Vielfaches des Teilungswinkels der Ausnehmungen 305 ist.
Die Montagestifte 350 und der axiale Wegaufnehmer 361 stehen nun über der Planfläche der Haltemutter 300. In einem nächsten Verfahrensschritt wird der axiale Wegaufnehmer 361 gegen die Planfläche verfahren, vgl. 6. Hierbei nimmt er das Axialmaß der Planfläche der Haltemutter 300 auf.
Liegt das ermittelte Ist-Axialmaß der Planfläche innerhalb eines Toleranzfeldes um ein Soll-Axialmaß, ist die Haltemutter 300 und damit die Kupplung 1 richtig montiert. Liegt das Ist-Axialmaß außerhalb dieses Toleranzfeldes, muss beispielsweise die Haltemutter 300 nochmals demontiert und überprüft werden.
Gegebenenfalls können nun weitere Maße aufgenommen werden, beispielsweise in weiteren Zwischenräumen des Kupplungsmoduls 1.
Bei einer Ausführung des Montageelements 300 als Rastring erfolgt die Montage beispielsweise mittels eines kraftgesteuerten Montagehilfswerkzeugs 340. Der Rastring wird mit einer am Montagehilfswerkzeug 340 voreingestellten Kraft in axialer Richtung z. B. auf den Ölzuführkörper 25 aufgedrückt. Anschließend wird mittels eines am Montagehilfswerkzeugs 340 angeordneten axialen Wegaufnehmers 361 die axiale Lage des Rastrings geprüft.

1: Kupplung, Kupplungsmodul, Doppelwellenkupplung
3: Zweimassenschwungrad, Schwungrad
5: Rotationsachse des Kupplungssystems
10: Getriebegehäuse, Gehäuseglocke
20: Kupplungseingang
21: Kupplungseingangswelle
22: Wellen-Naben-Verbindung
25: Ölzuführkörper
27: Kugellager
28: Radialwellendichtung
29: Ölzu- und -abführkanäle
47: Hauptnabe
48: Flanschring
49: Abstützelement
50: erste Reibkupplung, Kupplung
51: erste Getriebeeingangswelle
54: erster Innenlamellenträger
55: Lamellenpaket
56: Außenlamellen
57: Innenlamellen
58: Lamellentragabschnitt
60: erster Kupplungsantrieb, Stellglied
61: erster Ringkolben, Kolben
62: Kolbenabschnitt
67: Kraftübertragungsabschnitt
71: Außenlamellenträger
72: Wellen-Naben-Verbindung
73: Lamellenträgerflansch
75: Verbindungsglocke
76: Lamellentragabschnitt
77: Wälzlager, Rillenkugellager
78: Rollenlager
79: Axiallager
80: erster Arbeitsraum
81: Zylinder, Ringzylinder
85: Ringkanal
90: erster Ausgleichsraum
100: Federelement, Rückholfeder, Membranfeder
101: Federführungselement an (85)
102: Federführungselement an (61)
150: zweite Reibkupplung, Kupplung
151: zweite Getriebeeingangswelle
154: zweiter Innenlamellenträger
155: Lamellenpaket
156: Außenlamellen
157: Innenlamellen
158: Lamellentragabschnitt
160: zweiter Kupplungsantrieb, Stellglied
161: zweiter Ringkolben, Kolben
162: Kolbenabschnitt
167: Kraftübertragungsabschnitt
171: Außenlamellenträger
172: Wellen-Naben-Verbindung
173: Lamellenträgerflansch
176: Lamellenträgerabschnitt
177: Membran- oder Tellerfeder
178: Rollenlager
179: Axiallager
180: zweiter Arbeitsraum
181: Zylinder, Ringzylinder
185: Ringkanal
190: zweiter Ausgleichsraum
200: Federelemente, Rückholfedern, Schraubenfedern
201: Federführungselement an (185)
202: Federführungselement an (161)
300: Montageelement, Haltemutter
301: rohrförmiger Abschnitt
302: Außengewinde
303: Flansch
304: Anlagefläche
305: Ausnehmungen
340: Montagehilfswerkzeug
350: Montagestift
360: Stift
361: axialer Wegaufnehmer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1515059 A1 [0002]
- WO 2005/119080 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Montageüberwachung von Kupplungsmodulen (1), – wobei das Kupplungsmodul (1) mindestens ein innerhalb eines Kupplungsgehäuses (10) angeordnetes, von außerhalb des Kupplungsgehäuses (10) zugängliches, zumindest in axialer Richtung betätigtes Montageelement (300) umfasst, – wobei das Montageelement (300) mittels eines Montagehilfswerkzeugs (340) kraft- und/oder drehmomentabhängig fixiert wird, – wobei das Montagehilfswerkzeug (340) mindestens einen axialen Wegaufnehmer (361) aufweist, – wobei nach dem Fixieren des Montageelements (300) das Montagehilfswerkzeug (340) zurückgefahren wird, – wobei das Montagehilfswerkzeug (340) gegenüber dem Montageelement (300) um die in axialer Richtung orientierte Kupplungsachse (5) verdreht wird, und – wobei mittels des axialen Wegaufnehmers (361) die axiale Lage des Montageelements (300) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsmodul (1) eine Doppelwellenkupplung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Montageelement (300) die axiale Lage einer Kupplungsnabe (47) relativ zu einem anderen Getriebebauteil (25) sichert, welches vor dem Fixieren des Montageelements (300) am Getriebe angeordnet wird, vorzugsweise relativ zu einem Ölzuführkörper (25).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Montageelement eine Haltemutter (300) ist.
Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemutter (300) mindestens zwei, vorzugsweise vier Ausnehmungen (305) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagehilfswerkzeug (340) (300) einen Drehmomentschrauber umfasst.
Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentschrauber mindestens zwei Montagestifte (350) aufweist, die bei der Montage in die Ausnehmungen (305) eingreifen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentschrauber einen Stift (360) aufweist, der den axialen Wegaufnehmer (361) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentschrauber nach dem Fixieren des Montageelements (300) so weit zurückgefahren wird, bis die Stifte (350, 360) in einem Freiraum zwischen dem Montageelement (300) und einem benachbarten Bauteil stehen.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagehilfswerkzeug (340) gegenüber dem Montageelement (300) um einen Winkel verdreht wird, der größer ist als 10 Grad ist und kein ganzzahliges Vielfaches des Teilungswinkels der Ausnehmungen (305) ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Wegaufnehmers (361) eine Planfläche des Montageelements (300) angefahren wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Montageelement (300) ein Rastring ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagehilfswerkzeug (340) eine Kraftmessvorrichtung umfasst.