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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Funktionsprüfung einer Doppelkupplungseinheit mittels einer Prüfeinheit und eines Antriebsmotors, wobei
- - die Doppelkupplungseinheit zwei mit einem gemeinsamen Kühlölanschluss verbundene Reibungskupplungen umfasst, die jeweils ein mit einem hydraulischen Druckölanschluss verbundenes Stellorgan und einen Satz Innenlamellen und Außenlamellen aufweisen, wobei die Außenlamellen über je einen Außenlamellenträger mit einer gemeinsamen Kupplungseingangswelle verbunden sind und die Innenlamellen über je einen Innenlamellenträger mit innverzahnter Nabe mit je einer eine korrespondierende Steckverzahnung aufweisenden, externen Welle verbindbar sind,
- - die Prüfeinheit zwei mit derart korrespondierenden Steckverzahnungen versehene und an eine Drehmomentmessvorrichtung angeschlossene Prüfwellen, eine an die Druckölanschlüsse anschließbare Druckölquelle und eine an den Kühlölanschluss anschließbare Kühlölquelle aufweist und
- - der Antriebsmotor drehmomentübertragend an die Kupplungseingangswelle ankoppelbar ist,
umfassend die Schritte - - im Rahmen eines Einrichtungsschrittes: Aufstecken der Doppelkupplungseinheit auf die Steckverzahnungen der Prüfwellen und Anschließen der Ölquellen an die entsprechenden Ölanschlüsse,
- - Ankoppeln des Antriebsmotors an die Kupplungseingangswelle,
- - Durchführen eines Testlaufs, umfassend Antreiben der Doppelkupplungseinheit durch den Antriebsmotor, individuelles Beaufschlagen der Ölanschlüsse mit Öldruck aus den entsprechenden Ölquellen und Messen von auf die Prüfwellen wirkenden Drehmomenten.
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Derartige Verfahren sind bekannt aus der
DE 10 2006 060 922 A1 . Doppelkupplungseinheiten moderner Doppelkupplungsgetriebe sind kompakte Einheiten, die in einem komplexen und aufwendigen Montageprozess aufgebaut werden, um im weiteren Verlauf des Getriebebaus als Module verwendet werden zu können. Vor ihrer weiteren Verwendung ist daher eine Funktionsprüfung der Module erforderlich.
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Bekanntermaßen wird in Doppelkupplungsgetrieben ein Antriebswellenmoment von der Doppelkupplungseinheit je nach deren Schaltstellung auf zwei Getriebeeingangswellen verteilt. Hierzu weist jede der zwei in der Doppelkupplungseinheit enthaltenden Reibungskupplungen einen Satz innenverzahnter Innenlamellen und einen Satz außenverzahnter Außenlamellen auf, die in Lamellenpaketen intermittierend zueinander angeordnet sind. Die Außenlamellen sind mit ihrer Außenverzahnung in eine entsprechende Innenverzahnung jeweils eines Außenlamellenträgers eingelegt, der mit einer gemeinsamen Kupplungseingangswelle verbunden ist. Die Innenverzahnungen der Innenlamellen sind mit ihrer Innenverzahnung in eine entsprechende Außenverzahnung jeweils eines Innenlamellenträgers eingelegt, die mit ihren innverzahnten Naben bei der Endmontage auf korrespondierende Außenverzahnungen der beiden Getriebeeingangswellen aufgesteckt werden. Zur Betätigung der Reibungskupplungen weist die Doppelkupplungseinheit zugeordnete hydraulische Stellorgane auf, die über entsprechende Druckölanschlüsse mit einer Druckölquelle verbindbar und individuell mit vorgegebenen Betätigungsdrücken beaufschlagt werden können. Zudem weist die Doppelkupplungseinheit bei der üblichen Bauart als Nasskupplung einen Kühlölanschluss auf, über den der Innenraum der Kupplungseinheit, insbesondere die Wechselwirkungszonen der Lamellen durch entsprechende Druckbeaufschlagung aus einer Kühlölquelle gespült werden können.
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Zur Funktionsprüfung einer solchen Doppelkupplungseinheit ist es aus der vorgenannten Druckschrift bekannt, die fertigmontierte Einheit, statt wie bei der Getriebeendmontage auf die Getriebeeingangswellen, auf Prüfwellen aufzustecken, deren Geometrie den Getriebeeingangswellen nachempfunden ist, die jedoch nicht frei drehbar sondern an einer Drehmomentmessvorrichtung festgelegt sind. Zur Durchführung einer besonders realitätsnahen Funktionsprüfung wird das Verfahren mit horizontal angeordneten Prüfwellen durchgeführt. Dadurch gestaltet sich jedoch das Aufstecken der Doppelkupplungseinheit auf die Prüfwellen recht kompliziert, da die in den Lamellenpaketen unverspannten Innenlamellen durch den Einfluss der Schwerkraft im Rahmen ihres Spiels verrutschen und verkippen können. Entsprechend feinfühlig muss der Aufsteckvorgang durchgeführt werden, was nur manuell mit hohem Zeitaufwand oder maschinell mit extremem Sensorikaufwand möglich ist.
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Aus der
CN 202049042 U ist ein Prüfstand für ein Doppelkupplungsgetriebe bekannt, an dem ein komplettes Doppelkupplungsgetriebe befestigt wird und durch einen Antriebsmotor angetrieben wird. Während eines Tests kann das Getriebe entlang der Eingangswelle um bestimmten Winkel nach links oder nach rechts verdreht werden um somit die Verlagerung des Ölspiegels im realen Betrieb zu simulieren.
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Aus der
CN 202049044 U ist dann ein schwenkbarer Tisch für den Prüfstand gemäß
CN 202049042 U bekannt, der zusätzlich Neigung des ganzen Prüfstandes - und somit des Doppelkupplungsgetriebes während eines Tests - in zwei Achsen ermöglicht.
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Aus der
JP 2001-108577 A ist ein Prüfstand für Reibmaterialen und Schmiermitteln für Reibkupplungen von Automatikgetrieben bekannt, der ermöglicht Durchführung von mehreren Prüfmethoden. Während eines Einrichtungsschrittes und auch während des Tests ist die Reibkupplung im Prüfstand horizontal und eine Antriebswelle vertikal in nicht änderbaren Winkellagen angeordnet.
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Die
DE 10 2008 061 683 A1 offenbart ein Verfahren zur Montage einer nasslaufenden Anfahrkupplung, wobei vor Verschweißen eines Gehäusemoduls mit einem Kupplungsmoduls ein Funktionstest der Kupplung durchgeführt wird.
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Schließlich offenbart die
EP 1 202 040 A2 ein Verfahren für den Einlauf- und Funktionstest von Synchrosystemen von Getrieben, bei dem die Synchrosysteme vormontiert, auf einem Prüfstand getestet und ausgewertet werden, wobei danach die Schlechtteile aussortiert und Gutteile zum Verpacken transportiert werden.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Funktionsprüfungsverfahren derart weiterzubilden, dass Zeit- und Kostenaufwand verringert werden können.
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Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass während des Einrichtungsschrittes die Doppelkupplungseinheit in vertikaler Axialausrichtung auf die Steckverzahnungen der vertikal ausgerichteten Prüfwellen aufgesteckt und die Prüfeinheit danach zusammen mit der aufgesteckten Doppelkupplungseinheit in eine horizontale Axialausrichtung verkippt wird.
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Selbstverständlich sieht die Erfindung vor, den Kern des Funktionsprüfungsverfahrens, d.h. den eigentlichen Testlauf, bei dem die Doppelkupplungseinheit über ihre Kupplungseingangswelle von dem Antriebsmotor angetrieben wird, die einzelnen Reibungskupplungen individuell angesteuert werden und die resultierenden Drehmomente an den Prüfwellen gemessen werden, um sie mit vorgegebenen Referenzwerten zu vergleichen, in einer der Montageendlage entsprechenden Ausrichtung, d.h. mit horizontal ausgerichteten Prüfwellen durchzuführen. Allerdings ist die Prüfeinheit, insbesondere die Prüfwellen kippbar, vorzugsweise automatisiert kippbar, besonders bevorzugt durch einen automatisierten hydraulischen Antrieb kippbar gestaltet. So wird die Prüfeinheit zum Aufstecken der Doppelkupplungseinheit derart ausgerichtet, das die Steckverzahnungen ihrer Prüfwellen vertikal nach oben zeigen. Auf eine entsprechend aufzusteckende Doppelkupplungseinheit wirkt die Schwerkraft symmetrisch, so dass kein Verrutschen oder Verkippen der Innenlamellen auftreten kann. Insbesondere ist eine zentrierte und einander fluchtende Ausrichtung der Innenlamellen in dieser Lage stabil. Das Aufstecken ist daher entsprechend einfach und kann ohne weiteres ohne großen sensorischen Aufwand automatisiert, beispielsweise von einem Industrieroboter durchgeführt werden. Nach erfolgtem Aufstecken sind die Innenlamellen fixiert. Die gesamte Prüfeinheit kann dann zusammen mit der aufgesteckten Doppelkupplungseinheit in die Testlaufausrichtung, d.h. mit horizontal ausgerichteten Prüfwellen überführt werden.
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Der Mehraufwand, der zur kippbaren Ausgestaltung der Prüfeinheit erforderlich ist, wird durch die Einsparungen, die sich durch das erleichterte Aufstecken ergeben, überkompensiert.
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Es ist möglich, die zentrierte und fluchtende Relativausrichtung der Innenlamellen unmittelbar vor dem Aufstecken von der Aufsteckeinheit, beispielsweise von dem Industrieroboter, vornehmen zu lassen. Entsprechende Ausrichtungsroutinen, die insbesondere Vibrationsverfahren umfassen, sind dem Fachmann bekannt. Allerdings benötigt eine solche Ausrichtung stets Zeit, um die sich entsprechend die Durchführung des eigentlichen Testlaufs verzögert. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass in einem dem Einrichtungsschritt vorgelagerten Vorbereitungsschritt die Innenlamellen so vorjustiert werden, dass die Innenverzahnungen ihrer Naben miteinander fluchten, wobei dieser Vorbereitungsschritt bevorzugt von einer anderen als der den Einrichtungsschritt durchführenden Einheit durchgeführt wird. Eine solche Trennung erlaubt besonders effiziente Abläufe.
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So ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass zur zeitlich überlappenden Ausführung des Testlaufs an einer Mehrzahl von Doppelkupplungseinheiten eine entsprechende Mehrzahl von Prüfeinheiten sowie eine gemeinsame Vorbereitungseinheit zur Durchführung des Vorbereitungsschrittes im Aktionsbereich eines Industrieroboters angeordnet sind, wobei der Einrichtungsschritt automatisiert von dem Industrieroboter durchgeführt wird, der die nacheinander von der Vorbereitungseinheit vorbereiteten Doppelkupplungseinheiten nach vorgegebenen zeitlichen Regeln auf die Prüfeinheiten verteilt. Die längste Phase des Funktionsprüfungsverfahrens wird vom eigentlichen Testlauf eingenommen. Es ist daher vorteilhaft, diesen an mehreren Einheiten zeitlich überlappend durchzuführen. Der Vorbereitungsschritt zur Ausrichtung der Innenlamellen ist zwar ebenfalls zeitaufwendig, jedoch in deutlich geringerem Maße als der Testlauf. Dies insbesondere, wenn er von einem erfahrenen Werker manuell oder von einer für nur diesen Schritt konzipierten und optimierten automatischen Einheit durchgeführt wird. Die Wechselwirkungszeit zwischen den Doppelkupplungseinheiten und dem multifunktionalen Industrieroboter wird durch die beschriebene Aufgabentrennung minimiert, so dass insgesamt ein besonders effizientes Verfahren resultiert.
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Grundsätzlich ist es zwar möglich, dass auch die Ankopplung des Antriebsmotors bei vertikaler Stellung der Prüfwellen erfolgt. Günstiger ist es jedoch, diesen erst im verkippten Zustand, d.h. mit horizontal ausgerichteten Wellen anzukoppeln, was durch einfache axiale Relativverschiebung von Antriebsmotor und Prüfeinheit (einschließlich Doppelkupplungseinheit) erfolgen kann. Welches der beiden Elemente als statisches und welches als axial verschiebbares Element gestaltet ist, mag dem Fachmann in Ansehung der Erfordernisse des Einzelfalls überlassen bleiben.
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Unabhängig von den oben beschriebenen Maßnahmen zur Effizienzsteigerung der Vorbereitung bzw. Einrichtung haben sich für den eigentlichen Testlauf die nachfolgend erläuterten Verfahrensschritte als besonders vorteilhaft erwiesen, wobei der Fachmann erkennen wird, dass sie nicht zwingend in der nachfolgenden Reihenfolge und auch nicht zwingend in der beschriebenen Vollständigkeit durchgeführt werden müssen. Das Vorsehen sämtlicher der nachfolgend beschreibenden Schritte in der beschriebenen Reihenfolge hat sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen.
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So ist bevorzugt vorgesehen, dass in einem ersten Verfahrensschritt des Testlaufs die Lamellenbeläge der Reibkupplungen mit Kühlöl getränkt werden, indem bei unbetätigten Stellorganen die Kupplungseingangswelle auf eine niedrige Drehzahl beschleunigt und wieder abgebremst wird, während die Doppelkupplungseinheit mit einem hohen Kühlöl-Volumendurchsatz gespült wird. Diesem Schritt liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die üblicherweise auf Papierbasis aufgebauten Lamellenbeläge, die vor dem Testlauf „trocken“ sind, beim Testlauf deutlich anders verhalten als beim späteren Betrieb, wenn ihnen nicht ausreichend Gelegenheit gegeben wurde, Kühlöl aufzunehmen und zu „quellen“. Der Antrieb der Kupplungseingangswelle erfolgt dabei zum Zweck der guten Durchmischung und Verhinderung von Lufteinschlüssen.
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Wie auch bei der gesamten weiteren Beschreibung beziehen sich Dimensionierungsangaben wie „niedrige“ Drehzahl oder „hoher“ Kühlöl-Volumendurchsatz auf typische Referenzwerte bei bestimmungsgemäßem Betrieb der Doppelkupplungseinheit im Montageendzustand. So könnte eine hohe Drehzahl der Kupplungeingangswelle etwa im Bereich mehreren 1.000, insbesondere 2.000 bis 3.000 U/min liegen. Eine mittlere Drehzahl könnte im Bereich zwischen 1000 und 2000 U/min, insbesondere bei etwa 1500 U/min liegen. Eine niedrige Drehzahl könnte beispielsweise im Bereich mehrerer 100, insbesondere zwischen 300 und 700 U/min liegen.
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Eine sehr niedrige Drehzahl könnte beispielsweise im Bereich unter 100 U/min liegen. Entsprechend könnte ein hoher Kühlöl-Volumendurchsatz etwa im Bereich mehrerer 10 l/min, insbesondere zwischen 15 und 25 l/min liegen. Ein niedriger Kühlöl-Volumendurchsatz könnte bei unter 5 l/min liegen. Ein hoher Stellorgan-Betätigungsöldruck könnte im Bereich zwischen 10 und 20, insbesondere zwischen 14 und 16 bar liegen. Ein mittlerer Stellorgan-Betätigungsöldruck könnte zwischen 4 und 6 bar liegen. Ein niedriger Stellorgan-Betätigungsöldruck könnte zwischen 2 und 4 bar liegen. Ein noch geringerer Stellorgan-Betätigungsöldruck dürfte typischerweise zu einem im Wesentlichen unbetätigten Stellorgan führen.
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Zur weiteren Ausgestaltung des Testlaufs ist bevorzugt vorgesehen, dass in einem zweiten Verfahrensschritt des Testlaufs beide Stellorgane bei stehender Kupplungseingangswelle mehrfach mit Öldruck, der einem hohen, ersten Zieldruck entspricht, beaufschlagt werden, während die Doppelkupplungseinheit mit einem hohen Kühlöl-Volumendurchsatz gespült wird. Dieser Verfahrensschritt kann als Vorpressen bezeichnet werden. Er dient dazu, dass sich sämtliche Elemente, insbesondere die Lamellen, Dichtungen, Materialunebenheiten etc. „setzen“.
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Zum weiteren Verlauf ist bevorzugt vorgesehen, dass in einem dritten Verfahrensschritt des Testlaufs zur Bestimmung von Kapazitätsrate, Leckage und/oder Ansprechdruck der einzelnen Reibungskupplungen die Stellorgane nacheinander bei niedriger Drehzahl der Kupplungseingangswelle mit einem bis zu einem mittleren, zweiten Zieldruck ansteigenden Öldruck beaufschlagt werden, während die Doppelkupplungseinheit mit einem hohen Kühlöl-Volumendurchsatz gespült wird. Dies ist der erste Schritt, bei dem Messwerte aufgenommen werden, um sie mit hinterlegten Referenzwerten zu vergleichen und eine entsprechende Beurteilung der Funktionstüchtigkeit der getesteten Doppelkupplungseinheit vornehmen zu können. Zur Bestimmung der Kapazitätsrate einer der Reibungskupplungen ist bevorzugt vorgesehen, dass an wenigstens zwei vorgegebenen Punkten des Öldruckanstiegs ein an der zugeordneten Prüfwelle anliegendes Drehmoment gemessen wird. Mit anderen Worten wird eine lineare Öldruckrampe gefahren und der entsprechende Drehmomentanstieg an der zugeordneten Prüfwelle gemessen, so dass die Linearitätskonstante zwischen Drehmoment- und Öldruckanstieg als Kapazitätsrate bestimmt werden kann. Diese Messung erfolgt bei niedrigen Drehzahlen und mittleren Öldrücken, um zwar einerseits aussagekräftige Messergebnisse zu erhalten, andererseits aber die Prüfeinheit nicht durch übermäßige Leistungsaufnahme zu belasten. Zur Bestimmung des Ansprechdrucks einer der Reibungskupplungen ist bevorzugt vorgesehen, dass derjenige an dem zugeordneten Stellorgan anstehende Öldruck ermittelt wird, bei dem an der zugeordneten Prüfwelle ein Drehmoment anliegt, das um eine vorgegebene Differenz über dem bei unbetätigtem Stellorgan an derselben Prüfwelle anliegenden Drehmoment liegt. Was als „Ansprechdruck“ zu verstehen ist, ist somit im Wesentlichen frei definierbar. Typischerweise wird der Druck gewählt, bei dem das Drehmoment an der Prüfwelle um einen geringen Betrag, beispielsweise 10 Nm über dem Schleppmoment bei der gleichen Drehzahl liegt.
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Zum weiteren Verlauf ist bevorzugt vorgesehen, dass in einem vierten Verfahrensschritt des Testlaufs zur Bestimmung der Momentengleichförmigkeit der einzelnen Reibungskupplungen die Stellorgane nacheinander bei sehr niedriger Drehzahl der Kupplungseingangswelle mit einem bis zum niedrigen, dritten Zieldruck ansteigenden Öldruck beaufschlagt werden, während die Doppelkupplungseinheit mit einem niedrigen Kühlöl-Volumendurchsatz gespült wird, wobei ein zeitlicher Verlauf des an der jeweils zugeordneten Prüfwelle anliegenden Drehmomentes gemessen wird. Die verwendeten sehr niedrigen Drehzahlen erlauben eine einfache Messung der Drehmomentverläufe an den Prüfwellen. Zudem wird die Leistungsaufnahme der Prüfeinheit gegenüber hohen Drehzahlen deutlich reduziert. Zur Abbildung realistischer Einsatzparameter wird der Kühlöldurchfluss dabei soweit reduziert, dass in der Doppelkupplungseinheit bestimmungsgemäße Temperaturen herrschen. Aufgrund der durch die sehr niedrige Drehzahl bedingten, geringen Leistungsaufnahme ist hierfür lediglich ein geringer Kühlöl-Volumendurchsatz erforderlich.
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Zum weiteren Verlauf ist bevorzugt vorgesehen, dass in einem fünften Verfahrensschritt des Testlaufs zur Bestimmung der Schleppmomente der einzelnen Reibungskupplungen die Kupplungseingangswelle bei unbetätigten Stellorganen bis zu einer mittleren, vorgegebenen Drehzahl beschleunigt wird, während die Doppelkupplungseinheit mit einem niedrigen Kühlöl-Volumendurchsatz gespült wird, wobei der Verlauf des an der jeweils zugeordneten Prüfwelle anliegenden Drehmomentes als Funktion der Drehzahl gemessen wird.
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Abschließend ist bevorzugt vorgesehen, dass in einem sechsten Verfahrensschritt zur Reinigung der Doppelkupplungseinheit die Kupplungseingangswelle bei unbetätigten Stellorganen bis zu einer hohen Drehzahl beschleunigt wird, ohne dass die Doppelkupplungseinheit mit Kühlöl gespült wird. Durch das Ausschleudern des Kühlöls vor dem weiteren Transport der Doppelkupplungseinheit, etwa zu nachgelagerten Montagestationen, können der Kühlölverbrauch reduziert und Umweltbelastungen vermieden werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
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Es zeigen:
- 1 einen Prüfstand zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in verkippter Stellung der Prüfeinheit;
- 2 einen Prüfstand zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Testlauf-Stellung der Prüfeinheit;
- 3 eine Schnittdarstellung durch den Prüfstand von 2;
- 4 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur zeitlich überlappenden Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 5 ein Timingdiagramm der Testlaufphase des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Gleiche Bezugszeichen in den Figuren deuten auf gleiche oder analoge Elemente hin.
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3 zeigt eine Doppelkupplungseinheit 100 in Testposition, d.h. aufgesteckt auf eine Prüfeinheit 200 und angekoppelt an einen nicht im Detail dargestellten Antriebsmotor 300. Die Doppelkupplungseinheit 100 weist eine erste Reibungskupplung 120 und eine zweite Reibungskupplung 140 auf, die jeweils einen Satz Außenlamellen 122, 142 und einen Satz Innenlamellen 124, 144 umfassen. Die Außenlamellen 122, 142 sind jeweils über einen Außenlamellenträger 126, 146 mit einer gemeinsamen Kupplungseingangswelle 150 verbunden. Die Innenlamellenträger 127, 147 sind jeweils mit einer Nabe 128, 148 verbunden, deren innere Verzahnungen bei der Endmontage der Doppelkupplungseinheit 100 im Getriebe auf korrespondierende Getriebeeingangswellen aufgesteckt werden.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens wird die Doppelkupplungseinheit 100 stattdessen auf Prüfwellen 220, 240 aufgesteckt, die ebenso wie die Getriebeeingangswellen koaxial ausgestaltet und mit zu den Naben 128, 148 korrespondierenden Außenverzahnungen versehen sind. Jede der Prüfwellen 220, 240 ist mit einer feststehenden Drehmomentmesseinheit 222, 242 verbunden. Außerdem weist die Prüfeinheit 200 eine Ölzuführhülse 250 auf, die der Ölzuführhülse im Getriebe nachempfunden ist und über die die Doppelkupplungseinheit 100 aus einer nicht näher dargestellten Ölquelle mit Öl beschickbar ist. Hierzu sind zwei Drucköleingänge 252, 254 zur Druckbeaufschlagung der Reibungskupplungen 220, 240 sowie ein gemeinsamer Kühlöleingang 256 vorgesehen.
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Schließlich ist die Kupplungseingangswelle 150 über einen Antriebsflansch 320 mit einem nicht näher dargestellten Antriebsmotor 300 verbunden.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Prüfstandes mit der Prüfeinheit 200 mit aufgesteckter Doppelkupplungseinheit 100 und in Ruhestellung befindlichem Antriebsmotor 300. Man erkennt, dass die Prüfeinheit 200 mit der Doppelkupplungseinheit 100 so ausgerichtet ist, dass ihre Wellen vertikal stehen. Wie oben erläutert, erlaubt dies ein besonders leichten Aufstecken der Doppelkupplungseinheit 100 auf die Prüfwellen 220, 240. Auch das Abheben der Doppelkupplungseinheit 100 mit einem gabelartigen Greifer 270, wie er bei der in 1, besonders vorteilhaften Ausführungsform seitlich der Prüfeinheit 200 vorgesehen ist, wird hierdurch wesentlich erleichtert.
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2 zeigt den Prüfstand von 1 in einem Zustand, in dem die Prüfeinheit 200 zusammen mit der aufgesteckten Doppelkupplungseinheit 100 in eine horizontale Achslage verkippt wurde. Hierzu ist ein Kippmechanismus 280 vorgesehen, der im Wesentlichen aus einem hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder magnetisch angetriebenen Aktuator 282 besteht, der an einem Hebelarm 284 angelenkt ist, welcher drehfest mit einer senkrecht zu den Prüfwellen angeordneten Schwenkwelle verbunden ist. Durch Betätigung des Aktuators 282 lässt sich die Prüfeinheit 200 zwischen den zwei in den 1 und 2 dargestellten Positionen hin und her schwenken. Bevorzugt weist der Prüfstand für diese beiden Positionen Verriegelungsmöglichkeiten auf. Zur Ankopplung des Antriebsmotors 300 ist dieser axial verfahrbar gestaltet.
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4 zeigt eine beispielhafte Anordnung dreier derartiger Prüfstände im Aktionsradius eines Industrieroboters 400. In dessen Aktionsradius befindet sich auch eine Vorbereitungseinheit 420, auf der die Ausrichtung der Naben 128, 148 der Doppelkupplungseinheit 100 vorgenommen werden kann. Die Vorbereitungseinheit 420 ist bevorzugt mit einer Zuführeinheit 440 für zu testende Doppelkupplungseinheiten 100 verbunden. Der Industrieroboter 400 greift die nacheinander vorbereiteten Doppelkupplungseinheiten 100 an der Vorbereitungseinheit 420 auf, übergibt sie an einen freien Prüfstand, wo sie in vertikaler Stellung der Prüfeinheit 200 auf die Prüfwellen aufgesteckt, erfindungsgemäß verkippt und dem eigentlichen Testlauf unterzogen wird. Währenddessen kann der Industrieroboter 400 eine weitere, vorbereitete Doppelkupplungseinheit 100 an einen weiteren freien Prüfstand liefern. Nach Beendigung des Testlaufs wird die Doppelkupplungseinheit wieder von den Antriebsmotoren abgekoppelt, die Prüfeinheiten 200 werden wieder in die vertikale Stellung verschwenkt, die getestete Doppelkupplungseinheit 100 wird mittels der Abhebeeinheit 270 von den Prüfwellen abgehoben, so dass eine neue Doppelkupplungseinheit 100 aufgesteckt und die getestete Doppelkupplungseinheit an einen Abführförderer 460 übergeben werden kann.
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5 zeigt ein Timingdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Testlaufs für eine Doppelkupplungseinheit 100. Auf der Abszisse ist die Testlaufzeit in Sekunden dargestellt. Auf der linken Ordinate sind der Kühlöl-Volumenstrom in l/min sowie der Drucköldruck in bar aufgetragen. Auf der rechten Ordinate ist die Antriebsdrehzahl in U/min aufgetragen. Der mit durchgezogener Linie dargestellte Graph repräsentiert die Drehzahl, mit der die Kupplungeingangswelle angetrieben wird. Einfachstrichpunktiert dargestellt ist der Druckölverlauf, soweit beide Reibungskupplungen 120, 140 gemeinsam druckbeaufschlagt werden. In Bereichen, in denen eine unterschiedliche Druckbeaufschlagung der Reibungskupplungen 120, 140 erfolgt, sind die Graphen rein punktiert bzw. rein gestrichelt dargestellt. Für den Verfahrensablauf ist es unerheblich, welche der Kupplungen welchem Graphen zuzuordnen ist. Doppeltstrichpunktiert schließlich ist der Verlauf des Kühlöl-Volumenstroms dargestellt.
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In einem ersten, mit I bezeichneten Verfahrensschritt werden die Lamellen der Reibungskupplungen 120, 140 getränkt. Hierzu wird ein maximaler Kühlöl-Volumenstrom von ca. 20 l/min eingestellt. Zur Verteilung des Kühlöls und zur Entfernung jeglicher Lufteinschlüsse wird dabei die Antriebswelle kurzfristig auf ca. 500 U/min beschleunigt.
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In einem zweiten, mit II bezeichneten Verfahrensschritt, der als Vorpressen bezeichnet werden kann, werden beide Reibungskupplungen 120, 140 bei stehender Antriebswelle und nach wie vor maximalem Kühlöl-Volumenstrom mit hohem Öldruck von ca. 15 bar beaufschlagt, damit sich sämtliche Elemente der Doppelkupplungseinheit 100 „setzen“ können. Während der beiden ersten Verfahrensschritte müssen keinerlei sonstige Messungen durchgeführt werden.
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In einem dritten, mit III bezeichneten Verfahrensschritt werden der Ansprechdruck, die Leckage und die Kapazitätsrate der beiden Reibungskupplungen 120, 140 separat gemessen. Hierzu wird für jede einzelne der Reibungskupplungen eine Druckrampe mit ca. 5 bar bei einer Drehzahl von ca. 500 U/min gefahren. Dabei wird das an der zugeordneten Prüfwelle anliegende Drehmoment bei einem Öldruck von 3,5 und von 5 bar gemessen und hieraus die Kapazitätsrate berechnet. Als Ansprechdruck wird derjenige Öldruck bestimmt, bei dem das auf die zugeordnete Prüfwelle wirkende Drehmoment 10 Nm höher ist als das Schleppmoment bei unbetätigter Reibungskupplung, d.h. vor der Öldruckrampe.
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In einem vierten, mit IV bezeichneten Verfahrensschritt werden die Momentengleichförmigkeiten erster und zweiter Ordnung für jede Kupplung sowie die Summe der Momentengleichförmigkeiten erster und zweiter Ordnung beider Kupplungen ermittelt. Hierzu wird der zeitliche Drehmomentverlauf an den Prüfwellen bei geringer Drehzahl von ca. 100 U/min und moderatem Öldruck von ca. 3 bar bestimmt. Der Kühlöl-Volumenstrom wird dabei soweit reduziert, dass für den Betrieb realistische Arbeitstemperaturen erreicht werden. Bei den vorgenannten Werten liegt er bei ca. 3 l/min.
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In einem fünften, mit V bezeichneten Verfahrensschritt wird zur Ermittlung des Schleppmomentes eine Drehzahlrampe bei unbetätigten Kupplungen bis ca. 1.500 U/min gefahren und dabei das Drehmoment an den Prüfwellen gemessen.
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In einem letzten, mit VI bezeichneten Verfahrensschritt schließlich wird die gesamte Ölversorgung unterbrochen und die Doppelkupplungseinheit 100 auf eine hohe Drehzahl von ca. 3.000 U/min beschleunigt. Dies dient dem Ausschleudern des in den Reibungskupplungen 120, 140 verbliebenen Öls, d.h. einer Reinigung.
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Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Doppelkupplungseinheit
- 120
- erste Reibungskupplung
- 122
- Außenlamellen
- 124
- Innenlamellen
- 126
- Außenlamellenträger
- 127
- Innenlamellenträger
- 128
- Nabe
- 140
- zweite Reibungskupplung
- 142
- Außenlamellen
- 144
- Innenlamellen
- 146
- Außenlamellenträger
- 147
- Innenlamellenträger
- 148
- Nabe
- 150
- Kupplungseingangswelle
- 200
- Prüfeinheit
- 220
- erste Prüfwelle
- 222
- Drehmomentmesseinrichtung
- 240
- zweite Prüfwelle
- 242
- Drehmomentmesseinrichtung
- 250
- Ölzuführhülse
- 252
- erster Druckölanschluss
- 254
- zweiter Druckölanschluss
- 256
- Kühlölanschluss
- 270
- Entnahmeeinheit
- 280
- Kippmechanismus
- 282
- Aktuator
- 284
- Hebelarm
- 300
- Antriebsmotor
- 320
- Antriebsflansch
- 400
- Industrieroboter
- 420
- Vorbereitungseinheit
- 440
- Zuführeinheit
- 460
- Abführeinheit
