DE102015010922A1 - Method for producing a disk carrier for a hydrodynamic torque converter - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Lamellenträgers für eine Lamellenkupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers für einen Kraftwagen, wobei der Lamellenträger mittels eines ersten Umformverfahrens, wenigstens einer daran anschließenden spanenden Bearbeitung und eines sich daran anschließenden zweiten Umformverfahrens hergestellt wird.The invention relates to a method for producing a plate carrier for a multi-plate clutch of a hydrodynamic torque converter for a motor vehicle, wherein the plate carrier is produced by means of a first forming process, at least one subsequent machining and an adjoining second forming process.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Lamellenträgers für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for producing a disk carrier for a hydrodynamic torque converter according to the preamble of patent claim 1.
Derartige Verfahren zum Herstellen von Lamellenträgern für Lamellenkupplungen von hydrodynamischen Drehmomentwandlern für Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Beispielsweise wird der Lamellenträger im Rahmen des Verfahrens einstückig mittels Gießen hergestellt. Nach dem Gießen erfolgt beispielsweise eine spanende Bearbeitung, welche auch als Zerspanung bezeichnet wird. Die spanende Bearbeitung erfolgt insbesondere in einem Verzahnungsbereich, in welchem eine Verzahnung des Lamellenträgers hergestellt wird. Über die Verzahnung können Lamellen mit dem Lamellenträger insbesondere formschlüssig zusammenwirken, so dass Drehmomente zwischen den Lamellen und dem Lamellenträger übertragen werden können. Nach dem Gießen weist der Lamellenträger nicht überspante Bereiche, das heißt nicht spanend bearbeitete Bereiche auf, welche geometrische Nachteile aufweisen. Ein solcher geometrischer Nachteil sind Auszugsschrägen, so dass der Lamellenträger eine für eine exakte unwuchtfreie Ausbildung ungünstige Geometrie aufweist. Außerdem sind Gussausführungen aufgrund der Porosität und Lunkerbildung mechanisch nur sehr eingeschränkt belastbar, so dass bei hoher Beanspruchung die Gefahr von Rissen, insbesondere in einem Bodenbereich des Lamellenträgers, hoch ist.Such methods for producing disc carriers for multi-plate clutches of hydrodynamic torque converters for motor vehicles, in particular passenger cars, are already well known from the general state of the art. For example, the plate carrier is produced as part of the process by means of casting. After casting, for example, takes place a machining, which is also referred to as cutting. The machining is carried out in particular in a toothed region in which a toothing of the disk carrier is produced. About the teeth lamellae can cooperate with the plate carrier in particular form-fitting, so that torques between the slats and the plate carrier can be transmitted. After casting, the plate carrier has not überspante areas, that is not machined areas, which have geometric disadvantages. Such a geometric disadvantage are draft angles, so that the plate carrier has an unfavorable geometry for an exact unbalance-free design. In addition, castings due to the porosity and voids formation are mechanically only very limited load, so that at high stress, the risk of cracks, especially in a bottom region of the plate carrier is high.
Darüber hinaus ist aus der
Weiterhin ist ein in Topfform tiefgezogenes Blech zur Verwendung als Lamellenträger üblich, wobei im Nabenbereich eine Verzahnungshülse aufgepresst und verschweißt wird. Auch hier gibt es fertigungs- und fügetoleranzbedingte Abweichungen von einem Soll-Maß, wobei diese Abweichungen den Wirkungsgrad der Drehmomentübertragung deutlich verschlechtern. Zudem ist der über das Schweißen erfolgte Wärmeeintrag für das Gefüge schädlich, wodurch zusätzlich zur geringen, einem tiefgezogenen Blech geschuldeten Robustheit die Belastbarkeit des Lamellenträgers reduziert wird.Furthermore, a deep-drawn in pot form sheet metal is customary for use as a plate carrier, wherein a toothed sleeve is pressed and welded in the hub area. Here, too, there are deviations from a nominal dimension which are due to production and joining tolerances, whereby these deviations considerably impair the efficiency of torque transmission. In addition, the heat input via the welding is harmful to the structure, which in addition to the low, a deep-drawn sheet owed robustness, the load capacity of the disk carrier is reduced.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem eine hohe Robustheit des Lamellenträgers sowie ein besonders hoher Wirkungsgrad hinsichtlich der Übertragung von Drehmomenten über den Lamellenträger realisiert werden können.Object of the present invention is therefore to provide a method of the type mentioned above, by means of which a high degree of robustness of the disk carrier and a particularly high efficiency in terms of the transmission of torque over the disk carrier can be realized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Um ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem eine hohe Robustheit des Lamellenträgers sowie ein besonders hoher Wirkungsgrad hinsichtlich der Übertragung von Drehmomenten über den Lamellenträger realisiert werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Lamellenträger mittels eines ersten Umformverfahrens, wenigstens einer daran anschließenden spanenden Bearbeitung und eines daran anschließenden zweiten Umformverfahrens hergestellt wird. Mit anderen Worten wird der Lamellenträger aus wenigstens einem Werkstück, insbesondere aus genau einem Werkstück, hergestellt, wobei das Werkstück vorzugsweise einstückig ausgebildet ist. Dieses Werkstück ist ein Ausgangsteil oder ein Rohling und vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet, wobei das Werkstück einem ersten Umformverfahren, daran anschließend zumindest in einem Teilbereich einer spanenden Bearbeitung und daran anschließend einem zweiten Umformverfahren unterzogen wird.In order to provide a method of the aforementioned type, by means of which a high robustness of the disk carrier and a particularly high efficiency in terms of the transmission of torque can be realized via the disk carrier, it is inventively provided that the disk carrier by means of a first forming process, at least one of them subsequent machining and a subsequent second forming process is produced. In other words, the plate carrier is made of at least one workpiece, in particular of exactly one workpiece, wherein the workpiece is preferably formed in one piece. This workpiece is an output part or a blank, and preferably formed from a metallic material, wherein the workpiece is subjected to a first forming process, then at least in a partial area of a machining and then subjected to a second forming process.
Vorzugsweise ist das zweite Umformverfahren ein von dem ersten Umformverfahren unterschiedliches, zweites Umformverfahren. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn als das erste Umformverfahren Schmieden und als das zweite Umformverfahren Drückwalzen verwendet wird. Ferner ist es denkbar, dass als das erste Umformverfahren ein Warmmassivumformverfahren und als das zweite Umformverfahren ein Kaltmassivumformverfahren verwendet wird.The second forming method is preferably a second forming method different from the first forming method. It has been found to be particularly advantageous when forging is used as the first forming process and flow forming as the second forming process. Furthermore, it is conceivable that a hot massive forming method is used as the first forming method and a cold forming method is used as the second forming method.
Durch den Einsatz der Umformverfahren kann der Lamellenträger als Umformteil mit gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbesserten Gefügeeigenschaften hergestellt werden. Im Gegensatz zum Gießen kann eine übermäßige Porosität des Lamellenträgers vermieden werden. In der Folge kann eine höhere Belastbarkeit des Lamellenträgers realisiert werden. Insbesondere ist es möglich, in einem Verzahnungsbereich eine Verzahnung des Lamellenträgers besonders vorteilhaft herzustellen. Dabei kann der Verzahnungsbereich beispielsweise als höherfester, kaltmassivumgeformter Verzahnungsbereich hergestellt werden, welcher insbesondere durch Drückwalzen umgeformt beziehungsweise hergestellt wird. Dadurch ist eine erhöhte Belastbarkeit bei einer punktuellen Flächenpressung realisierbar, zu der es beispielsweise zwischen einer Schaltlamellenkante aus Stahl und einer Zahnflanke, insbesondere aus Aluminium, des Lamellenträgers kommt.Through the use of the forming process, the disk carrier can be produced as a forming part with respect to the prior art significantly improved structural properties. in the Unlike casting, excessive porosity of the disk carrier can be avoided. As a result, a higher load capacity of the disk carrier can be realized. In particular, it is possible to produce a toothing of the disk carrier particularly advantageous in a toothed area. In this case, the toothing region can be produced, for example, as a high-strength, cold-mass-formed toothing region, which in particular is shaped or produced by pressure-rolling. As a result, an increased load capacity at a point surface pressure can be realized, to which it comes, for example, between a blade edge of steel and a tooth flank, in particular aluminum, of the disk carrier.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Lamellenträger nach dem zweiten Umformverfahren einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Hierdurch kann eine weitere Steigerung der Festigkeit realisiert werden. Darüber hinaus ist durch den Einsatz der Umformverfahren gegenüber dem Gießen eine höhere geometrische Genauigkeit, insbesondere in nicht überspanten Bereichen beziehungsweise in nicht spanend bearbeiteten Bereichen, darstellbar. Insbesondere ist eine besonders hohe geometrische Genauigkeit im Verzahnungsbereich realisierbar.It has proven particularly advantageous if the plate carrier is subjected to a heat treatment after the second forming process. As a result, a further increase in the strength can be realized. In addition, the use of the forming method over the casting a higher geometric accuracy, in particular in non-overhanging areas or in non-machined areas representable. In particular, a particularly high geometric accuracy in the toothing region can be realized.
Das Verfahren ist aufgrund des Einsatzes der vorzugsweise voneinander unterschiedlichen Umformverfahren eine Verfahrenskombination beziehungsweise eine Verfahrenshybridumformung, mittels welcher Nachteile des Gießens ausgeschlossen werden können. Durch die optional vorgesehene, zusätzliche Wärmebehandlung kann der Lamellenträger bedarfsgerecht ausgestaltet werden und somit einer funktionsorientierten Beanspruchung gerecht werden. Dadurch kann das sogenannte Einschlagen von Lamellen, welche mit dem Lamellenträger insbesondere über dessen Verzahnungsbereich zusammenwirken können, verhindert oder zumindest gering gehalten werden. Durch den Einsatz der Umformverfahren kann der Lamellenträger, insbesondere dessen Verzahnung, besonders präzise hergestellt werden, so dass sich ein besonders hoher Wirkungsgrad eines Antriebs beziehungsweise eines Antriebsstrangs realisieren lässt, in welchem der hydrodynamische Drehmomentwandler mit dem erfindungsgemäßen Lamellenträger zum Einsatz kommt.Due to the use of the preferably different forming processes, the process is a process combination or a process hybrid transformation, by means of which disadvantages of casting can be excluded. The optionally provided, additional heat treatment of the plate carrier can be configured as needed and thus meet a function-oriented stress. As a result, the so-called smashing of lamellae, which can cooperate with the plate carrier, in particular via its toothed region, can be prevented or at least minimized. By using the forming process, the disk carrier, in particular its toothing, can be produced particularly precisely, so that a particularly high efficiency of a drive or a drive train can be realized, in which the hydrodynamic torque converter with the disk carrier according to the invention is used.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen, diese zeigen in:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawings, which show in:
Im fertig hergestellten Zustand des Antriebsstrangs greifen in die beispielsweise als Längsnuten ausgebildeten Zahnlücken jeweilige Lamellen
Um nun eine besonders hohe Robustheit sowie einen besonders hohen Wirkungsgrad des Antriebsstrangs, insbesondere hinsichtlich der Übertragung der Drehmomente, zu realisieren, ist der Außenlamellenträger mittels eines ersten Umformverfahrens in Form von Schmieden, wenigstens einer daran anschließenden spanenden Bearbeitung und eines sich daran anschließenden zweiten Umformverfahrens in Form von Drückwalzen hergestellt. Im Rahmen eines Verfahrens zum Herstellen des Außenlamellenträgers wird beispielsweise wenigstens ein Werkstück bereitgestellt, wobei dieses Werkstück auch als Rohling bezeichnet wird. Der Außenlamellenträger wird dabei aus genau dem einen einstückigen Werkstück hergestellt, so dass der Außenlamellenträger einstückig beziehungsweise als einstückiges Bauteil hergestellt wird. Aus
Die Vorform Z1 wird dann beispielsweise unter Verringerung der Wandstärke des Mantels
In
Durch das Schmieden, welches beispielsweise als Warmmassivumformverfahren durchgeführt wird, wird dem beaufschlagten Rohling ein hochverdichtetes Gefüge verliehen, das keinerlei Fehlstellungen oder Porositäten aufweist und dabei mechanisch extrem hohen Anforderungen genügen kann. Dem Rohling wird dabei eine grobe Vorform gegeben, die in der Folge zur filigraneren Gestaltung weiteren Bearbeitungsschritten unterzogen wird. Hierbei wird durch das nachgeschaltete und beispielsweise als Kaltmassivumformverfahren durchgeführte, zweite Umformverfahren, insbesondere im jeweiligen Verzahnungsbereich
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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