DE102016216582A1

DE102016216582A1 - Kupplungseinrichtung

Info

Publication number: DE102016216582A1
Application number: DE102016216582.8A
Authority: DE
Inventors: Pascal Carl; Oliver Bouc; Matthias Merkel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-09-01
Filing date: 2016-09-01
Publication date: 2018-03-01
Anticipated expiration: 2036-09-02
Also published as: DE102016216582B4; CN107795600A; CN107795600B

Abstract

Kupplungseinrichtung, umfassend mehrere um eine gemeinsame Drehachse rotierende Kupplungselemente, die zum Betätigen der Kupplung miteinander in Wirkverbindung bringbar sind, wobei an wenigstens einem der Kupplungselemente (8) wenigstens eine einem Unwuchtausgleich dienende Ausgleichsbohrung (23) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung, umfassend mehrere um eine gemeinsame Drehachse rotierende Kupplungselemente, die zum Betätigen der Kupplung miteinander in Wirkverbindung bringbar sind.
Eine Kupplungseinrichtung, sei es eine Einzelkupplung, sei es eine Doppelkupplung, umfasst mehrere rotierende Bauteile, beispielsweise Lamellenträger mit zugeordneten Lamellen, die ein Lamellenpaket bilden, eine oder mehrere Betätigungselemente beispielsweise in Form von Drucktöpfen, Federelemente beispielsweise in Form von Tellerfedern etc. Im Idealfall liegen deren Schwerpunkte in der Rotationsachse, so dass keine Unwucht innerhalb des rotierenden Systems gegeben ist. Durch Spiele zwischen den Einzelteilen, Fertigungstoleranzen und konstruktionsbedingte Ungleichmäßigkeiten wie beispielsweise das Ausprägen von Nasen für die Verdrehsicherung von Sprengringen oder Ähnlichem kommt es jedoch zu einer Schwerpunktverschiebung an manchen Einzelteilen oder innerhalb des Gesamtsystems. Dies führt unter Drehzahl zu einer Unwucht und somit zu einer ungewollten Belastung für die Kupplungseinrichtung.
Bisher wird mitunter die Unwucht der zusammengebauten Kupplungseinrichtungen gemessen, um der Unwucht entgegenwirkende Maßnahmen zu ergreifen. Beim Messen der Unwucht liegt eine zufällige Verteilung der Einzelteile innerhalb ihrer Spielfreiheit zueinander vor. Der Unwuchtmesswert beruht also im Messzeitpunkt auf einer bestimmten, sich zufällig ergebenden Gesamtkonfiguration des Kupplungsaufbaus. Dieser für diesen Aufbau dedizierte Messwert wird sodann durch Anschweißen eines Gegengewichts an einem der Einzelteile, beispielsweise einem Außenlamellenträger, kompensiert. Das heißt, dass die Unwucht für diese eine ausgezeichnete Kupplungskonfiguration kompensiert wäre. Durch Transport oder im Betrieb der Kupplung können sich die Einzelteile jedoch innerhalb ihrer Spiele neu verteilen und den Schwerpunkt verlagern. Der dann gegebene tatsächliche Unwuchtvektor zeigt dann in eine andere Richtung als im Zeitpunkt der Unwuchtmessung. Dies kann dazu führen, dass das angeschweißte Gewicht die Unwucht nur noch teilweise oder gar nicht mehr kompensiert, oder im Extremfall die Unwucht sogar noch verstärkt, wenn der dann gegebene Unwuchtvektor in Richtung des angeschweißten Gewichts zeigt.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Kupplungseinrichtung anzugeben.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Kupplungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass an wenigstens einem der Kupplungselemente wenigstens eine einem Unwuchtausgleich dienende Ausgleichsbohrung vorgesehen ist.
Bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung erfolgt kein Ausgleich einer an der zusammengebauten Kupplungseinrichtung gemessenen „Gesamtunwucht“, wie dies bisher im Stand der Technik der Fall ist. Vielmehr erfolgt ein einzelteilspezifischer Unwuchtausgleich, indem vor dem Zusammenbau der Kupplungseinrichtung wenigstens ein Kupplungselement auf seine elementspezifische Unwucht vermessen wird. Jedes Kupplungselement hat eine gewisse Unwucht, wobei die Größe der Unwucht unter anderem von der Größe und Geometrie des Kupplungselements abhängt. Wird an dem wenigstens einen vermessenen Kupplungselement eine entsprechende Unwucht festgestellt, so wird diese spezifische Unwucht ausgeglichen, indem am Kupplungselement wenigstens eine Ausgleichsbohrung angebracht wird. Diese Ausgleichsbohrung kann mit einem beliebigen materialabtragenden Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch Bohren oder Fräsen oder Ähnlichem. Dieses Kupplungselement ist sodann weitgehend unwuchtfrei.
Wird dieses Kupplungselement sodann in die Kupplungseinrichtung eingebaut, so trägt es, da ausgeglichen, nicht mehr zu einer etwaigen Gesamtunwucht des Gesamtsystems bei. Der Erfindung liegt also der Gedanke zugrunde, eine etwaige Gesamtunwucht dadurch zu reduzieren, dass wenigstens ein Kupplungselement unwuchtfrei ist, also eine etwaige elementseitige Unwucht ausgeglichen ist. Selbstverständlich ist es denkbar, auch mehrere Kupplungselemente vor ihrer Montage hinsichtlich einer etwaigen Unwucht zu vermessen und im Bedarfsfall über eine oder mehrere Ausgleichsbohrungen auszugleichen.
Bevorzugt wird hierzu ein Kupplungselement verwendet, das eine große Masse hat respektive radial relativ weit außen liegt und von seiner Geometrie her eine entsprechende Fläche aufweist, die es ermöglicht, die eine oder die mehreren Ausgleichsbohrungen anzubringen. Hierfür ist beispielsweise ein Außenlamellenträger, der topfartig ausgeführt ist und über einen hinreichend breiten, sich radial erstreckenden Bodenabschnitt verfügt, prädestiniert.
Wenngleich die wenigstens eine Ausgleichsbohrung an einem beliebigen Abschnitt des Kupplungselements angebracht werden kann, bietet es sich dennoch an, sie an einem sich radial erstreckenden Abschnitt des Kupplungselements vorzusehen. Zum einen ist nicht jeder Abschnitt hierzu geeignet, insbesondere wenn er Funktionskomponenten des Kupplungselements aufweist, an denen respektive im Bereich welcher eine Ausgleichsbohrung nicht angebracht werden kann. Zum anderen bietet ein sich radial erstreckender Abschnitt radial gesehen eine größere Variationsmöglichkeit hinsichtlich des Radius, an dem die Ausgleichsbohrung angebracht wird, so dass eine gewisse Bandbreite hinsichtlich der Bohrungspositionierung in Bezug auf den Ausgleich gegeben ist.
Die Ausgleichsbohrung selbst kann eine Durchgangsbohrung sein, jedoch ist auch ein Sackloch denkbar. Grundsätzlich wird für den Unwuchtausgleich zunächst die Größe der Unwucht und ihre Orientierung, also der Vektor respektive der Winkel, gemessen. Sind diese Werte bekannt, wird die Menge des zu entfernenden Materials sowie die Position, wo dies erfolgt, bestimmt. Sind diese Parameter bekannt, kann bestimmt werden, ob eine oder mehrere Durchgangsbohrungen vorzunehmen sind, oder ob in Anbetracht der zu entfernenden Materialmenge die Ausbildung eines oder mehrerer Sacklöcher ausreichend ist, wie auch der entsprechende Durchmesser der Ausgleichsbohrung im Hinblick auf die Materialmenge bestimmt wird und Ähnliches. Hinsichtlich Anzahl an Ausgleichsbohrungen, Art der Ausgleichsbohrungen sowie dem Durchmesser der Ausgleichsbohrungen und die Tiefe im Falle eines Sacklochs besteht also Wahlfreiheit. Ziel ist stets die gegebene Unwucht soweit als möglich auszugleichen. Denkbar ist es zur Vereinfachung des Vorgangs, wenn der Durchmesser der Ausgleichsbohrungen definiert ist, so dass nur ein entsprechendes Werkzeug zu verwenden ist. In diesem Fall besteht sodann noch die Wahlfreiheit hinsichtlich Anzahl der Ausgleichsbohrungen und der Positionierung der Ausgleichsbohrungen.
Beim Einbringen der Ausgleichsbohrung kann am Bohrungseingang sowie im Falle einer Durchgangsbohrung auch am Bohrungsausgang ein Grat entstehen, der bevorzugt entfernt wird. Hierzu wird z. B. an einer oder an beiden Seiten der Ausgleichsbohrung, je nach Bohrungsart, eine Fase ausgebildet. Die Fase kann bei einer Durchgangsbohrung am Eingang und am Ausgang vorgesehen sein, bei einem Sackloch zwangsläufig nur am Eingang. Insbesondere bei Durchgangsbohrungen kann die Fase am Eingang ohne weiteres beim Bohren oder Fräsen der Durchgangsbohrung selbst erzeugt werden, wenn ein entsprechendes Werkzeug mit einem Fasenschneider verwendet wird. Im Falle einer Durchgangsbohrung ist ein Grat am Bohrungsausgang über einen einfachen, nachgeschalteten Bearbeitungsschritt zu entfernen. Im Falle eines Sacklochs kann, wenn stets mit der gleichen Sacklochtiefe gearbeitet wird, der Grat am Bohrungseingang ebenfalls mit dem Werkzeug selbst direkt entfernt werden. Variiert jedoch die Sacklochtiefe von Fall zu Fall, so ist auch hier ein einfacher Nachbearbeitungsschritt zur Gratentfernung erforderlich.
Wie beschrieben sind mitunter mehrere verteilt positionierte Ausgleichsbohrungen erforderlich, um die gemessene und in ihrer Orientierung bestimmte Unwucht auszugleichen. Hinsichtlich der konkreten Positionierung bestehen wiederum mehrere Optionen. Grundsätzlich können die Ausgleichsbohrungen beliebig positioniert und/oder beliebig dimensioniert werden. Ziel ist es stets, einen resultierenden Ausgleichsvektor zu definieren, über den die Unwucht soweit als möglich ausgeglichen werden kann. Hierfür können die Ausgleichsbohrungen an verschiedenen Positionen bzw. Radien vorgesehen sein, sie können verschieden im Durchmesser oder in der Tiefe sein, es kann eine gerade oder ungerade Anzahl sein etc. Letztlich wird die konkrete Auslegung des Bohrungsbilds und der Ausgleichsbohrungen z.B. über geeignete Steuerungs- oder Recheneinrichtung bestimmt, die dies in Abhängigkeit der gegebenen Randbedingungen ermittelt. Hierbei wird neben dem auszugleichenden Unwuchtsvektor z.B. die Breite der zur Verfügung stehenden Fläche am Kupplungselement, dessen Materialstärke im jeweiligen Bereich, seine Geometrie hinsichtlich etwaiger im relevanten Bereich gegebener besonderer Ausgestaltungen oder bereits vorhandener Ausnehmungen, des Materials des Kupplungselements etc. berücksichtigt. Es kann sich also ein beliebiges unsymmetrisches Bohrungsbild ergeben. Bevorzugt wird natürlich versucht, ein symmetrisches Bohrungsbild mit soweit als möglich identischen Ausgleichsbohrungen zu ermitteln, damit der Bearbeitungsaufwand möglichst gering ist. Beispielsweise können zwei Ausgleichsbohrungen auf demselben Radius liegen und in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sein. Der resultierende Ausgleichsvektor entspricht dann bei identischen Ausgleichsbohrungen der Winkelhalbierenden zwischen den beiden Ausgleichbohrungen, ausgehend vom Zentrum des Kupplungselements. Sind zwei Ausgleichsbohrungen nicht ausreichend, so können beispielsweise vier Ausgleichsbohrungen erzeugt werden, die entweder allesamt auf dem gleichen Radius liegen, oder die zwei weiteren Ausgleichsbohrungen liegen auf einem anderen Radius, sind jedoch so positioniert, dass sie bezüglich der resultierenden Winkelhalbierenden symmetrisch liegen. Alternativ zur Positionierung mehrerer Ausgleichsbohrungen auf einem gemeinsamen Radius ist es natürlich auch denkbar, zwei oder mehr Ausgleichsbohrungen auf dem gleichen Radialstrahl liegend zu positionieren. Das heißt, die Ausgleichsbohrungen liegen, gesehen vom Zentrum des Kupplungselements, radial nach außen laufend hintereinander angeordnet auf einem vom Zentrum ausgehenden Radialstrahl, der die Richtung des Ausgleichsvektors definiert. Dabei setzen die Alternativen, die die Positionierung von Ausgleichsbohrungen auf verschiedenen Radien oder auf einem Radialstrahl vorsehen, natürlich eine entsprechende radiale Breite des mit den Ausgleichsbohrungen zu versehenden Abschnitts des Kupplungselements voraus.
Das heißt, dass bei symmetrisch angeordneten Bohrungen erfindungsgemäß 2 × n mit n ≥ 1 Ausgleichsbohrungen vorgesehen sein können, wobei die Ausgleichsbohrungen auf gleichem Radius oder auf gleichem Radialstrahl liegen. Alternativ können 2 × n mit n ≥ 2 Ausgleichsbohrungen vorgesehen sein, wobei zwei oder ein Vielfaches von zwei Ausgleichsbohrungen auf gleichem Radius liegen, und Ausgleichsbohrungen auf verschiedenen Radien vorgesehen sind.
Bevorzugt weisen dabei auf gleichem Radius liegende Ausgleichsbohrungen gleichen Durchmesser und im Falle von Sackbohrungen gleiche Tiefe auf, wobei die Durchmesser und/oder Tiefen von auf unterschiedlichen Radien liegenden Ausgleichsbohrungen gleich oder verschieden sein können. Auch bei auf einem gemeinsamen Radialstrahl liegenden Ausgleichsbohrungen können die Durchmesser und/oder die Tiefen der Ausgleichsbohrungen gleich oder verschieden sein. Es ist also eine große Variationsfreiheit gegeben.
Wie beschrieben weist eine Kupplungseinrichtung eine Vielzahl an rotierenden Kupplungselementen auf, die zum Betätigen der Kupplung miteinander in Wirkverbindung bringbar sind. Als Kupplungselemente sind jedoch zumindest ein Außenlamellenträger mit zugeordneten Außenlamellen und ein Innenlamellenträger mit zugeordneten Innenlamellen, ein Lamellenpaket bildend, ein Betätigungselement zum Einleiten einer Betätigungskraft in das Lamellenpaket und ein eine der Betätigungskraft entgegenwirkende Rückstellkraft aufbauendes Rückstellelement vorgesehen, wobei an wenigstens einem dieser Kupplungselemente die wenigstens eine Ausgleichsbohrung vorgesehen ist. Bevorzugt werden hierbei die eine oder die mehreren Ausgleichsbohrungen am Außenlamellenträger ausgebildet, da dieser das größte und schwerste Kupplungselement ist, das auch die größte Radialerstreckung aufweist und mit seinem Außenlamellenträgerboden auch eine entsprechend große Fläche aufweist, an der die ein oder die mehreren Ausgleichsbohrungen erzeugt werden können. Jedoch besteht natürlich auch die Möglichkeit, eines der anderen Kupplungselemente wie beispielsweise den Innenlamellenträger über eine oder mehrere Ausgleichsbohrungen auszuwuchten. Auch das Betätigungselement, beispielsweise ein Drucktopf, der ebenfalls eine entsprechend große Radialfläche aufweist, kann ausgewuchtet werden. Selbst ein Federelement, gegen das der Drucktopf bewegt wird, und bei dem es sich beispielsweise um eine Tellerfeder handelt, kann dem Grunde nach ausgewuchtet werden.
Die Kupplungseinrichtung kann wie beschrieben eine Einzelkupplung sein, die dann in einfacher Anzahl die oben angeführten Kupplungselemente aufweist. Es kann sich jedoch auch um eine Doppelkupplung handeln, umfassend zwei Teilkupplungen, die jeweils als Kupplungselemente einen Außenlamellenträger mit zugeordneten Außenlamellen und einen Innenlamellenträger mit zugeordneten Innenlamellen, ein Lamellenpaket bildend, ein Betätigungselement zum Einleiten einer Betätigungskraft in das Lamellenpaket und ein eine der Betätigungskraft entgegenwirkende Rückstellkraft aufbauendes Rückstellelement aufweisen, wobei die Teilkupplungen radial ineinander liegend, und wobei an wenigstens einem der Kupplungselemente der radial weiter außen liegenden Teilkupplung die wenigstens eine Ausgleichbohrung vorgesehen ist. Hier kommen also zwei radial ineinander liegende Teilkupplungen zum Einsatz. Eine möglichst effiziente Unwuchtreduzierung kann erreicht werden, wenn der erfindungsgemäße Unwuchtausgleich an wenigstens einem der Kupplungselemente der radial weiter außenliegenden Teilkupplung vorgenommen wird. Gleichwohl ist natürlich auch denkbar, dass zusätzlich auch an wenigstens einem Kupplungselement der radial weiter innenliegenden Teilkupplung ein entsprechender Unwuchtausgleich vorgenommen wird. Bevorzugt werden hierfür wie gesagt der oder die Außenlamellenträger verwendet. Alternativ kann die Doppelkupplung auch zwei axial hintereinander angeordnete Einzelkupplungen aufweisen, die einen gemeinsamen Außenlamellenträger aufweisen. Wird hier am Außenlamellenträger eine etwaige Unwucht ausgeglichen, so wirkt sich dies vorteilhaft auf beide Teilkupplungen aus. Natürlich können auch hier andere oder weitere Kupplungselemente in der beschriebenen Weise ausgeglichen werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung in Form einer Doppelkupplung,
2 eine Seitenansicht des Außenlamellenträgers der radial außenliegenden ersten Teilkupplung der Doppelkupplung aus 1,
3 eine um 90° gedrehte Ansicht der Innenseite des Außenlamellenträgers aus 2,
4 eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung des Grundprinzips des Unwuchtausgleichs,
5 eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung der Positionierung zweier Ausgleichsbohrungen,
6 drei verschiedene Prinzipdarstellungen verschiedener Ausgleichsbohrungstypen,
7 eine Ansicht des Außenlamellenträgers aus den 2/3 mit zwei Ausgleichsbohrungen,
8 eine Teilansicht eines Außenlamellenträgers, geschnitten, mit einer Ausgleichsbohrung in Form eines Sacklochs, und
9 eine vergrößerte Detailansicht des Sacklochbereichs aus 8.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung 1 in Form einer Doppelkupplung, umfassend eine erste Teilkupplung 2 und eine zweite Teilkupplung 3, mittels welchen ein Eingangsglied 4 mit jeweils einem Ausgangsglied 5, 6 lösbar verbunden ist. Die Ausgangsglieder 5, 6 sind als Getriebeeingangswellen ausgebildet respektive mit solchen verbunden, während das Eingangsglied 4 beispielsweise als Eingangswelle ausgebildet ist.
Die erste Teilkupplung 2 weist einen erste Außenlamellen 7 aufweisenden Außenlamellenträger 8 und einen erste Innenlamellen 9 aufweisenden ersten Innenlamellenträger 10 auf. Entsprechend weist die zweite Teilkupplung 3 einen zweite Außenlamellen 11 aufweisenden zweiten Außenlamellenträger 12 und einen zweiten Innenlamellen 13 aufweisenden zweiten Innenlamellenträger 14 auf. Die ersten und zweiten Außen- und Innenlamellen 7, 9 bilden ein erstes Lamellenpaket, während die zweiten Außen- und Innenlamellen 11, 13 ein zweites Lamellenpaket bilden. Sie sind axial bewegbar am jeweiligen Außen- oder Innenlamellenträger 8, 10 bzw. 12, 14 angeordnet. Die beiden Außenlamellenträger 8, 12 sind über einen Verbindungssteg 29 miteinander drehgekoppelt, während die beiden Innenlamellenträger 10, 14 separat voneinander rotieren.
Zum Betätigen der jeweiligen Teilkupplung 2, 3, also zum Schließen des jeweiligen Lamellenpakets sind zwei Betätigungselemente 15 und 16 vorgesehen, wobei das Betätigungselement 15 der ersten Teilkupplung 2 und das Betätigungselement 16 der zweiten Teilkupplung 3 zugeordnet ist. Beide Betätigungselemente 15, 16 sind im vorliegenden Beispiel als Drucktöpfe ausgebildet, die über entsprechende Stellelemente, die hier nicht näher gezeigt sind, axial bewegt werden. Ihnen zugeordnet ist jeweils ein Rückstellelement 17, 18, hier in Form von Tellerfedern, gegen die die Betätigungselemente 15, 16 bewegt werden.
Der Aufbau einer solchen erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung respektive Doppelkupplung ist hinlänglich bekannt.
Die Kupplungselemente, also beispielsweise die Außenlamellenträger 8, 12, die Außen- und Innenlamellen 7, 9 und 11, 13, die Betätigungselemente 15, 16 sowie die Rückstellelemente 17, 18, rotieren um eine gemeinsame Drehachse 19. Es handelt sich also um rotierende Bauteile. Durch Spiele zwischen den einzelnen Kupplungselementen, die teils spielbehaftet miteinander verbunden sind wie beispielsweise die jeweiligen Lamellen und die Träger, die ein Verdrehflankenspiel zueinander aufweisen, was funktionsbedingt ist, oder die fertigungsbedingtes Spiel aufgrund von Toleranzen aufweisen, ist eine gewisse Relativbeweglichkeit der Kupplungselemente zueinander innerhalb der jeweiligen Teilkupplung respektive innerhalb des Gesamtsystems gegeben. Auch geometrische konstruktionsbedingte Ungleichmäßigkeiten wie Verdrehsicherungen und Ähnliches können an den einzelnen Kupplungselementen gegeben sein. All diese Umstände führen dazu, dass die Kupplungseinrichtung 1 respektive jede Teilkupplung 2, 3 eine Unwucht aufweist, also das Gesamtsystem eine Gesamtunwucht besitzt.
Um diese Unwucht zu reduzieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, an wenigstens einem Kupplungselement, gegebenenfalls auch an mehreren Kupplungselementen, einen separaten elementspezifischen Unwuchtausgleich vorzusehen, indem an dem jeweiligen Kupplungselement ein oder mehrere Ausgleichsbohrungen, also ein Materialabtrag, vorgesehen werden. Es wird also die Unwucht des jeweiligen Kupplungselements ausgeglichen, so dass dieses Element keinen Beitrag mehr zu einer etwaigen Gesamtunwucht liefert, die dadurch reduziert werden kann.
Ein solches Kupplungselement, das hierfür besonders geeignet ist, ist insbesondere der erste Außenlamellenträger 8 der ersten Teilkupplung 2, der in den 2 und 3 im Detail dargestellt ist. Bereits an dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Außenlamellenträger 8 nur ein Beispiel eines Kupplungselements ist, an dem der elementspezifische Unwuchtausgleich vorgenommen werden kann. Auch der erste Innenlamellenträger 10, der zweite Außenlamellenträger 12 und der zweite Innenlamellenträger 14 kann elementspezifisch ausgeglichen werden, wie auch beispielsweise die beiden Betätigungselemente 15, 16, also die Drucktöpfe und Ähnliches.
Der Außenlamellenträger weist in an sich bekannter Weise einen radialen Verzahnungsabschnitt 20 auf, an dem die axial beweglichen Außenlamellen 7 geführt sind. An den Verzahnungsabschnitt 20 schließt sich ein Radialabschnitt 21 an, der in einen Antriebswellenabschnitt 22 übergeht. Der Aufbau eines solchen Außenlamellenträgers 8 ist hinlänglich bekannt.
Um den Außenlamellenträger 8 hinsichtlich einer Unwucht auszugleichen, ist es zunächst erforderlich, diese zu messen, wozu der Außenlamellenträger 8 in ein entsprechendes Messgerät eingespannt wird. Ist die Größe der Unwucht und die Richtung des Unwuchtvektors bekannt, so kann durch Ausbildung einer oder mehrerer Ausgleichsbohrungen diese Unwucht ausgeglichen werden.
Ein Prinzipbeispiel hierfür ist in 4 gezeigt. Dargestellt ist eine Prinzipskizze des Außenlamellenträgers 8, der eine Unwucht aufweist, wie durch den Unwuchtvektor V →_U, dargestellt. Um diese Unwucht auszugleichen, sind im gezeigten Beispiel im Bereich des Radialabschnitts 21 mehrere Ausgleichsbohrungen 23 vorgesehen, das heißt, dass lokal Material abgetragen ist, so dass sich die Gewichtsverteilung über den Außenlamellenträger 8 ändert. Jede Ausgleichsbohrung definiert quasi einen Sub-Ausgleichsvektor, wobei sich die Sub-Ausgleichsvektoren zu einem Gesamtausgleichsvektor V →_A ergänzen. Die Ausgleichsbohrungen 23 sind so positioniert, dass ein Ausgleichsvektor V resultiert, der in seiner Richtung dem Unwuchtvektor entgegengesetzt gerichtet ist, vom Betrag her jedoch im Idealfall gleich groß ist. Die beiden Vektoren heben einander folglich auf, so dass im Idealfall der Außenlamellenträger 8 komplett unwuchtfrei ist.
5 zeigt in einer Prinzipdarstellung die Wirkung zweier Ausgleichsbohrungen 23 auf die Richtung des resultierenden Ausgleichsvektors V →_A. Die beiden Ausgleichsbohrungen 23 sind im gezeigten Beispiel auf einem gemeinsamen Radius r angeordnet. Zwischen ihnen ist ein Umfangswinkel α gegeben. Der resultierende Ausgleichsvektor V →_A verläuft als Winkelhalbierende zwischen den Ausgleichsbohrungen 23, die im Durchmesser und Tiefe etc. identisch sind, das heißt, dass im Bereich beider Ausgleichsbohrungen 23 identisch viel Material abgetragen ist. Die Ausgleichsbohrungen 23 sind also derart zu positionieren, dass der resultierende, in der Winkelhalbierenden laufende Ausgleichsvektor V →_A richtungsmäßig exakt entgegengesetzt zu dem Unwuchtvektor V →U verläuft.
Wie bereits in 4 angedeutet ist, besteht auch die Möglichkeit, eine Ausgleichsbohrung exakt auf den Radialstrahl ausgehend vom Zentrum des Außenlamellenträgers 8 zu legen, längs welchem Radialstrahl der Ausgleichsvektor V →_A läuft. Dies ist über die mittlere der drei Ausgleichsbohrungen 23, durch die der Ausgleichsvektor V →_A läuft, dargestellt. Das heißt, dass zur Erzeugung des Ausgleichs entweder umfangsmäßig versetzt und auf gleichem Radius liegende Ausgleichsbohrungen 23 vorgesehen werden können, oder direkt auf dem Radialstrahl liegende Ausgleichsbohrungen, die dann radial gesehen hintereinander angeordnet sind.
Auch besteht die Möglichkeit, wenn auf einem gemeinsamen Radius liegende Ausgleichsbohrungen 23 wie dargestellt vorgesehen werden, auf einem gemeinsamen Radius auch mehr als zwei Ausgleichsbohrungen zu positionieren, beispielsweise vier oder mehr, je nachdem, wie groß die auszugleichende Unwucht ist. Gleichermaßen besteht die Möglichkeit, wenn eine hinreichende Breite des Radialabschnitts 21 gegeben ist, jeweils zwei Ausgleichsbohrungen 23 auf unterschiedlichen Radien zu setzen. Die Ausgleichsbohrungen auf verschiedenen Radien sind jedoch stets so zu setzen, dass sie eine gemeinsame Winkelhalbierende besitzen.
Bevorzugt weisen die Ausgleichsbohrungen 23 allesamt dieselbe Bohrungstiefe und/oder denselben Durchmesser auf. Jedoch kann dies auch variieren. Beispielsweise kann ein erstes Bohrungspaar auf einem ersten Radius einen ersten Durchmesser aufweisen, während ein zweites Bohrungspaar auf einem zweiten Radius einen zweiten Durchmesser aufweisen kann, wie sich auch die Bohrungstiefen unterscheiden können, solange sie paarweise identisch sind. Auch bei radial gesehen hintereinander liegenden Ausgleichsbohrungen können sich diese in Durchmesser und Tiefe unterscheiden.
Wenngleich vorstehend eine bevorzugt symmetrische Bohrungsverteilung beschrieben und zur Erläuterung in den 4 und 5 dargestellt ist, können die Ausgleichsbohrungen grundsätzlich beliebig verteilt und positioniert sein, wie sie auch in ihrem Durchmesser und der Tiefe beliebig unterschiedlich sein können. Jede Ausgleichsbohrung definiert einen lokalen Sub-Ausgleichsvektor, wobei sich diese Sub-Ausgleichsvektoren zu einem Gesamtausgleichsvektor V →_A ergänzen bzw. diesen definieren. Von daher ist es möglich, wenn der Gesamtausgleichsvektor anhand der gemessenen Unwucht bestimmt ist, beliebige Sub-Ausgleichsvektoren über entsprechende Ausgleichsbohrungen zu definieren, die sich lediglich zu dem bestimmten Gesamtausgleichsvektor ergänzen müssen.
6 zeigt in dreier Prinzipdarstellungen unterschiedliche Ausgleichsbohrungstypen. Teilfigur a) zeigt eine erste Ausgleichsbohrung 23 in Form einer Durchgangsbohrung 24, wobei nach Einbringen der Bohrung sowohl an der Bohrungseingangsseite ein Grat 25 stehenbleibt, wie auch an der Bohrungsaußenseite ein Grat 26 stehenbleibt. Diese sind bevorzugt in einem Nachbearbeitungsschritt zu entfernen.
Teilfigur b) zeigt wiederum eine Ausgleichsbohrung 23 in Form einer Durchgangsbohrung 24, die jedoch an der Eingangsseite eine Fase 27 aufweist, die mit dem Bohr- oder Fräswerkzeug bereits erzeugt wurde, so dass dortseits kein Grat mehr gegeben ist. Lediglich an der Bohrungsausgangsseite ist ein Grat 26 gegeben, der zu entfernen wäre.
Teilfigur c) zeigt schließlich eine Ausgleichsbohrung 23 in Form eines Sacklochs 28. Dieses weist eine definierte Tiefe auf. Auch hier ist zur Beseitigung eines eingangsseitigen Grats eine Fase 27 vorgesehen, die bereits beim Ausbilden des Sacklochs 28 erzeugt wird, vorausgesetzt, dass dieses stets eine gleichbleibende Tiefe aufweist und ein entsprechendes Werkzeug verwendet werden kann.
7 zeigt eine Ansicht des Außenlamellenträgers 8 aus den 2 und 3, nachdem er hinsichtlich einer Unwucht vermessen wurde und nachdem diese ausgeglichen wurde. Ersichtlich sind am Radialabschnitt 21 zwei Ausgleichsbohrungen 23 ausgebildet, hier exemplarisch in Form von Durchgangsbohrungen 24. Der demgemäß bearbeitete Außenlamellenträger 8 ist folglich nahezu oder vollständig unwuchtfrei. Wird er in der Kupplungseinrichtung 1 gemäß 1 verbaut, so geht der Außenlamellenträger 8 als größtes, schwerstes und sich radial am weitesten nach außen erstreckendes Kupplungselement nicht in eine etwaige Gesamtunwucht ein.
8 zeigt eine vergrößerte Teilansicht des Außenlamellenträgers 8 aus den 2 und 3, wobei hier der Unwuchtausgleich über Ausgleichsbohrungen 23 in Form von Sacklöchern 28 vorgenommen wurde. Ein solches Sackloch 28 ist in vergrößerter Ansicht in 9 gezeigt. Dargestellt ist auch die Fase 27 am Eingang des Sacklochs 28.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungseinrichtung
2: Teilkupplung
3: Teilkupplung
4: Eingangsglied
5: Ausgangsglied
6: Ausgangsglied
7: Außenlamelle
8: Außenlamellenträger
9: Innenlamelle
10: Innenlamellenträger
11: Außenlamelle
12: Außenlamellenträger
13: Innenlamelle
14: Innenlamellenträger
15: Betätigungselement
16: Betätigungselement
17: Rückstellelement
18: Rückstellelement
19: Drehachse
20: Verzahnungsabschnitt
21: Radialabschnitt
22: Antriebswellenabschnitt
23: Ausgleichsbohrung
24: Durchgangsbohrung
25: Grat
26: Grat
27: Fase
28: Sackloch
29: Verbindungssteg
V →_A: Vektor
V →_U: Vektor

Claims

Kupplungseinrichtung, umfassend mehrere um eine gemeinsame Drehachse rotierende Kupplungselemente, die zum Betätigen der Kupplung miteinander in Wirkverbindung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der Kupplungselemente (8) wenigstens eine einem Unwuchtausgleich dienende Ausgleichsbohrung (23) vorgesehen ist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ausgleichsbohrung (23) an einem sich radial erstreckenden Abschnitt (21) des Kupplungselements (8) vorgesehen ist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsbohrung (23) eine Durchgangsbohrung (24) oder ein Sackloch (28) ist.
Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsbohrung (23) an einer oder an beiden Seiten eine Fase (27) aufweist.
Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere verteilt positionierte Ausgleichsbohrungen (23) vorgesehen sind.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass 2 × n mit n ≥ 1 Ausgleichsbohrungen (23) vorgesehen sind, wobei die Ausgleichsbohrungen (23) auf gleichem Radius (r) oder auf gleichem Radialstrahl liegen, oder dass 2 × n mit n ≥ 2 Ausgleichsbohrungen (23) vorgesehen sind, wobei zwei oder ein Vielfaches von zwei Ausgleichsbohrungen (23) auf gleichem Radius (r) liegen, und Ausgleichsbohrungen (23) auf unterschiedlichen Radien (r) vorgesehen sind.
Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf gleichem Radius (r) liegende Ausgleichsbohrungen (23) gleichen oder unterschiedlichen Durchmesser und im Falle von Sackbohrungen (28) gleiche oder unterschiedliche Tiefe aufweisen, wobei auch die Durchmesser und/oder Tiefen von auf unterschiedlichen Radien (r) liegenden Ausgleichsbohrungen (23) gleich oder verschieden sein können.
Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kupplungselemente ein Außenlamellenträger (8) mit zugeordneten Außenlamellen (7) und ein Innenlamellenträger (10) mit zugeordneten Innenlamellen (9), ein Lamellenpaket bildend, ein Betätigungselement (15) zum Einleiten einer Betätigungskraft in das Lamellenpaket und ein eine der Betätigungskraft entgegenwirkende Rückstellkraft aufbauendes Rückstellelement (17) vorgesehen sind, wobei an wenigstens einem dieser Kupplungselemente die wenigstens eine Ausgleichsbohrung (23) vorgesehen ist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Doppelkupplung ist, umfassend zwei Teilkupplungen (2, 3), die entweder jeweils als Kupplungselemente einen Außenlamellenträger (8, 12) mit zugeordneten Außenlamellen (7, 11) und einen Innenlamellenträger (10, 14) mit zugeordneten Innenlamellen (9, 13), ein Lamellenpaket bildend, ein Betätigungselement (15, 16) zum Einleiten einer Betätigungskraft in das Lamellenpaket und ein eine der Betätigungskraft entgegenwirkende Rückstellkraft aufbauendes Rückstellelement (17, 18) aufweisen, wobei die Teilkupplungen (2, 3) radial ineinander liegen, und wobei an wenigstens einem der Kupplungselemente der radial weiter außen liegenden Teilkupplung (2) die wenigstens eine Ausgleichsbohrung (23) vorgesehen ist, oder die jeweils als Kupplungselemente einen gemeinsamen Außenlamellenträger mit zugeordneten Außenlamellen und jeweils einen Innenlamellenträger mit zugeordneten Innenlamellen, ein Lamellenpaket bildend, ein Betätigungselement zum Einleiten einer Betätigungskraft in das Lamellenpaket und ein eine der Betätigungskraft entgegenwirkende Rückstellkraft aufbauendes Rückstellelement aufweisen, wobei die Teilkupplungen axial hintereinander liegen, und wobei an wenigstens einem der Kupplungselemente der Teilkupplungen die wenigstens eine Ausgleichsbohrung vorgesehen ist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ausgleichsbohrung (23) am Außenlamellenträger (8, 12) vorgesehen ist.