DE102018110473A1 - Prüfverfahren und Prüfstand zum Prüfen von reibschlüssig arbeitenden Reibschlussanordnungen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Prüfverfahren zum Prüfen von reibschlüssig arbeitenden Reibschlussanordnungen (10), die mindestens eine Kupplung (11,12) oder eine Bremse mit einem Betätigungselement (14), einem Reibelement (15,16) und einem Anpresselement (17, 18) umfassen, das in einem Reibkontakt reibschlüssig mit dem Reibelement (15,16) verbindbar ist, auf einem Prüfstand (1), an dem eine Rupfneigung der Reibschlussanordnung (10) während einer Momentenschwankungsmessung betrachtet und bewertet werden kann.
Um das Prüfen von reibschlüssig arbeitenden Reibschlussanordnungen zu vereinfachen und/oder zu verbessern, werden Bewegungen des Anpresselements (17,18) während der Momentenschwankungsmessung erfasst, um mindestens eine Ursache einer gemessenen Momentenschwankung der Reibschlussanordnung (10) zu ermitteln.
Um das Prüfen von reibschlüssig arbeitenden Reibschlussanordnungen zu vereinfachen und/oder zu verbessern, werden Bewegungen des Anpresselements (17,18) während der Momentenschwankungsmessung erfasst, um mindestens eine Ursache einer gemessenen Momentenschwankung der Reibschlussanordnung (10) zu ermitteln.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Prüfverfahren und einen Prüfstand zum Prüfen von reibschlüssig arbeitenden Reibschlussanordnungen, die mindestens eine Kupplung oder eine Bremse mit einem Betätigungselement, einem Reibelement und einem Anpresselement umfassen, das in einem Reibkontakt reibschlüssig mit dem Reibelement verbindbar ist.
- Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 105 991 A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln der Drehzahl einer Kupplung bekannt, wobei Kupplungsweginformationen eines Kupplungswegmesssystems verwendet werden, um die Drehzahl der Kupplung zu ermitteln. Aus der deutschen OffenlegungsschriftDE 10 2015 221 208 A1 ist ein Verfahren zum Kalibrieren einer Messvorrichtung zum Messen eines Moments und/oder Momentverlaufs einer Drehmomentübertragungseinrichtung bekannt, wobei mit Hilfe einer Referenzvorrichtung ein Moment und/oder ein Momentverlauf vorgegeben werden/wird, das vorgegebene Moment und/oder der vorgegebene Momentverlauf sowohl mit Hilfe der Messvorrichtung als auch mit Hilfe der Referenzvorrichtung gemessen werden/wird und die Messergebnisse miteinander verglichen werden, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten. Aus der internationalen OffenlegungsschriftWO 2015/158343 A2 - Aufgabe der Erfindung ist es, das Prüfen von reibschlüssig arbeitenden Reibschlussanordnungen, die mindestens eine Kupplung oder eine Bremse mit einem Betätigungselement, einem Reibelement und einem Anpresselement umfassen, das in einem Reibkontakt reibschlüssig mit dem Reibelement verbindbar ist, auf einem Prüfstand, an dem eine Rupfneigung der Reibschlussanordnung während einer Momentenschwankungsmessung betrachtet und bewertet werden kann, zu vereinfachen und/oder zu verbessern.
- Die Aufgabe ist bei einem Prüfverfahren zum Prüfen von reibschlüssig arbeitenden Reibschlussanordnungen, die mindestens eine Kupplung oder eine Bremse mit einem Betätigungselement, einem Reibelement und einem Anpresselement umfassen, das in einem Reibkontakt reibschlüssig mit dem Reibelement verbindbar ist, auf einem Prüfstand, an dem eine Rupfneigung der Reibschlussanordnung während einer Momentenschwankungsmessung betrachtet und bewertet werden kann, dadurch gelöst, dass Bewegungen des Anpresselements während der Momentenschwankungsmessung erfasst werden, um mindestens eine Ursache einer gemessenen Momentenschwankung der Reibschlussanordnung zu ermitteln. Im Betrieb der Reibschlussanordnung, insbesondere in einem Kupplungsbetrieb, können Geometriefehler, wie Schieflagen, Dickengleichheitsabweichungen, auffällige Belagsfederkennlinien und Reibwertänderungen Schwankungen eines übertragenen Drehmoments bei Differenzdrehzahlen zwischen Bauteilen oder Baugruppen der Reibschlussanordnung, wie einer Kupplungsdruckplatte, einer Kupplungsscheibe und einem Einrücksystem, verursachen. Diese Drehmomentschwankungen können für Fahrzeuginsassen eines mit der Reibschlussanordnung ausgestatteten Kraftfahrzeugs als sogenanntes Rupfen spürbar sein.
- Die Rupfneigung von Kupplungen wird zum Beispiel an einem End-Of-Line Prüfstand über eine sogenannte Momentenschwankungsmessung bewertet. Dabei wird eine Differenzdrehzahl zwischen Kupplung, insbesondere Anpressplatte, und Kupplungsscheibe eingestellt und die Kupplung, insbesondere Anpressplatte, bis zu einem bestimmten Betriebspunkt eingerückt. Dieser Zustand wird eine bestimmte Zeit gehalten. Dabei wird die Schwankung des Drehmoments bewertet.
- Mit einer herkömmlichen Momentenschwankungsmessung am End-Of-Line Prüfstand kann nicht unterschieden werden, ob die Ursache der Momentenschwankung ein Geometriefehler oder ein tribologischer Effekt, wie zum Beispiel ein sich über den Umfang der Kupplungsscheibe ändernder Reibwert, ist.
- Mit dem beanspruchten Prüfverfahren wird eine neue Messmethode bereitgestellt, durch welche die Ursachen von Momentenschwankungen, also Geometriefehler oder ein sich ändernder Reibwert über den Umfang beziehungsweise das Reibwertniveau selbst, getrennt und erkannt werden können. Durch die Trennung der Ursachen kann der Zusammenhang zur Geometrie von Einzelteilen der Reibschlussanordnung direkt hergestellt werden. So können die Prozessanalyse und Prozessoptimierung zielgerecht unterstützt werden. Durch die Festlegung geeigneter Grenzwerte können zudem Einzelteile der Reibschlussanordnung erkannt werden, die nicht in Ordnung sind. Durch die Ermittlung der Bewegung des Anpresselements, zum Beispiel der Anpressplatte einer Kupplung, während der Momentenschwankungsmessung können die relevanten Kenngrößen direkt am End-Of-Line Prüfstand bewertet werden.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Prüfverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass axiale Bewegungen des Anpresselements mit Hilfe von Wegsensoren an einem Umfang des Anpresselements erfasst werden. Die Wegsensoren sind vorteilhaft an einem äußeren Umfang des Anpresselements, insbesondere einer Anpressplatte einer Kupplung, angeordnet.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Prüfverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Bewegungen des Anpresselements mit Hilfe von mindestens drei Wegsensoren an drei Messstellen erfasst werden, die in Umfangsrichtung des Anpresselements gleichmäßig verteilt sind. Über die mindestens drei zusätzlichen Wegsensoren können Bewegungen des Anpresselements, insbesondere Anpressplattenbewegungen, in axialer Richtung während der Momentenschwankungsmessung relativ zu einem Gegenelement, insbesondere einer Gegenplatte, gemessen werden.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Prüfverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Zeitpunkt eine Ebene berechnet wird, welche die Bewegungen des Anpresselements während der Momentenschwankungsmessung in Abhängigkeit von der Zeit beschreibt. Mit Hilfe von mindestens drei Axialweginformationen lässt sich für jeden Messzeitpunkt die Ebene berechnen, welche die Bewegung des Anpresselements, insbesondere der Anpressplatte, beschreibt.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Prüfverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresselement durch eine Nullung der Wegsensoren in ein Bezugssystem der Reibschlussanordnung eingeordnet wird. Die Nullung der Wegsensoren wird vorteilhaft bei betätigter Reibschlussanordnung, insbesondere bei betätigter Kupplung, ausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Anpresselement, insbesondere die Anpressplatte, nahezu parallel zu einem Gegenelement, insbesondere zu einer Gegenplatte, ausgerichtet.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Prüfverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nullung der Wegsensoren durchgeführt wird, wenn die nahezu vollständig oder vollständig betätigte Reibschlussanordnung mindestens eine volle Relativverdrehung zwischen dem Reibelement und dem Anpresselement ausführt. Falls während der Nullung keine Differenzdrehzahl anliegt, kann ein Fehler auf dem Reibelement, insbesondere der Kupplungsscheibe, verhindern, dass sich das Anpresselement, insbesondere die Anpressplatte, parallel zum Gegenelement, insbesondere zu der Gegenplatte, ausrichtet. Die Folge wäre ein Fehler in der statischen Schieflage. Um dies zu verhindern, wird die Nullung vorteilhaft unter Differenzdrehzahl durchgeführt und dauert mindestens eine Umdrehung. Dadurch kann ein Fehler des Reibelements, insbesondere der Kupplungsscheibe, über eine Mittelwertbildung herausgerechnet werden.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Prüfverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Bewegungen und Kippbewegungen des Anpresselements beziehungsweise dessen Schieflage als Kenngrößen verwendet werden, wobei dynamische und statische Anteile in Betrag und Richtung unterschieden werden können. Die Bewegungen des Anpresselements, insbesondere der Anpressplatte, während der Drehmomentübertragung werden durch geometrische Fehler hervorgerufen. Treten zum Beispiel nur geringe Bewegungen an der Anpressplatte auf, ist die Ursache für eventuell auftretende Momentenschwankungen im Reibkontakt zu suchen, wie ein sich ändernder Reibwert über dem Umfang oder der Krümmungsverlauf der Belagfederkennlinie. Die axiale Bewegung der Anpressplatte ist am besten zur Bewertung geeignet, da hier die Korrelation zu der Momentenschwankung am besten ist. Dafür wird eine Differenz aus maximaler Axialbewegung und minimaler Axialbewegung gebildet. Die Auswertung der Kipprichtung, insbesondere der Schieflagenrichtung und dem zugehörigen Betrag, gibt Hinweise auf die Ursache der Bewegung. Dabei werden die statischen Anteile, insbesondere ein Mittelpunkt der Verkippung in Betrag und Richtung, und die dynamischen Anteile, insbesondere die Form der Verkippung in Betrag und Richtung, der Kipprichtung betrachtet.
- Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode zum Durchführen des vorab beschriebenen Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung angeordnet ist oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
- Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Mess- und/oder Auswertesystem mit einem vorab beschriebenen Computerprogrammprodukt. Das Mess- und/oder Auswertesystem ist vorteilhaft direkt am Prüfstand angeordnet oder in diesen integriert.
- Die oben angegebene Aufgabe ist alternativ oder zusätzlich durch einen Prüfstand zum Prüfen von reibschlüssig arbeitenden Reibschlussanordnungen gelöst, die mindestens eine Kupplung oder Bremse mit einem Einrückelement, einem Anpresselement und einem Reibelement umfassen, das in einem Reibkontakt reibschlüssig mit dem Reibelement verbindbar ist, insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren, mit einem vorab beschriebenen Mess- und Auswertesystem.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
-
1 eine teilweise vereinfachte beziehungsweise schematische Darstellung eines Prüfstands mit einer als Doppelkupplung ausgeführten Reibschlussanordnung beim Durchführen einer Momentenschwankungsmessung; -
2 einen erfindungsgemäßen Prüfstand, mit dem Bewegungen eines Anpresselements während der Momentenschwankungsmessung erfasst werden, um mindestens eine Ursache einer gemessenen Momentenschwankung der Reibschlussanordnung, insbesondere der Doppelkupplung, zu ermitteln; -
3 eine Darstellung von drei Wegsignalen über der Zeit; und -
4 die genullten Wegsignale aus3 über der Zeit. - In den
1 und2 ist ein End-Of-Line Prüfstand1 ;20 mit einer Lagervorrichtung2 dargestellt. Die Lagervorrichtung2 dient zur Lagerung einer Reibschlussanordnung10 , die als Doppelkupplung ausgeführt ist. An der Lagervorrichtung2 liegt die Reibschlussanordnung10 zum Beispiel auf einem nur durch ein Rechteck angedeuteten Ringkörper mit einem rechteckigen Ringquerschnitt auf. Die Reibschlussanordnung10 ist an der Lagervorrichtung2 drehfest auf dem nur durch das Rechteck angedeuteten feststehenden Ringkörper fixiert. - Die Reibschlussanordnung oder Doppelkupplung
10 umfasst eine erste Kupplung11 und eine zweite Kupplung12 . Die beiden Kupplungen11 ,12 der Doppelkupplung können auch als Teilkupplungen11 ,12 bezeichnet werden. - Die Doppelkupplung
10 umfasst eine Gegenplatte13 , die auch als Zentralplatte bezeichnet wird. Die Zentralplatte oder Gegenplatte13 der Doppelkupplung10 ist auf dem Prüfstand1 ;20 mit Hilfe der Lagervorrichtung2 axial fest und drehfest gelagert. - Die Reibschlussanordnung
10 umfasst zur Betätigung ein Einrückelement14 . Wenn die Reibschlussanordnung10 als Doppelkupplung ausgeführt ist, dann ist das Einrückelement14 Teil eines Einrücksystems der Doppelkupplung. - Das Einrücksystem umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Doppelkupplung zwei Hebelfederanordnungen, die auch als Tellerfederanordnungen bezeichnet werden. Am Prüfstand
1 ;20 wird die Betätigung über eine nur angedeutete Betätigungsvorrichtung6 in den1 und2 von oben eingeleitet, wie durch einen Pfeil7 angedeutet ist. - Die Reibschlussanordnung
10 umfasst zwei Reibelemente15 ,16 . Bei dem Reibelement15 handelt es sich um eine Kupplungsscheibe der Kupplung11 . Bei dem Reibelement16 handelt es sich um eine Kupplungsscheibe der Kupplung12 . - Das Reibelement
15 ist zur Darstellung eines Reibschlusses zwischen einem Anpresselement17 und dem Gegenpresselement13 einklemmbar. Das Reibelement16 ist zur Darstellung eines Reibschlusses zwischen dem Anpresselement18 und dem Gegenpresselement13 einklemmbar. Die Anpresselemente17 ,18 werden bei der Ausführung der Reibschlussanordnung10 als Doppelkupplung auch als Anpressplatten bezeichnet. - Der Prüfstand
1 ;20 umfasst einen nur durch ein Rechteck angedeuteten Elektromotor3 , durch den, wie durch einen Pfeil4 angedeutet ist, eine Drehbewegung auf die Reibelemente15 ,16 , insbesondere die Kupplungsscheiben15 ,16 , aufgebracht werden. So kann die zur Momentenschwankungsmessung benötigte Differenzdrehzahl zwischen dem Gegenpresselement13 und den Reibelementen15 ,16 erzeugt werden. - In
2 ist durch einen Pfeil21 einer von insgesamt drei Wegsensoren angedeutet, die in Umfangsrichtung des Gegenpresselements13 an drei Messstellen erfasst werden. - Im Betrieb des Prüfstands
20 wird die Doppelkupplung10 über die Zentralplatte beziehungsweise das Gegenpresselement13 auf der Lagervorrichtung2 gelagert. Die Reibelemente15 ,16 , insbesondere die Kupplungsscheiben, werden über den Elektromotor3 in Drehung versetzt. Gleichzeitig werden die Kupplungen11 ,12 mit Hilfe der Betätigungsvorrichtung6 zumindest teilweise geschlossen. Über das zumindest teilweise Schließen der Kupplungen11 ,12 wird ein definiertes zu übertragendes Drehmoment eingestellt. - Wenn sich die Kupplungsscheiben
15 ,16 drehen, dann führen zum Beispiel Dickenungleichförmigkeiten an den Kupplungsscheiben15 ,16 oder geometrische Fehler an den Anpressplatten17 ,18 oder an dem Gegenpresselement13 dazu, dass sich der Weg der Anpressplatten17 ,18 zu der Hebelfeder verändert. Dadurch wiederum verändert sich die Anpresskraft und aus der veränderten Anpresskraft entsteht eine Momentenschwankung. - Bei einem geometrischen Fehler handelt es sich zum Beispiel um eine Schiefstellung einer der Kupplungsscheiben
15 ,16 oder um einen Fehler an einer der Anpressplatten17 ,18 . - Mit den Wegsensoren werden drei Wegsignale erfasst, die in
3 dargestellt und mit den Bezugszeichen31 bis33 bezeichnet sind. Mit diesen Wegsignalen31 bis33 kann während der Momentenschwankungsmessung der zeitliche Verlauf der Bewegung des Anpresselements18 beschrieben werden. Die Wegsensoren31 bis33 sind zum Beispiel als Taster an dem Prüfstand20 ausgeführt. Die Taster greifen vorteilhaft direkt an der Anpressplatte18 an. - In
3 ist ein kartesisches Koordinatensystem mit einerx -Achse41 und einery -Achse42 dargestellt. Auf derx -Achse41 ist eine Zeit in einer geeigneten Zeiteinheit aufgetragen. Auf dery -Achse ist ein Weg in einer geeigneten Wegeinheit aufgetragen. - In
3 sieht man, dass die drei Wegsignale31 bis33 aufgrund ihrer Verteilung über den Umfang der Anpressplatte18 auf eine in horizontaler Richtung verlaufenden Zeitachse versetzt oder verschoben sind und unterschiedliche Mittelwerte haben. - In
4 ist ein kartesisches Koordinatensystem mit einerx -Achse41 und einery -Achse42 dargestellt. Auf derx -Achse41 ist eine Zeit in einer geeigneten Zeiteinheit aufgetragen. Auf dery -Achse ist ein Weg in einer geeigneten Wegeinheit aufgetragen. - In
4 ist dargestellt, dass die Wegsignale31 bis33 bei einer nötigen Nullung relativ zueinander verschoben werden. Die drei Wegsignale31 bis33 sind in4 über zwei Umdrehungen Offset korrigiert, so dass die Mittelwerte auf gleichem Niveau liegen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Prüfstand
- 2
- Lagervorrichtung
- 3
- Elektromotor
- 4
- Pfeil
- 5
- Drehachse
- 6
- Betätigungsvorrichtung
- 7
- Pfeil
- 10
- Reibschlussanordnung
- 11
- Kupplung
- 12
- Kupplung
- 13
- Gegenpresselement
- 14
- Einrückelement
- 15
- Reibelement
- 16
- Reibelement
- 17
- Anpresselement
- 18
- Anpresselement
- 20
- Prüfstand
- 21
- Pfeil
- 31
- Wegsignal
- 32
- Wegsignal
- 33
- Wegsignal
- 41
-
x -Achse - 42
-
y -Achse - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102011105991 A1 [0002]
- DE 102015221208 A1 [0002]
- WO 2015/158343 A2 [0002]
Claims (10)
- Prüfverfahren zum Prüfen von reibschlüssig arbeitenden Reibschlussanordnungen (10), die mindestens eine Kupplung (11,12) oder eine Bremse mit einem Betätigungselement (14), einem Reibelement (15,16) und einem Anpresselement (17, 18) umfassen, das in einem Reibkontakt reibschlüssig mit dem Reibelement (15,16) verbindbar ist, auf einem Prüfstand (1), an dem eine Rupfneigung der Reibschlussanordnung (10) während einer Momentenschwankungsmessung betrachtet und bewertet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass Bewegungen des Anpresselements (17,18) während der Momentenschwankungsmessung erfasst werden, um mindestens eine Ursache einer gemessenen Momentenschwankung der Reibschlussanordnung (10) zu ermitteln.
- Prüfverfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass axiale Bewegungen des Anpresselements (17,18) mit Hilfe von Wegsensoren (21) an einem Umfang des Anpresselements (17,18) erfasst werden. - Prüfverfahren nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Bewegungen des Anpresselements (17,18) mit Hilfe von mindestens drei Wegsensoren (21) an drei Messstellen erfasst werden, die in Umfangsrichtung des Anpresselements (17,18) gleichmäßig verteilt sind. - Prüfverfahren nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Zeitpunkt eine Ebene berechnet wird, welche die Bewegungen des Anpresselements (17,18) während der Momentenschwankungsmessung in Abhängigkeit von der Zeit beschreibt. - Prüfverfahren nach einem der
Ansprüche 2 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresselement (17,18) durch eine Nullung der Wegsensoren (21) in ein Bezugssystem der Reibschlussanordnung (10) eingeordnet wird. - Prüfverfahren nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nullung der Wegsensoren (21) durchgeführt wird, wenn die nahezu vollständig oder vollständig betätigte Reibschlussanordnung (10) mindestens eine volle Relativverdrehung zwischen dem Reibelement (15,16) und dem Anpresselement (17,18) ausführt. - Prüfverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Bewegungen und Kippbewegungen des Anpresselements (17,18) beziehungsweise dessen Schieflage als Kenngrößen verwendet werden, wobei dynamische und statische Anteile in Betrag und Richtung unterschieden werden können.
- Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung angeordnet ist oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
- Mess- und/oder Auswertesystem mit einem Computerprogrammprodukt nach
Anspruch 8 . - Prüfstand (1;20) zum Prüfen von reibschlüssig arbeitenden Reibschlussanordnungen (10), die mindestens eine Kupplung (11,12) oder Bremse mit einem Einrückelement (14), einem Anpresselement (17,18) und einem Reibelement (15,16) umfassen, das in einem Reibkontakt reibschlüssig mit dem Reibelement (15,16) verbindbar ist, insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , mit einem Mess- und Auswertesystem nachAnspruch 9 .
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