DE102021112150A1

DE102021112150A1 - Verfahren zur Herstellung einer Reiblamellenanordnung

Info

Publication number: DE102021112150A1
Application number: DE102021112150.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas DOPF; Helmut Mazanek; Matthias Pölzgutter; Laurenz Strassmair; Rainer Gneißl
Original assignee: Miba Frictec GmbH
Current assignee: Miba Frictec GmbH
Priority date: 2021-05-10
Filing date: 2021-05-10
Publication date: 2022-11-10
Also published as: CN115325063A; AT524999B1; AT524999A2; US11773920B2; US20220356910A1; AT524999A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Reiblamellen für eine, insbesondere radiale Doppelkupplung (1) umfassend folgende Schritte:- Bereitstellen eines ersten Lamellenringes mit einem ersten Innendurchmesser,- Bereitstellen eines zweiten Lamellenringes mit einem zweiten Außendurchmesser, wobei der zweite Außendurchmesser kleiner ist als der erste Innendurchmesser,- Bearbeitung des ersten Lamellenringes und des zweiten Lamellenringes in einem Werkzeug (25) zur Herstellung der Reiblamellen dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Lamellenring innerhalb des ersten Lamellenringes angeordnet wird, und dass der zweite und der erste Lamellenring gemeinsam im Werkzeug (25) bearbeitet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Reiblamellen für eine, insbesondere radiale, Doppelkupplung umfassend folgende Schritte: Bereitstellen eines ersten Lamellenringes mit einem ersten Innendurchmesser; Bereitstellen eines zweiten Lamellenringes mit einem zweiten Außendurchmesser, wobei der zweite Außendurchmesser kleiner ist als der erste Innendurchmesser; Bearbeitung des ersten Lamellenringes und des zweiten Lamellenringes in einem Werkzeug zur Herstellung der Reiblamellen.
Weiter betrifft die Erfindung eine Reiblamellenanordnung umfassend einen ersten Reiblamellenring mit einem ersten Innendurchmesser und einer ersten axialen Ringdicke, einen zweiten Reiblamellenring mit einem zweiten Außendurchmesser und einer zweiten axialen Ringdicke, wobei der zweite Außendurchmesser kleiner ist als der erste Innendurchmesser, und wobei der zweite Reiblamellenring innerhalb des ersten Reiblamellenrings anordenbar ist.
Zudem betrifft die Erfindung eine, insbesondere radiale, Doppelkupplung umfassend ein Außenlamellenpaket und ein Innenlamellenpaket.
Radiale Doppelkupplungen für ein Doppelkupplungsgetriebe sind bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2014 223 033 A1 ist eine nasslaufende radiale Doppelkupplung, umfassend eine radial äußere erste Kupplung und eine radial innere zweite Kupplung, die um eine gemeinsame Drehachse drehbar angeordnet sind. Die Doppelkupplung weist einen Außenlamellenträger mit Außenlamellen und einen Innenlamellenträger mit Innenlamellen auf. Die Innenlamellen innerhalb der Außenlamellen angeordnet (in radialer Richtung betrachtet). Bedingt durch diese Anordnung sind an die Lamellen der beiden Lamellenpakete erhöhte Anforderungen an die Bauteilgenauigkeit zu stellen, insbesondere muss die axiale Dicke der Lamellen innerhalb engerer Toleranzen liegen als dies bei einfachen Lamellenkupplungen mit nur einem Lamellenpaket der Fall ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Effizienz der Herstellung von Reiblamellen für radiale Doppelkupplungen und damit die Herstellung von radialen Doppelkupplungen zu verbessern.
Diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass der zweite Lamellenring innerhalb des ersten Lamellenringes angeordnet wird, und dass der zweite und der erste Lamellenring gemeinsam im Werkzeug bearbeitet werden.
Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit der eingangs genannten Reiblamellenanordnung gelöst, bei der die erste axiale Ringdicke des ersten Reiblamellenrings von der zweiten axialen Ringdicke des zweiten Reiblamellenrings um maximal 0,05 mm, insbesondere maximal 0,04 mm, abweicht.
Zudem wird die Aufgabe der Erfindung mit der eingangs genannten Doppelkupplung gelöst, bei der das Außenlamellenpaket und das Innenlamellenpaket aus einer erfindungsgemäßen Reiblamellenanordnungen gebildet sind, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind.
Von Vorteil ist dabei, dass durch die gleichzeitige Bearbeitung bzw. Herstellung von Außen- und Innenlamellen die Herstellungszeit der Reibbaugruppe deutlich verkürzt werden kann. Zudem ist damit auch eine bessere Ausnutzung der Werkzeuge erreichbar. Durch die gleichzeitige Bearbeitung bzw. Herstellung von Außen- und Innenlamellen ist zudem die geometrische Genauigkeit der beiden Lamellen besser aufeinander abstimmbar bzw. kann die Toleranz reduziert werden.
Zur weiteren Verbesserung dieser Effekte kann gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass der erste und der zweite Lamellenring jeweils aus einem Trägerring, auf den ein oder beidseitig Reibbeläge aufgebracht werden, hergestellt werden, wobei die Anbindung der Reibbeläge an dem Trägerring für den ersten und den zweiten Lamellenring und/oder Aushärtung der Reibbeläge in dem Werkzeug gemeinsam durchgeführt wird.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung wird als Werkzeug vorzugsweise eine Presse verwendet, da damit die voranstehenden Verfahrensschritte der gemeinsamen Fertigung von Außen- und Innenlamellen einfacher durchführbar sind.
Gemäß einer Ausführungsvariante dazu kann vorgesehen sein, dass in der Presse auch eine Verdichtung der Reibbeläge durchgeführt wird, um u.a. damit auch die Bauteilgenauigkeit zu verbessern.
Vorzugsweise wird der erste und/oder der zweite Lamellenring in dem Werkzeug nutiert, womit die Fertigungstiefe der Herstellung der Reiblamellen mit dem Werkzeug weiter erhöht werden kann. Neben der Ausbildung von Kühlkanälen kann mit diesem Schritt auch die Maßgenauigkeit der Reiblamellen verbessert werden.
Entsprechend einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste und der zweite Lamellenring miteinander verbunden werden, bevor sie in das Werkzeug eingelegt werden, womit die gemeinsame Handhabung der beiden Lamellenringe vereinfacht werden kann, insbesondere auch deren Positionierung im Werkzeug.
Dabei kann nach einer Ausführungsvariante dazu vorgesehen sein, dass die Verbindung des ersten mit dem zweiten Lamellenring mit zumindest einer Sollbruchstelle versehen wird, um die Trennung nach der Bearbeitung zu vereinfachen bzw. um ungewollte Ausbrüche im Bereich der Lamellenringe zu verhindern.
Von Vorteil ist dabei, wenn nach einer Ausführungsvariante dazu vorgesehen wird, dass die Verbindung in dem Werkzeug gelöst wird, wodurch eine weitere Reduktion der Bearbeitungszeit der Lamellenringe erreicht werden kann.
Zur genaueren Positionierung der Lamellenringe im Werkzeug kann nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung aber auch vorgesehen werden, dass ein Werkzeug verwendet wird, dass eine Innenzentriervorrichtung für den zweiten Lamellenring und ein Außenzentriervorrichtung für den ersten Lamellenring aufweist.
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das der Innenlamellenring und der Außenlamellenring im Werkzeug mit einer Markierung versehen werden. Es ist damit eine relative Änderung der Einbaulagen der Reiblamellen eines Lamellenpakets zueinander einfacher durchführbar, womit Werkzeugungenauigkeiten, insbesondere in Hinblick auf die Ebenheit von Werkzeugflächen, einfacher ausgeglichen werden können.
Eine einfachere Zusammenstellung von Reiblamellen zu einem Lamellenpaket ist auch erreichbar, wenn gemäß weiteren Ausführungsvarianten der Erfindung vorgesehen ist, dass der erste Reiblamellenring eine Toleranz der ersten axialen Ringdicke von maximal ± 0,02mm aufweist, und/oder dass der zweite Reiblamellenring eine Toleranz der zweiten axialen Ringdicke von maximal ± 0,02mm aufweist, und/oder dass der erste Reiblamellenring und der zweite Reiblamellenring eine Toleranz Ebenheit nach ISO 1101:2017-09 von maximal ± 0,02 mm aufweist.
Es kann gemäß weiteren Ausführungsvarianten der Erfindung vorgesehen sein, dass die ersten axialen Ringdicken aller ersten Reiblamellenringe des Außenlamellenpakets um maximal 0,05 mm, insbesondere maximal 0,04 mm, voneinander abweichen und/oder die zweiten axialen Ringdicken aller zweiten Reiblamellenringe des Innenlamellenpakets um maximal 0,05 mm, insbesondere maximal 0,04 mm, voneinander abweichen und/oder dass die axiale Ringdicken aller ersten Reiblamellenringe des Außenlamellenpakets und die axialen Ringdicken aller zweiten Reiblamellenringe des Innenlamellenpakets um maximal 0,05 mm, insbesondere maximal 0,04 mm, voneinander abweichen. Anders ausgedrückt können die Reiblamellenpakete aus hinsichtlich der Dickenabweichung sehr gleichmäßigen Reiblamellen aufgebaut sein.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:

1 eine radiale Doppelkupplung;
2 ein Ausschnitt aus einer Belaglamelle;
3 die Anordnung einer Außen- und einer Innenlamelle auf einem Pressträger;
4 eine Presse.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
1 zeigt vereinfacht einen Ausschnitt aus einer radialen Doppelkupplung 1, insbesondere für ein Doppelkupplungsgetriebe. Die Doppelkupplung 1 weist ein Außenlamellenpaket 2 für die erste Kupplung und eine Innenlamellenpaket 3 für die zweite Kupplung auf. Das Innenlamellenpaket 3 ist in der Radialrichtung 4 betrachtet innerhalb (unterhalb) des Außenlamellenpakets 2 angeordnet. Obwohl dies die bevorzugte, weil platzsparende Ausführungsvariante der Doppelkupplung 1 ist, besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass die Innenlamellenpaket 3 in der Axialrichtung 5 versetzt zu dem Außenlamellenpaket angeordnet ist.
Vorzugsweise weisen das Außenlamellenpaket 2 und das Innenlamellenpaket 5 die gleiche Anzahl an Reiblamellen auf.
Das Außenlamellenpaket 2 weist zumindest eine Innenlamelle 6, insbesondere mehrere Innenlamellen 6, und zumindest eine Außenlamelle 7, insbesondere mehrere Außenlamellen 7, auf, die auch als Reiblamellen bezeichnet werden können. Die Innenlamelle 6 sind in der Axialrichtung 5 hintereinander abwechselnd mit den Außenlamellen 7 angeordnet. Über einen entsprechenden Betätigungsmechanismus sind die Innenlamelle 6 relativ zu den Außenlamellen 7 in der Axialrichtung 5 verstellbar, sodass zwischen den Innenlamelle 6 und den Außenlamellen 7 ein Reibschluss ausgebildet wird.
Die Anzahl der Innenlamellen 6 und der Außenlamellen 7 kann beispielsweise jeweils ausgewählt sein aus einem Bereich von 1, insbesondere 2, bis 20. Die in 1 konkret dargestellte Anzahl an Innen- und Außenlamellen 6, 7 des Außenlamellenpakets 2 ist also nicht beschränkend zu verstehen.
Die Innenlamellen 6 weisen an einer radial inneren Stirnfläche zumindest einen Mitnehmerelement, beispielsweise in Form einer Außenverzahnung, auf. Ebenso weisen die Außenlamellen 7 an einer radial äußeren Stirnfläche zumindest ein Mitnehmerelement auf, beispielsweise in Form von Fahnen. Über die Mitnehmerelemente kann eine drehfeste Verbindung mit einem weiteren Bauteil der Reibbaugruppe, beispielsweise einer Welle oder dem Gehäuse der Reibbaugruppe hergestellt werden, insbesondere über einen Innenlamellenträger 8 auf dem die Innenlamellen 8 angeordnet sind, und einen Außenlamellenträger 9, auf dem die Außenlamellen 7 angeordnet sind, wie dies an sich bekannt ist.
Das Innenlamellenpaket 3 weist zumindest eine Innenlamelle 10, insbesondere mehrere Innenlamellen 10, und zumindest eine Außenlamelle 11, insbesondere mehrere Außenlamellen 11, auf, die auch als Reiblamellen bezeichnet werden können. Die Innenlamelle 10 sind in der Axialrichtung 5 hintereinander abwechselnd mit den Außenlamellen 11 angeordnet. Über einen entsprechenden Betätigungsmechanismus sind die Innenlamelle 10 relativ zu den Außenlamellen 11 in der Axialrichtung 5 verstellbar, sodass zwischen den Innenlamelle 10 und den Außenlamellen 11 ein Reibschluss ausgebildet wird.
Die Anzahl der Innenlamellen 10 und der Außenlamellen 11 kann beispielsweise jeweils ausgewählt sein aus einem Bereich von 1, insbesondere 2, bis 20. Die in 1 konkret dargestellte Anzahl an Innen- und Außenlamellen 10, 11 des Innenlamellenpakets 3 ist also nicht beschränkend zu verstehen.
Die Innenlamellen 10 weisen an einer radial inneren Stirnfläche zumindest einen Mitnehmerelement, beispielsweise in Form einer Außenverzahnung, auf. Ebenso weisen die Außenlamellen 11 an einer radial äußeren Stirnfläche zumindest ein Mitnehmerelement auf, beispielsweise in Form von Fahnen. Über die Mitnehmerelemente kann eine drehfeste Verbindung mit einem weiteren Bauteil der Reibbaugruppe, beispielsweise einer Welle oder dem Gehäuse der Reibbaugruppe hergestellt werden, insbesondere über einen Innenlamellenträger 12 auf dem die Innenlamellen 10 angeordnet sind, und einen Außenlamellenträger 13, auf dem die Außenlamellen 11 angeordnet sind, wie dies an sich bekannt ist.
Dieser prinzipielle Aufbau einer Doppelkupplung 1 ist aus dem Stand der Technik bekannt. Zu weiteren Einzelheiten dazu sei daher auf diesen einschlägigen Stand der Technik verwiesen.
Die Innenlamellen 6 des Außenlamellenpakets 2 und die Innenlamellen 10 des Innenlamellenpakets 3 können aus einem Reibmaterial bestehen oder vorzugsweise als sogenannte Belaglamellen ausgeführt sein. Die Außenlamellen 7 des Außenlamellenpakets 2 und die Außenlamellen 11 des Innenlamellenpakets 3 können diesem Fall als sogenannten Gegenlamellen ausgeführt.
Es besteht aber auch die Möglichkeit der umgekehrten Anordnung, dass also die Innenlamellen 6 des Außenlamellenpakets 2 und die Innenlamellen 10 des Innenlamellenpakets 3 als Gegenlamellen ausgeführt sind, und dass die Außenlamellen 7 des Außenlamellenpakets 2 und die Außenlamellen 11 des Innenlamellenpakets 3 aus einem Reibmaterial bestehen oder vorzugsweise als Belaglamellen ausgeführt sind.
Gegenlamellen sind Reiblamellen, die keine Reibbeläge tragen und nur aus einem Metall, insbesondere aus Stahl, bestehen.
Belaglamellen sind Reiblamellen, die auf einem Trägerkörper, insbesondere einem Trägerring 15 einseitig oder beidseitig zumindest einen Reibbelag 16 aufweist, wie dies aus 2 ersichtlich ist. Der Reibbelag 16 kann vollumfänglich einteilig ausgebildet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Reibbelag 16 segmentiert ausgebildet ist, also aus mehreren Segmenten besteht, die in Umfangsrichtung nebeneinander und insbesondere zueinander beabstandet auf dem Trägerkörper angeordnet sind. Vorzugsweise sind alle Reibbeläge 16 einer Reiblamelle gleich ausgebildet. Es können aber auch unterschiedliche Reibbeläge 16 auf einer Reiblamelle angeordnet werden.
Der, insbesondere ringförmige, Reibbelag 16 ist entlang eines radial äußeren Umfangs angeordnet. Der Reibbelag 16 kann unmittelbar anschließend an den radial äußeren Umfang, d.h. an eine Mantelfläche 17 des Trägerkörpers, angeordnet sein, wie dies aus 2 ersichtlich ist, oder beabstandet zu dieser, d.h. radial nach innen versetzt.
Die Verbindung des Reibbelags 16 mit dem Trägerkörper erfolgt üblicherweise durch eine Verklebung, insbesondere mit einem Harz.
Der Trägerkörper besteht insbesondere aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem Stahl.
Der Reibbelag 16 ist insbesondere durch ein faserverstärktes Harz (z.B. ein Phenolharz) gebildet, beispielsweise durch ein harzgetränktes Papier. Gegebenenfalls kann der Reibbelag 16 auch Reibpartikel, wie z.B. Korundpartikel, etc., in der Harzmatrix und/oder auf diese aufgestreut aufweisen. Derartige Reibbeläge 16 sind aus dem Stand der Technik bekannt, auf den in diesem Zusammenhang zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird.
Der Reibbelag 16 kann auch ein massegepresster Trockenlaufreibbelag sein. Dazu kann aus den Bestandteilen des Reibbelags 8 ein Gemisch hergestellt werden, das in weiterer Folge einem Pressling in einer Presse, gegebenenfalls in einer Heißpresse bei erhöhter Temperatur (z.B. bei einer Temperatur zwischen 100 °C bis 190 °C), gepresst wird.
Falls Reiblamellen aus einem Reibmaterial bestehen, kann diese aus den für Reibbeläge 16 genannten bzw. den bekannten Werkstoffen bestehen.
Alle in der Doppelkupplung 1 angeordneten Belaglamellen bzw. aus einem Reibmaterial bestehenden Reiblamellen können zumindest hinsichtlich des Werkstoffes bzw. Verbundwerkstoffes, aus dem sie bestehen, gleich ausgeführt sein. Ebenso können sämtlich Gegenlamellen der Doppelkupplung zumindest hinsichtlich des Werkstoffes, aus dem sie bestehen, gleich ausgebildet. Bei beidseitiger Belegung der Belaglamellen besteht die Möglichkeit, dass die Reibbeläge 16 einer der Stirnflächen im Vergleich zu den Reibbelägen 16 der zweiten Stirnfläche unterschiedlich ausgebildet sind. Insbesondere kann dies die genaue Ausbildung einer im nachstehenden noch näher erläuterten Nutierung der Reibbeläge 16 betreffen.
Im Folgenden wird nur mehr auf eine Reiblamellenanordnung 18 Bezug genommen, wie diese als Ausführungsvariante in 3 ersichtlich ist. Die nachstehenden Ausführungen können aber auf alle weiteren Reiblamellenanordnungen 18 der Doppelkupplung 1 (bzw. genereller ausgedrückt der Reibbaugruppe) angewandt werden. D.h. dass alle Innenlamellen 6 des Außenlamellenpakets 2 und alle Innenlamellen 10 des Innenlamellenpakets 3 (jeweils eine Innenlamelle 6 des Außenlamellenpakets 2 mit einer Innenlamelle 10 des Innenlamellenpakets 3 zusammen) oder dass alle Außenlamellen 7 des Außenlamellenpakets 2 und alle Außenlamellen 11 des Innenlamellenpaktes 2 gleich (jeweils eine Außenlamelle 7 des Außenlamellenpakets 2 mit einer Außenlamelle 11 des Innenlamellenpakets 3 zusammen) hergestellt sind.
Es besteht dabei auch die Möglichkeit, dass alle Innenlamellen 6 des Außenlamellenpakets 2 und alle Außenlamellen 11 des Innenlamellenpakets 3 (jeweils eine Innenlamelle 6 des Außenlamellenpakets 2 mit einer Außenlamelle 11 des Innenlamellenpakets 3 zusammen) oder alle Außenlamellen 7 des Außenlamellenpakets 2 und alle Innenlamellen 10 des Innenlamellenpakets 3 (jeweils eine Außenlamelle 7 des Außenlamellenpakets 2 mit einer Innenlamelle 10 des Innenlamellenpakets 3 zusammen) gleich hergestellt sind.
Eine bzw. jede Reiblamellenanordnung 18 im Rahmen der Erfindung umfasst einen ersten Reiblamellenring 19 mit einem ersten Innendurchmesser 20 und einer ersten axialen Ringdicke 21 (aus 4 ersichtlich), einen zweiten Reiblamellenring 22 mit einem zweiten Außendurchmesser 23 und einer zweiten axialen Ringdicke 24 (aus 4 ersichtlich). Der zweite Außendurchmesser 23 des zweiten Reiblamellenrings 22 ist kleiner als der erste Innendurchmesser 20 des ersten Reiblamellenrings 19. Dadurch ist es möglich, dass für die Herstellung der Reiblamellenanordnung 18 der zweite Reiblamellenring 22 innerhalb des ersten Reiblamellenrings 19 angeordnet wird (in der Radialrichtung 4 betrachtet).
Die Reiblamellenanordnung 18 besteht also aus einer Reiblamelle des Außenlamellenpakets 2, die durch den ersten Reiblamellenring 19 gebildet wird, und einer Reiblamelle des Innenlamellenpakets 3, die durch den zweiten Reiblamellenring 22 gebildet wird, bzw. umfasst diese. Dabei kann der erste Reiblamellenring 19 eine Außenlamelle 7 oder eine Innenlamelle 6 des Außenlamellenpakets 2 und der Reiblamellenring 22 eine Außenlamelle 11 oder eine Innenlamelle 10 des Innenlamellenpakets 3 bilden. Vorzugsweise sind in der Reiblamellenanordnung 18 eine Außenlamelle 7 des Außenlamellenpakets 2 und eine Außenlamelle 11 des Innenlamellenpakets 3 oder eine Innenlamelle 6 des Außenlamellenpakets 2 und eine Innenlamelle 10 des Innenlamellenpakets 3 miteinander kombiniert. Es sind aber auch Mischvarianten aus Außenlamellen 7, 11 mit Innenlamellen 6, 10 möglich
Durch die gleichzeitige Herstellung einer Reiblamelle des Außenlamellenpakets 2 und einer Reiblamelle des Innenlamellenpakets 3 und unter Berücksichtigung der Anpassung eines Werkzeugs 25, insbesondere einer Auflagefläche 26, auf der die beiden Reiblamellenringe 19, 22 während der Herstellung aufliegen, weicht die erste axiale Ringdicke 21 des ersten Reiblamellenrings 19 von der zweiten axialen Ringdicke 24 des zweiten Reiblamellenrings 22 um maximal 0,05 mm, insbesondere maximal 0,04 mm, ab. Die beiden Reiblamellenringe 19, 22 weisen also hinsichtlich ihrer Soll-Abmessungen sehr geringe Toleranzen auf.
Dabei ist von Vorteil, wenn eine Amplitude der 1. Ordnung der Dickenschwankung einen Wert von maximal 0,02mm, insbesondere maximal 0,015 mm, und gegebenenfalls eine Amplitude der 2. Ordnung der Dickenschwankung einen Wert von maximal 0,015mm, insbesondere maximal 0,01 mm, aufweisen, jeweils ausgewertet mit FFT (Fast Fourier Transformation)
Dabei kann nach einer Ausführungsvariante auch vorgesehen sein, dass der erste Reiblamellenring 19 eine Toleranz der ersten axialen Ringdicke 21 von maximal ± 0,02mm aufweist, und/oder dass der zweite Reiblamellenring 22 eine Toleranz der zweiten axialen Ringdicke 24 von maximal ± 0,02mm aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der erste Reiblamellenring 19 und der zweite Reiblamellenring 22 eine Toleranz Ebenheit nach ISO 1101:2017-09 von maximal ± 0,02 mm aufweist. Die Ebenheit kann mit einem Rotationslaser gemessen werden, beispielsweise einem Rotationslaser T430 der Fa. Status Pro Maschinenmesstechnik GmbH.
Es ist also im Rahmen der Erfindung möglich, je nach Ausführungsvariante Verkippungen von Werkzeugbestandteilen oder geschüsselte bzw. gewellte Oberflächen des Werkzeuges 25 zur Herstellung der Reiblamellenanordnung 18, also für ein Paar von Reiblamellen, auszugleichen bzw. die dadurch hervorgerufenen Toleranzen der Reiblamellen zu verringen, womit insbesondere die Reiblamellen für eine radiale Doppelkupplung 1 besser einsetzbar sind, das Unterschiede der Baulänge des Außenlamellenpakets 2 von derjenigen des Innenlamellenpakets 3, jeweils in der Axialrichtung 5 (siehe 1) betrachtet, ohne aufwändige Nachbearbeitung der Einzellamellen verringert werden können.
Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die angesprochenen Abweichungen von der Sollgeometrie bzw. die Verkippungen von Werkzeugbestandteilen oder die geschüsselten bzw. gewellten Oberflächen des Werkzeuges 25 in der Regel mit freiem Auge nicht sichtbar sind.
Es kann gemäß weiteren Ausführungsvarianten der Erfindung vorgesehen sein, dass die ersten axialen Ringdicken aller ersten Reiblamellenringe des Außenlamellenpakets um maximal 0,05 mm, insbesondere maximal 0,04 mm, voneinander abweichen und/oder die zweiten axialen Ringdicken aller zweiten Reiblamellenringe des Innenlamellenpakets um maximal 0,05 mm, insbesondere maximal 0,04 mm, voneinander abweichen und/oder dass die axiale Ringdicken aller ersten Reiblamellenringe des Außenlamellenpakets und die axialen Ringdicken aller zweiten Reiblamellenringe des Innenlamellenpakets um maximal 0,05 mm, insbesondere maximal 0,04 mm, voneinander abweichen. Das Außenlamellenpaket 2 das Innenlamellenpaket 2 können also aus Reiblamellen aufgebaut bzw. zusammengesetzt sein, die hinsichtlich ihrer Dickenabweichung jeweils innerhalb des genannten Bereichs von 0 mm bis 0,05 mm liegen.
Zur Herstellung der Reiblamellenanordnung 18, und damit von Reiblamellen für die, insbesondere radiale, Doppelkupplung 1 werden zuerst ein erster Lamellenring mit einem ersten Innendurchmesser und ein zweiter Lamellenring mit einem zweiten Außendurchmesser bereitgesellt, wobei der zweite Außendurchmesser kleiner ist als der erste Innendurchmesser. Sofern sich die Abmessungen der Lamellenringe während der Herstellung nicht ändern, entspricht der erste Lamellenring dem ersten Reiblamellenring 19 und entspricht der zweite Lamellenring dem zweiten Reiblamellenring 22. Wie dies im Nachstehenden noch ausgeführt wird, muss dies aber nicht sein, sodass also der erste Lamellenring und der zweite Lamellenring auch als Halbzeug bezeichnet werden können.
Der zweite Lamellenring wird in der Radialrichtung 4 innerhalb des ersten Lamellenrings in dem Werkzeug 25 angeordnet, insbesondere auf die Auflagefläche 26 des Werkzeugs 25 aufgelegt, und danach mit dem Werkzeug 25 bzw. in dem Werkzeug 25 bearbeitet. Es werden also der zweite Lamellenring und der erste Lamellenring gemeinsam im bzw. mit dem Werkzeug 25 bearbeitet.
Wie bereits ausgeführt, werden mit dem Verfahren nach der Erfindung vorzugsweise Belaglamellen hergestellt. Dabei kann nach einer Ausführungsvariante des Verfahrens vorgesehen sein, dass der erste und der zweite Lamellenring jeweils aus dem Trägerring 15, auf den ein oder beidseitig die Reibbeläge 16 aufgebracht werden (siehe 2), hergestellt werden. Dazu werden die Reibbelagrohlinge auf die zugehörigen Trägerringe 15 aufgelegt. Die Konfektionierung der Reibbelagrohlinge erfolgt bevorzugt vor dem Auflegen auf die Trägerringe 15.
In weiterer Folge kann im Werkzeug 25, das nach einer bevorzugten Ausführungsvariante eine Presse 27 ist (siehe 4), die Anbindung der Reibbelagrohlinge an den jeweiligen Trägerring 15 für den ersten und den zweiten Lamellenring in dem Werkzeug 25 durchgeführt werden. Hierfür kann ein Klebstoff bzw. ein anderes Adhäsiv verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann bei harzgebundenen Reibbelägen 16 (also insbesondere die voranstehenden genannten Reibbeläge 16 mit einer Fasermatrix) das Harz der Reibbeläge 16 bzw. eine Vorstufe davon herangezogen werden. Es ist zudem alternativ oder zusätzlich möglich, dass harzgebundene Reibbeläge oder Reiblamellen im Werkzeug 25 ausgehärtet werden, also die Vorstufe des Harzes polymerisiert und/oder vernetzt wird. Dies kann bei erhöhter Temperatur und/oder erhöhtem Druck erfolgen. Die Temperatur kann sich dabei nach dem jeweiligen Harz richten. Beispielsweise kann die Temperatur zwischen 100 °C und 250 °C betragen. Der Druck kann beispielsweise zwischen 80 N/cm² und 5000 N/cm² betragen. Die Bearbeitungszeit im Werkzeug 25 kann zwischen 0,3 Minuten, insbesondere 1 Minute, und 10 Minuten betragen.
Wie erwähnt wird als Werkzeug 25 bevorzugt eine Presse 27 verwendet. Der Begriff „Werkzeug“ ist dabei in einem weiteren Sinn zu verstehen. Wenn die Presse 27 als Maschine verstanden wird, dann ist das Werkzeug 25 im engeren Sinn die Auflage und gegebenenfalls das Spannwerkzeug zum Spannen der Lamellenringe.
Die Verwendung einer Presse 27 als Werkzeug zur Herstellung der Reiblamellenanordnung 18 hat auch den Vorteil, dass damit entsprechend einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens eine bleibende Verdichtung der Reibbeläge 16 bzw. der Reibbelagrohlinge (insbesondere mit gleichzeitiger Härtung) durchgeführt werden kann.
Die Verdichtung kann innerhalb der Toleranzen über den gesamten Reibbelag 16 gleich hergestellt werden. Es kann aber auch vorgesehen werden, unterschiedlich hoch verdichtete Bereiche im jeweiligen Reibbelag 16 bzw. den Reibbelägen 16 vorzugsehen.
Dabei kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante auch vorgesehen werden, dass der erste und/oder der zweite Lamellenring in dem Werkzeug 25 durch Verdichtung im Nutbereich nutiert werden, also mit Nuten 28 (siehe 3) versehen werden. Die Nuten 28 dienen insbesondere der Kühlung der Reiblamellen, insbesondere wenn die Doppelkupplung 1 eine nasslaufende Doppelkupplung 1 ist. Die Nuten 28 dienen der Führung des Kühlmittels, insbesondere beim Reibschluss.
Es sei erwähnt, dass die Nuten 28 auch ohne Verdichtung der Reibbeläge 16 hergestellt werden können.
Es ist im Rahme der Erfindung weiter möglich, Reiblamellen für eine trockene Doppelkupplung 1 herzustellen. Diese Reiblamellen werden nicht von einem Kühlmittel, beispielsweise Kühlöl, umspült.
Zur Ausbildung der Nuten 28 können in der Auflagefläche 26 des Werkzeugs 25 und/oder in einem Oberstempel 29 der Presse 27 entsprechende Vorsprünge vorgesehen sein, die sich in den jeweiligen Reibbelag 16 beim Pressen eindrücken, insbesondere bei gleichzeitigem Aushärten des Harzes der Reibbeläge 16.
Die Form und/oder die Platzierung der Nuten 28 kann unterschiedlich sein und sich insbesondere nach der jeweiligen Anwendung der Doppelkupplung 1 bzw. der Reiblamellen richten. Beispielsweise können die Nuten einen einfachen linearen, beispielsweise radialen, oder gebogen Verlauf aufweisen. Es sind auch andere Muster, wie beispielsweise ein Waffelmuster, etc., herstellbar.
Es besteht weiter die Möglichkeit, dass die Nuten 28 des ersten Reiblamellenrings 19 unterschiedlich ausgebildet werden zu den Nuten 28 des zweiten Reiblamellenrings 22. Der Unterschied kann sich auf die Geometrie, wie Tiefe, Breite, Form des Querschnittes, und/oder deren Verlauf und/oder deren Anordnung auf dem Reiblamellenring 19 oder 22 beziehen.
Die ersten und der zweite Reiblamellenring 19, 22 können unabhängig voneinander in das Werkzeug 25 eingelegt bzw. auf der Auflagefläche 26 platziert werden. In diesem ist es von Vorteil, wenn das Werkzeug 25 eine Innenzentriervorrichtung 30 bzw. Innenspannvorrichtung für den zweiten Lamellenring und ein Außenzentriervorrichtung 31 bzw. Außenspannvorrichtung für den ersten Lamellenring aufweist.
Die Innenzentriervorrichtung kann beispielsweise in Art eines Zentrierdorns ausgebildet sein, auf den der zweite Lamellenring aufgesteckt wird. Der Außendurchmesser des Spanndorns ist dementsprechend an den Innendurchmesser des zweiten Lamellenrings angepasst, sodass der erste Lamellenring am Spanndorn anliegen kann.
Die Außenzentriervorrichtung 31 kann durch mehrere Anlageelement gebildet sein (in 3 sind drei fingerartige Anlageelemente dargestellt, wobei diese Anzahl nicht beschränkend ist), die sich radial nach innen erstrecken und an denen der erste Lamellenring mit seiner Mantelfläche zur Anlage gebracht werden kann. Die Anlageelemente sind vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des ersten Lamellenrings verteilt am Werkzeug 25 angeordnet.
Nach einer anderen Ausführungsvariante kann aber auch vorgesehen sein, dass der erste und der zweite Lamellenring miteinander verbunden werden, bevor sie in das Werkzeug 25 eingelegt werden. Dadurch zentriert einer der beiden Lamellenringe den jeweils anderen Lamellenring, sodass also das Werkzeug 25 mit nur einer Zentriervorrichtung versehen werden kann, beispielsweise dem Zentrierdorn.
Die Verbindung zwischen den beiden Lamellenringen kann beispielsweise über zwei oder mehr als zwei Verbindungsstege 32 erfolgen. Die Verbindungsstege 32 können einerseits mit der inneren Mantelfläche des ersten Lamellenrings und der äußeren Mantelfläche des zweiten Lamellenrings verbunden sein, insbesondere an diese angeformt sein. Die Verbindung zwischen den beiden Lamellenringen kann aber auch anders ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsvariante dazu kann vorgesehen sein, dass die Verbindung des ersten mit dem zweiten Lamellenring mit zumindest einer Sollbruchstelle 33 versehen wird. Die Sollbruchstelle 33 kann beispielsweise als Rille oder Kerbe, etc., ausgebildet sein.
Anstelle oder zusätzlich dazu kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante vorgesehen sein, die Verbindung in dem Werkzeug 25 gelöst wird. Dazu kann das Werkzeug 25 beispielsweise mit einer Schneidevorrichtung versehen sein, beispielsweise mit einem Messer, dass die Verbindung, z.B. die Verbindungsstege 32, unmittelbar anschließend an die Mantelflächen der Lamellenringe durchtrennt.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der erste Reiblamellenring 19 und der zweite Reiblamellenring 22 im Werkzeug 25 mit einer Markierung 34 versehen werden. Die Markierung 34 kann beispielsweise ein Punkt, ein Strich, eine Kerbe, etc., sein. Mit der Markierung 34 wird es möglich, die ersten und zweiten Reiblamellenringe 19, 22 im Außenlamellenpaket 2 bzw. dem Innenlamellenpaket 3 drehversetzt anzuordnen. Damit ist gemeint, dass die ersten Reiblamellenringe 19 im Außenlamellenpaket 2 um einen vorab definierbaren Winkelwert, beispielsweise um einen Wert zwischen 5 ° und 45 °, verdreht angeordnet werden, sodass die Markierungen 34 in der Axialrichtung 5 nicht miteinander fluchtend angeordnet sind. Gleiches gilt für die zweiten Reiblamellenringe 22 und das Innenlamellenpaket 3.
Mit dieser Ausführungsvariante wird es möglich werkzeugbedingte Toleranzen der Ebenheit und der Dicke der Reiblamellen im fertigen Lamellenpaket besser auszugleichen, da diese Abweichungen vom Sollwert immer an den gleichen Stellen an der Reiblamellen auftreten und damit durch gegenseitige Verdrehung der Reiblamellen ausgeglichen werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen werden, dass ein Werkzeug 25, insbesondere eine Presse 27, verwendet wird, das/die mehrere Kavitäten für die gleichzeitige Herstellung von mehreren ersten Reiblamellenringen 19 und mehreren zweiten Reiblamellenringen 22 aufweist. In diesem Fall kann die Markierung 34 auch zur Kavitätenrückverfolgbarkeit genutzt werden. Die Markierungen 34 der Kavitäten können hierzu unterschiedlich sein. Es kann aber auch die Markierung 34 im Zusammenhang mit dem Ort der Abweichung der axialen Dicke der Reiblamellenringe 19, 22 ausgewertet werden. In diesem Fall kann die Markierung 34 für alle Kavitäten auch gleich ausgeführt sein.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass der in 3 gezeigte radiale Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Reiblamellenring 19, 22 ebenso wie die radiale Breite der Lamellenringe 19, 22 nicht beschränkend zu verstehen ist.
Die Ausführungsbeispiele zeigen bzw. beschreiben mögliche Ausführungsvarianten der Doppelkupplung 1 bzw. der Reiblamellenanordnung 18, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Doppelkupplung 1 bzw. der Reiblamellenanordnung 18 diese nicht zwingenderweise maßstäblich dargestellt sind.
Bezugszeichenliste

1: Doppelkupplung
2: Außenlamellenpaket
3: Innenlamellenpaket
4: Radialrichtung
5: Axialrichtung
6: Innenlamelle
7: Außenlamelle
8: Innenlamellenträger
9: Außenlamellenträger
10: Innenlamelle
11: Außenlamelle
12: Innenlamellenträger
13: Außenlamellenträger
14
15: Trägerring
16: Reibbelag
17: Mantelfläche
18: Reiblamellenanordnung
19: Reiblamellenring
20: Innendurchmesser
21: Ringdicke
22: Reiblamellenring
23: Außendurchmesser
24: Ringdicke
25: Werkzeug
26: Auflagefläche
27: Presse
28: Nut
29: Oberstempel
30: Innenzentriervorrichtung
31: Außenzentriervorrichtung
32: Verbindungssteg
33: Sollbruchstelle
34: Markierung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014223033 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Herstellung von Reiblamellen für eine, insbesondere radiale Doppelkupplung (1) umfassend folgende Schritte: - Bereitstellen eines ersten Lamellenringes mit einem ersten Innendurchmesser, - Bereitstellen eines zweiten Lamellenringes mit einem zweiten Außendurchmesser, wobei der zweite Außendurchmesser kleiner ist als der erste Innendurchmesser, - Bearbeitung des ersten Lamellenringes und des zweiten Lamellenringes in einem Werkzeug (25) zur Herstellung der Reiblamellen dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Lamellenring innerhalb des ersten Lamellenringes angeordnet wird, und dass der zweite und der erste Lamellenring gemeinsam im Werkzeug (25) bearbeitet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Lamellenring jeweils aus einem Trägerring (15), auf den ein oder beidseitig Reibbeläge (16) oder Reibbelagrohlinge aufgebracht werden, hergestellt werden, wobei die Anbindung der Reibbeläge (16) oder Reibbelagrohlinge an dem Trägerring (15) für den ersten und den zweiten Lamellenring in dem Werkzeug (25) und/oder Aushärtung der Reibbeläge (16) gemeinsam durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkzeug (25) eine Presse (27) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Presse (27) auch eine Verdichtung der Reibbeläge (16) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Lamellenring in dem Werkzeug (25) nutiert wird/werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Lamellenring miteinander verbunden werden, bevor sie in das Werkzeug (25) eingelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des ersten mit dem zweiten Lamellenring mit zumindest einer Sollbruchstelle (33) versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung in dem Werkzeug (25) gelöst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeug (25) verwendet wird, dass eine Innenzentriervorrichtung (30) für den zweiten Lamellenring und ein Außenzentriervorrichtung (31) für den ersten Lamellenring aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das der Innenlamellenring und der Außenlamellenring im Werkzeug (25) mit einer Markierung (34) versehen werden.
Reiblamellenanordnung (18) umfassend einen ersten Reiblamellenring (19) mit einem ersten Innendurchmesser (20) und einer ersten axialen Ringdicke (21), einen zweiten Reiblamellenring (22) mit einem zweiten Außendurchmesser (23) und einer zweiten axialen Ringdicke (24), wobei der zweite Außendurchmesser (23) kleiner ist als der erste Innendurchmesser (20), und wobei der zweite Reiblamellenring (22) innerhalb des ersten Reiblamellenrings (19) anordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste axiale Ringdicke (21) des ersten Reiblamellenrings (19) von der zweiten axialen Ringdicke (24) des zweiten Reiblamellenrings (22) um maximal 0,05 mm, insbesondere maximal 0,04 mm, abweicht.
Reiblamellenanordnung (18) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Reiblamellenring (19) eine Toleranz der ersten axialen Ringdicke (21) von maximal ± 0,02mm aufweist, und/oder dass der zweite Reiblamellenring (22) eine Toleranz der zweiten axialen Ringdicke (24) von maximal ± 0,02mm aufweist.
Reiblamellenanordnung (18) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Reiblamellenring (19) und der zweite Reiblamellenring (22) eine Toleranz Ebenheit nach ISO 1101:2017-09 von maximal ± 0,02 mm aufweist.
Doppelkupplung (1), insbesondere radiale Doppelkupplung (1), umfassend ein Außenlamellenpaket (2) und ein Innenlamellenpaket (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Außenlamellenpaket (2) und das Innenlamellenpaket (3) aus Reiblamellenanordnungen (18) entsprechend einem der Ansprüche 11 bis 13 gebildet sind, die gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt sind.
Doppelkupplung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten axialen Ringdicken (21) aller ersten Reiblamellenringe (19) des Außenlamellenpakets (2) um maximal 0,05 mm, insbesondere maximal 0,04 mm, voneinander abweichen und/oder die zweiten axialen Ringdicken (24) aller zweiten Reiblamellenringe (22) des Innenlamellenpakets (3) um maximal 0,05 mm, insbesondere maximal 0,04 mm, voneinander abweichen.
Doppelkupplung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass axialen Ringdicken aller ersten Reiblamellenringe (19) des Außenlamellenpakets (2) und die axialen Ringdicken (24) aller zweiten Reiblamellenringe (22) des Innenlamellenpakets (3) um maximal 0,05 mm, insbesondere maximal 0,04 mm, voneinander abweichen.