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Die Erfindung betrifft ein montierbares
Lamellenpaket, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff
des Anspruchs 1; ferner ein Verfahren zur Erzeugung von Lamellenpaketen
mit einheitlichem Gesamtlüftspiel,
insbesondere zur Paketierung von Lamellen zu Lamellenpaketen und
eine Vorrichtung zur Erzeugung von Lamellenpaketen mit einheitlichem
Gesamtlüftspiel.
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Lamellenpakete gelangen in Getrieben
vor allem in Form von Lamellenkupplungen oder Bremseinrichtungen
zur Anwendung. Diese umfassen mindestens zwei in axialer Richtung
einander benachbart angeordnete reibflächentragende oder reibflächenbildende
Elemente, die über
entsprechende reibflächentragende
oder reibflächenbildende
Zwischenelemente miteinander reibschlüssig in Wirkverbindung bringbar
sind. Dabei werden unter Reibflächen
die Flächen
verstanden, die bei Realisierung des Reibschlusses und damit der
Kraftübertragung unmittelbar
an der Reibpaarung beteiligt sind. Diese können von einer einzigen Fläche oder
einzelnen Flächenbereichen
am jeweiligen Element gebildet werden. Die Ausbildung erfolgt entweder
direkt an dem entsprechenden reibflächentragenden Element beziehungsweise
Zwischenelement, oder durch Auftragen von Beschichtungen auf die
reibflächentragenden – oder bildenden
Elemente oder Zwischenelemente oder durch separate mit diesen verbundene und
die Reibflächen
tragende Elemente. Beim Einsatz in Automatgetrieben werden dabei
die reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente direkt angefedert. Ziel ist es dabei genügend Freigängigkeit
der einzelnen reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente zu erreichen, um die Schleppverluste bei gelöster Lamellenkupplung
oder Lamellenbremse so gering wie möglich zu halten. Die Betätigung,
d.h. Erzeugung des Reibschlusses erfolgt in der Regel über entsprechende
Anpresseinrichtungen, beispielsweise in Form von ebenfalls im Getriebe
angeordneten Arbeitskolben. Die Rückstellung erfolgt in der Regel
durch die Rückstellung
der einzelnen reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente und Zwischenelemente. Zur Verbesserung dieses Effektes
sind zwischen diesen Rückstelleinrichtungen
in Form von Federeinrichtungen angeordnet, welche bei Realisierung
des Reibschlusses vorgespannt werden. Dabei soll das erzielbare
Lüftspiel
einer Lamellenkupplung einen bestimmten vordefinierten Wert, beispielsweise
0,25 mm pro Reibbelag nicht unterschreiten und auch einen bestimmten
Wert nicht überschreiten,
da ansonsten bei Aktivierung entsprechende Kolbenwege realisiert
werden müssen.
Bedingt durch die Toleranzen der Bauteile, insbesondere der Dicke
der einzelnen Lamellen als reibflächentragende oder reibflächenbildende
Elemente oder Zwischenelemente ergeben sich jedoch Abweichungen
im tatsächlichen Lüftspiel
und somit auch dem tatsächlichem
Gesamtlüftspiel.
Problematisch ist dabei nicht die Einhaltung des minimalen Lüftspiels
sondern der stark unterschiedliche Weg, den die Betätigungseinrichtung, insbesondere
der Arbeitskolben dann von der Ruhestellung bis zum Anliegen der
Reibbeläge
an den entsprechenden Reibflächen
zurücklegen
muss. Der unterschiedliche Kolbenweg bei verschiedenen Getrieben
gleichen Getriebetyps führt
dazu, dass die Schalteigenschaften je nach Toleranzlage der entsprechenden
Bauteile so unterschiedlich sind, dass eine zufriedenstellende Steuerung
der einzelnen Gangstufenwechsel mit der gleichen Steuerung nicht mehr
möglich
ist. Abhilfe schafft dabei bei Serienfertigung eine Abgleichung
der einzelnen Lüftspiele
und damit des Kolbenweges. Als bekannte Maßnahmen werden dazu Ausgleichslamellen
beigelegt. Möglich ist
jedoch auch eine Toleranzeinengung an den Lamellen und an anderen
Bauteilen, was jedoch eine erhöhten
Fertigungsaufwand und damit erhöhte
Kosten bedingt. Eine weitere Möglichkeit
ist der Ausgleich durch Adaption der Steuerungsparameter in der
elektronischen Steuerung, was jedoch wiederum ebenfalls das Vorsehen
entsprechender Steuerungen beziehungsweise Adaptionsstrategien bedingt.
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Der Erfindung lag daher die Aufgabe
zugrunde, ein als Baueinheit vormontiertes und damit in dieser Gesamtheit
montierbares Lamellenpaket zu schaffen, mit welchem die genannten
Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll dieses als vormontierte
Einheit habdelbar und lieferbar sein und ferner unabhängig von
den Toleranzen der einzelnen reibflächentragenden oder reibflächenbildenden
Elemente oder Zwischenelemente beim Einsatz in Getrieben immer einen
identischen Stellweg der Betätigungseinrichtung,
insbesondere Kolbenweg benötigen,
um den Ausgleichsaufwand durch konstruktive und steuerungstechnische
Maßnahmen
zu minimieren. Des Weiteren ist eine vormontierbare Einheit zu schaffen,
die hinsichtlich möglicher
Manipulation von Außen
geschützt
ist. Auch ist im Servicefall zu gewährleisten, dass stets alle
Bauteile getauscht werden, die für
das einwandfreie Funktionieren erforderlich sind.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale
der Ansprüche
1, 19 und 21 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind
in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Erfindungsgemäß sind bei einem montierbaren
Lamellenpaket aus wenigstens zwei einander benachbart angeordneten
reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elementen, die jeweils über
ein reibflächentragendes
oder reibflächenbildendes
Zwischenelement reibschlüssig
miteinander koppelbar sind; die reibflächentragenden oder reibflächenbildenden
Elemente hinsichtlich ihrer Lage in Umfangsrichtung und radialer
Richtung zueinander über
mindestens zwei sich durch diese erstreckende Verbindungselemente
fixiert und gegenüber
diesen in axialer Richtung verschiebbar. Die Verbindungselemente weisen
beidseitig jeweils einen Anschlag zur Begrenzung der axialen Bewegbarkeit
der reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente auf, wobei der Abstand zwischen den von den Anschlägen gebildeten
zueinander weisenden Anschlagflächen der
Summe der Dicke des Paketes aus allen reibflächentragenden oder reibflächenbildenden
Elementen und Zwischenelementen im angepressten Zustand und einem
Kopfspiel, welches ein vordefiniertes Gesamtlüftspiel charakterisiert, entspricht.
Ferner werden auch die Rückstelleinrichtungen
in Form von Federeinrichtungen durch die Verbindungselemente fixiert.
Dadurch wird gewährleistet,
dass mit minimalem Aufwand alle zur Funktion erforderlichen Elemente
in einer vormontierten Einheit integriert sind. Da die Rückstellelemente über die
reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente auf die Betätigungseinrichtung,
insbesondere einen Kolben beim Einsatz beziehungsweise Einbau in
einem Getriebe wirken, wird die Betätigungseinrichtung, d.h. der
Kolben nur noch soweit zurückgeschoben,
wie es das Verbindungselement zulässt. Dadurch ist der Arbeitsweg
der Betätigungseinrichtung,
insbesondere des Arbeitskolbens durch das Kopfspiel des Verbindungselementes
am Lamellenpaket festgelegt. Der Arbeitsweg der einzelnen Kolbeneinrichtung
einer Getriebebaueinheit beziehungsweise einer einem konkreten Schaltelement
mehrerer Getriebebaueinheiten gleichen Typs zugeordneten Schalteinrichtung streut
somit nur noch so stark, wie die Prozesstoleranz des Fügeprozesses,
insbesondere Betätigungseinrichtung.
Auf aufwendige Ausgleichmaßnahmen kann
verzichtet werden.
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Die als Rückstelleinrichtungen beim Lösen des
Lamellenpaketes einer Kupplung oder einer Bremseinrichtung fungierenden
Federeinrichtungen sind dabei vorzugsweise als Feder in Form von Druckfedern
ausgeführt.
Denkbar ist jedoch auch die Verwendung entsprechend elastischer
Elemente, beispielsweise Membranen. Die Federeinrichtungen sind
dabei wenigstens zwischen den beiden äußeren reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elementen angeordnet und wirken auf diese, d.h. die Federeinrichtungen
erstrecken sich durch die dazwischen angeordneten reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente. Diese Möglichkeit
ist in der Praxis ausreichend. Denkbar ist es jedoch auch, dass
zwischen jeweils zwei einander in axialer Richtung benachbart angeordneten
reibflächentragenden oder
reibflächenbildenden
Elementen eine Federeinrichtung angeordnet ist.
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Bezüglich der konkreten Ausgestaltung
des Verbindungselementes bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten.
Dabei können
die Anschläge
einteilig am Verbindungselement ausgeführt oder aber als separates
Bauelement ausgebildet und mit diesem lösbar oder unlösbar verbunden
werden. Im ersten Fall sind der sich durch Ausnehmungen der reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente erstreckende Teil des Verbindungselementes und die Anschläge als integrales
Bauteil ausgeführt.
Bei Ausbildung der Anschläge
bzw. wenigstens eines Anschlages durch ein separates Bauteil werden
der sich durch die reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente erstreckende Teil des Verbindungselementes und wenigstens
ein Anschlag von unterschiedlichen Bauteilen gebildet. Im Falle
einer lösbaren
Verbindung erfolgt die Kopplung zwischen Verbindungselement und
Anschlag beispielsweise über
eine kraftschlüssige
oder formschlüssige
Verbindung. Im Falle einer unlösbaren
Verbindung erfolgt die Verbindung in der Regel durch Stoffschluss.
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Der sich durch die reibflächentragenden oder
reibflächenbildenden
Elemente erstreckende Teil des Verbindungselementes wird dabei von
einem Stift, einem Bolzen oder einem rohrförmigen Element gebildet. Diese
können
einseitig bereits einen Anschlag bildende Kopfbereiche aufweisen.
Bei lösbarer
Verbindung sind diese beispielsweise mit Gewinde an den Endbereichen
ausgebildet, wobei der Anschlag von einer Mutter gebildet wird.
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Die Anordnung der Verbindungselemente
erfolgt vorzugsweise symmetrisch in Umfangsrichtung betrachtet.
Denkbar sind jedoch nachfolgend genannte Anordnungen oder eine Kombination
aus diesen.
- – Anordnung mehrerer in Umfangsrichtung
einander benachbart angeordneter Verbindungselemente auf
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a) einem Durchmesser oder
– b)
mehreren unterschiedlichen Durchmessern
- – Anordnung
der in Umfangsrichtung einander benachbarten Verbindungselemente
mit
a) gleichem Abstand oder
b) unterschiedlichen Abständen zueinander.
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Es wird jedoch immer eine Anordnung
gewählt,
die auch bei loser Integration der Zwischenelemente zwischen den
reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elementen ein Herausgleiten dieser sicher verhindert und somit auch
bei loser Anordnung, d.h. Anordnung ohne Verbindung zu anderen Elementen,
ein montierbares Lamellenpaket bereitstellt, welches in dieser Form
lagerbar und handelbar ist. Ferner werden die äußersten Elemente immer von
den reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elementen gebildet.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung ist das Verbindungselement als Niet ausgeführt. Die
Anschläge
und damit Anschlagflächen werden
dabei beim Vernieten durch Stauchen und Verformung der freien Endbereiche
des Nietschaftes gebildet. Diese Lösung zeichnet sich durch einen
geringen konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand aus.
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Die reibflächentragenden oder reibflächenbildenden
Zwischenelemente frei von einem Verbindungs- oder Führungselement
zur Lagefixierung dieser. Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausgestaltung werden jedoch Ausnehmungen
für Führungselemente
vorgesehen, die dann eine einfache Anbindung an die Umgebung beim
Einsatz in Getrieben ermöglichen.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung sind die reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Zwischenelemente in axialer Richtung miteinander verbunden. Die
Verbindung erfolgt mittels Verbindungselementen, die sich durch
die reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Zwischenelemente in axialer Richtung erstrecken und diese in radialer
und Umfangsrichtung hinsichtlich ihrer Lage zueinander fixieren.
Diese Verbindung muss eine Verschiebbarkeit der Zwischenelemente
in axialer Richtung zulassen. Diese kann ferner lösbar oder unlösbar sein.
Diese Verbindung kann auch während des
Betriebes beibehalten werden, wobei zusätzlich eine Plombierung angebracht
werden kann, um unbefugte Eingriffe zu vermeiden oder zumindest
zu erkennen.
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Die reibflächentragenden oder reibflächenbildenden
Elemente können
als Außenlamellen
und die reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden Zwischenelemente
als Innenlamellen ausgeführt werden.
Denkbar ist jedoch auch der umgekehrte Fall, d.h. die Ausbildung
der reibflächentragenden oder
reibflächenbildenden
Elemente als Innenlamellen und der reibflächentragenden oder reibflächenbildenden
Zwischenelemente als Außenlamellen.
Zur Montage dieser und einfachen Anbindung im Getriebe können diese
jeweils über
durch sich erstreckende Führungselemente
gelagert werden oder die Außenlamellen
weisen im Bereich ihres Außendurchmessers
und/oder die Innenlamellen weisen im Bereich ihres Innendurchmessers
eine Profilierung zur Realisierung einer formflüssigen Verbindung auf.
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Eine erfindungsgemäß gestaltete
Vorrichtung zur Herstellung eines Lamellenpaketes mit einheitlichem
Lüftspiel
ist durch zwei Teilwerkzeuge charakterisiert, zwischen denen die
Reibflächentragenden-Elemente
und Zwischenelemente abwechselnd angeordnet und in deren sind, wobei
in deren Ausnehmungen die Verbindungselemente angeordnet werden,
wodurch gleichzeitig eine Zentrierung der Reibflächentragenden-Elemente zueinander
erfolgt. Ferner werden die Verbindungselemente an den Teilwerkzeugen
geführt.
Die Teilwerkzeuge umfassen ferner Anpressflächen, welche an den jeweils außen liegenden
reibflächentragenden
Elementen eines Lamellenpaketes zum Anliegen gelangen. Es sind Anlageflächen vorgesehen,
die der Fixierung des Anschlages in axialer Richtung dienen. Die
Anpressflächen
und die Anlageflächen
eines Teilwerkzeuges sind dabei parallel zueinander ausgeführt. Mindestens
bei einem Teilwerkzeug sind jedoch die Anlagefläche und die Anpressfläche in axialer
Richtung versetzt zueinander ausgebildet. Der Versatz bestimmt dabei
die Größe des gewünschten
Kopfspieles, d.h. des gewünschten
Gesamtlüftspieles. Ferner
zu berücksichtigen
ist beim Versatz die Dicke beziehungsweise axiale Breite des Anschlages. Beim
Vernieten bedeutet dies die Dicke des Schaftes.
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Zur Erzeugung eines erfindungsgemäßen Lamellenpaketes
werden die reibflächentragenden oder
reibflächenbildenden
Elemente wechselweise mit reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden Zwischenelementen
angeordnet, wobei die reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente hinsichtlich ihrer Lage in radialer und Umfangsrichtung
zueinander mittels einer Hilfsvorrichtung justiert sind Die reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente werden mit den reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Zwischenelementen in axialer Richtung aneinander angepresst. Dazu sind
entsprechende Mittel den einzelnen Teilwerkzeugen zugeordnet. Das
bzw. die Verbindungselemente werden in die dafür vorgesehenen Ausnehmungen
eingeführt,
wobei der sich durch die reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente erstreckende Teil eines Verbindungselementes durch die
reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden Elemente
geführt
und die Anschläge
gegenüber
dem Paket aus zusammengepressten reibflächentragenden oder reibflächenbildenden
Elementen und Zwischenelementen derart positioniert werden, dass
die Summe der Abstände
zwischen jeweils einem Anschlag und einem reibflächentragenden oder bildenden
Element einem vordefinierten Kopfspiel, welches gleich dem gewünschten
Gesamtlüftspiel
des Lamellenpaketes ist, entspricht. Bei Verbindung zwischen den
reibflächentragenden
oder bildenden Elementen über
Niete wird der Schaft des Nietes im unverformten Zustand durch die
reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente geführt
und die freien Endbereiche des Schaft werden beidseitig zwischen zwei
Nietwerkzeuge führend
eingelegt.
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Die Anpressung der reibflächentragenden oder
reibflächenbildenden
Elemente und Zwischenelemente erfolgt beispielsweise durch Relativbewegung
wenigstens eines der beiden Nietwerkzeuge gegenüber dem anderen. Während des
Anpressvorganges werden aufgrund der dadurch ausgeübten Druckbeauschlagung
die Endbereiche des Nietes unter Bildung eines Anschlages durch
das Nietwerkzeug verformt.
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Die erfindungsgemäße Verlagerung des Lüftspiels
als Versatz in das Werkzeug ist dabei dadurch charakterisiert, dass
wenigstens eine Anpressfläche
gegenüber
der Anlagefläche
in axialer Richtung versetzt angeordnet ist, wobei in Einbauposition der
Versatz der Anpressfläche
gegenüber
der Anlagefläche
in Richtung zum jeweils anderen Teilwerkzeug erfolgt. Die Summe
der axialen Versätze
zwischen Anlagefläche
und Anpressfläche
an den einzelnen Teilwerkzeugen entspricht einem vordefinierten
Gesamtlüftspiel
für das
Lamellenpaket unter Berücksichtigung
der Anschlagdicke.
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Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand
von Figuren erläutert.
Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
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1 verdeutlicht
in schematisch vereinfachter Darstellung Grundausführung eines
erfindungsgemäß gestalteten
Lamellenpaketes;
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2 verdeutlicht
eine Ansicht A gemäß 1;
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3a und 3b verdeutlichen in schematisch vereinfachter
Darstellung anhand eines Ausschnittes aus einem Axialschnitt durch
eine Paketiervorrichtung das erfindungsgemäße Grundprinzip der Herstellung
eines Lamellenpaketes mit einheitlichem Lüftspiel;
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4 verdeutlicht
eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäß gestalteten Lamellenpaketes; 5 verdeutlicht eine Weiterentwicklung gemäß 1.
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Die 1 verdeutlicht
in schematisch vereinfachter Darstellung anhand eines Ausschnittes aus
einem Axialschnitt einer Getriebebaueinheit ein erfindungsgemäß gestaltetes
montierbares Lamellenpaket 1. Dieses umfasst mindestens
zwei einander benachbart angeordnete reibflächentragende oder reibflächenbildende
Elemente 2, hier 2.1 bis 2.4, die mit
dazwischen angeordneten reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Zwischenelementen 3, hier 3.1 bis 3.3 reibschlüssig in
Wirkverbindung bringbar sind. Je nach Anordnung der reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 und der Zwischenelemente 3.1 bis 3.3 und
deren Auslegung fungieren diese als Außen- oder Innenlamellen. Im dargestellten
Fall sind die reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 als Außenlamellen und die reibflächentragenden oder
reibflächenbildenden
Zwischenelemente 3.1 bis 3.3 als Innenlamellen
ausgebildet. Entsprechend der Anbindung der reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 und der Zwischenelemente 3.1 bis 3.3 findet
das Lamellenpaket bei Kupplungen oder Bremseinrichtungen Verwendung.
Im dargestellten Fall handelt es sich um eine Kupplungseinrichtung 4,
da sowohl die die Außenlamellen
bildenden reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 als auch die die reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Zwischenelemente 3.1 bis 3.3 drehbar gelagert
sind. Die Führung
der reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4, im dargestellten Fall der
Außenlamellen
erfolgt in der Regel über
hier im Einzelnen nicht dargestellte Führungselemente 5, wobei
wenigstens zwei in Umfangsrichtung vorgesehen sind. Diese erstrecken
sich durch Ausnehmungen 6 in den reibflächentragenden oder reibflächenbildenden
Elementen. Unter reibflächentragenden oder
reibflächenbildenden
Elementen werden dabei einzelne Lamellen verstanden, wobei die Funktion der
Reibfläche
jeweils von den an einer Reibpaarung beteiligten Flächenbereichen
an diesen übernommen
wird. Dieser Flächenbereich
kann dabei einteilig direkt an der entsprechenden Lamelle angeordnet sein
oder aber durch Beschichtung oder Auftragen eines separaten Belages
oder Kombination mit einem anderen Element gebildet werden. Dies
gilt auch für die
Ausdrucksweise reibflächentragendes
oder reibflächenbildendes
Zwischenelement. Auch bei diesem handelt es sich um am Zwischenelement
durch Oberflächenbearbeitung,
Beschichtung oder Verbindung mit anderen separaten Elementen gebildete
Flächenbereiche,
die an der Reibpaarung teilnehmen. Erfindungsgemäß erfolgt die Zusammenfassung
der reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 und der dazwischen angeordneten Zwischenelemente 3.1 bis 3.3 mittels
Verbindungselementen 9, die das Axialspiel der reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 und damit das Gesamtlüftspiel
der Kupplung 4 in axialer Richtung begrenzen. Um ein montierbares
Lamellenpaket 1 bereitzustellen, bilden die reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 auch die in axialer Richtung
jeweils außen
liegenden Lamellen des Lamellenpaketes 1 und es sind wenigstens
zwei Verbindungselemente 9 vorgesehen, die in Umfangsrichtung
derart beabstandet zueinander angeordnet sind, dass die dazwischen
liegenden Zwischenelemente 3.1 bis 3.3 im unmontierten
Zustand, d.h. noch in Form des montierbaren Lamellenpaketes 1 außerhalb
der Einbauumgebung im Getriebe nicht aus den Zwischenräumen hinausgleiten.
Vorzugsweise werden jedoch entsprechend einer Ansicht A gemäß 2 mehrere derartige Verbindungselemente 9.1 bis 9.4 vorgesehen,
die in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind und vorzugsweise
mit gleichem Abstand zueinander in Umfangsrichtung auf einem Durchmesser
zur Realisierung einer symmetrischen Bauweise angeordnet sind. Das
Verbindungselement 9 ist frei von einer Führungs-
und Zentrierfunktion für
die reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 und dient lediglich der Begrenzung
der axialen Verschiebbarkeit der reibflächentragenden oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 beim Lösen der Kupplung 4 und
damit des Gesamtlüftspiels
der Kupplung 4. Zu diesem Zweck weist das Verbindungselement 9 beidseitig
jeweils einen Anschlag 10 und einen Anschlag 11 auf,
die jeweils eine Anschlagfläche 12 beziehungsweise 13 für die einzelnen
reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden Elemente,
insbesondere die jeweils äußeren reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 und 2.4 bilden. Die Länge des
Verbindungselementes 9 in axialer Richtung zwischen den
beiden Anschlägen 10 und 11,
insbesondere den Anschlagflächen 12 und 13 entspricht
dabei der Dicke D der einzelnen reibflächentragenden oder reibflächenbildenden
Elemente mit Zwischenelementen 2.1 bis 2.4 und 3.1 bis 3.3 im
zusammengepressten Zustand sowie einem vordefinierten Gesamtlüftspiel
dLüftspiel.
D beschreibt dabei die Lamellenpaketdicke, die sich aus den einzelnen
reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elementen sowie Zwischenelementen im zusammengepressten Zustand
ergibt. Diese setzt sich aus der Summe der einzelnen Dicken D1 bis
D7 der reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 und der Zwischenelemente 3.1 bis 3.3 unter
Berücksichtigung
der Elastizität
der Reibbeläge
zusammen. Die Anschläge 10 und 11 können dabei
einteilig am Verbindungselement 9 ausgebildet sein oder
aber von separaten Elementen gebildet werden. Im erst genannten
Fall sind die Verbindungselemente 9 gemäß einer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung als Halteniete 14 ausgebildet. Durch Verformung
aufgrund von Druck oder Schlageinwirkung der freien Enden 15 und 16 des Schaftes 17 werden
die Verbindungselemente 9 mit den Anschlagflächen 12 und 13 gebildet.
Die Verbindungselemente 9, insbesondere bei symmetrischer Anordnung
dieser können
allein zumindest für
den Transport die Funktion einer Lagefixierung der reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente übernehmen.
Insbesondere bei Anordnung mehrer derartiger Verbindungselemente 9 in
Umfangsrichtung einander benachbart zueinander erfolgt dadurch auch
eine grobe Fixierung der Lage der Zwischenelemente 3.1 bis 3.3.
Durch die Verbindungselemente wird gewährleistet, dass für jedes
Lamellenpaket im Einbauzustand ein gleiches Gesamtlüftspiel
vorhanden ist. Dieses wird, wie bereits beschrieben durch die Differenz
aus der Gesamtlänge des
Verbindungselementes 9 zwischen den beiden Anschlagflächen 12 und 13 sowie
der Gesamtdicke D des Lamellenpaketes bzw. der Differenz aus der
Gesamtlänge
des Verbindungselementes 9 und der Gesamtdicke D des zusammengepressten
Lamellenpakets unter Berücksichtigung
der Anschlagbreite in axialer Richtung im vorgespannten Zustand
beschrieben. Für
die Montage ergeben sich dann unterschiedliche Möglichkeiten. Bei Ausgestaltung
des Lamellenpaketes 1 in der Grundversion gemäß 1 werden beim Einbau die
Zwischenelemente 3.1 bis 3.3 beispielsweise über einen
Konus aufgefädelt
und hinsichtlich ihrer Lage zueinander in Umfangsrichtung ausgerichtet.
Die Ausrichtung der reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 in Umfangsrichtung zueinander
und auch in radialer Richtung in gewissen Grenzen wird durch die Verbindungselemente 9 bestimmt.
Beim Einbau des Lamellenpaketes erfolgt die Fixierung der reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 je nach Art der Anwendung
der reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 entweder über die gemäß 2 noch zusätzlich vorgesehenen Führungselemente 5 oder aber
durch entsprechende Ausnehmungen oder Vorsprünge an den reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elementen 2.1 bis 2.4 am Außenumfang im Zusammenwirken
mit entsprechenden Vorsprüngen
oder Ausnehmungen am Gehäuse
oder einem anderen rotierenden Element im Getriebe.
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Ferner dienen die Verbindungselemente 9 auch
der Führung
wenigstens einer Rückstelleinrichtung 7,
welche wenigstens eine Federeinrichtung 8 umfasst. Dabei
besteht die Möglichkeit,
dass jeweils einzelne Federeinrichtungen 8.1 bis 8.3 zwischen
jeweils zwei einander in axialer Richtung benachbart angeordneten
reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elementen 2.1 bis 2.4 vorgesehen wird oder aber
lediglich eine einzige Federeinrichtung, die zumindest zwischen
den jeweils äußeren reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elementen 2.1 und 2.4 wirksam wird.
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Die 3a und 3b verdeutlichen in schematisch
vereinfachter Darstellung anhand eines Ausschnittes durch eine Paketiervorrichtung 18 als
Vorrichtung zur Erzeugung von Lamellenpaketen mit einheitlichen
Gesamtlüftspiel
im Axialschnitt betrachtet das Grundprinzip eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Realisierung eines Lamellenpaketes 1 mit einheitlichem
Gesamtlüftspiel.
Die erfindungsgemäß gestaltete
Paketiervorrichtung 18 ist dabei derart ausgebildet, dass
dieses Lüftspiel
dLüftspiel bereits in
die Vorrichtung hineingelegt wird und nicht am Verbindungselement 9 vorgesehen
ist. Bei der in der 3 dargestellten
Ausführung
der Paketiervorrichtung 18 handelt es sich um eine Paketiervorrichtung, bei
welcher die Funktion der Verbindungselemente 9 durch Vernietung
des Lamellenpaketes 1 realisiert wird. Zu Erkennen sind
die einzelnen reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 sowie die sich durch die
in diesen angeordneten Ausnehmungen 19 erstreckenden Niete 20 in
Form von Hohlnieten 21. Die Paketiervorrichtung 18 beinhaltet
zwei Teilwerkzeuge, ein erstes Teilwerkzeug 22 und ein
zweites Teilwerkzeug 23, wobei wenigstens eines der beiden
Werkzeuge gegenüber
dem anderen in axialer Richtung verschiebbar ist. Denkbar ist jedoch
auch eine Relativbewegung beider Teilwerkzeuge 22 und 23 gegeneinander.
Der in der 3a dargestellte
erste Verfahrensschritt beinhaltet die Anordnung der auf die einzelnen
Nieten 20 aufgefädelten
reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4 mit dazwischen angeordneten
Zwischenelementen 3.1 bis 3.3 zwischen den beiden
Teilwerkzeugen 22 und 23. Zu diesem Zweck weisen
beide Teilwerkzeuge 22 und 23 jeweils eine Führung 24 und 25 auf,
die sich bei Ausgestaltung der Niete 20 als Hohlniete 21 über wenigstens einen
Teilbereich der axialen Erstreckung der Hohlniete 21 ausgehend
von den freien Enden 15 und 16 erstreckt. Ferner
bilden die beiden Teilwerkzeuge erstes Teilwerkzeug 22 und
zweites Teilwerkzeug 23 zwei Anpressflächen 26 und 27,
die zu den jeweils außenliegenden
reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elementen 2.1 bis 2.4 gerichtet sind. Ferner sind
an den beiden Teilwerkzeugen – erstem Teilwerkzeug 22 und
zweitem Teilwerkzeug 23 – Anlageflächen 28 und 29 vorgesehen,
die der Realisierung beziehungsweise Anlage der Anschläge 10 und 11 dienen.
Die Anlageflächen 28 und 29 sind
zu den Anpressflächen 26 und 27 parallel
ausgebildet. Erfindungsgemäß erfolgt
zur Verlagerung des Gesamtlüftspiels
dLüftspiel in
das Werkzeug, d.h. die Paketiervorrichtung 18, die Anordnung
zwischen Anpressfläche 27 und
Anlagefläche 29 beziehungsweise
der Anpressflächen 26 und 27 und
der Anlageflächen 28 und 29 mit
Versatz. Dabei kann der Versatz lediglich in ein Teilwerkzeug, beispielsweise
das Teilwerkzeug 23 wie in der 3a dargestellt verlegt werden oder aber
in beide. Vorzugsweise wird jedoch zur Vereinfachung lediglich der
Versatz in eines der beiden Teilwerkzeuge gelegt. Dabei entspricht
der Versatz in axialer Richtung der Summe aus gewünschten
einzustellenden Lüftspiel
dLüftspiel und
der Dicke des Anschlages, hier des Anschlages 11. Bei hier
nicht dargestellter Verlegung des Versatzes in beide Teilwerkzeuge
wird das Kopfspiel quasi auf beide Teilwerkzeuge aufgeteilt. Durch
Druck oder Schlageinwirkung erfolgt ein Stauchen des freien Endes
beziehungsweise der freien Enden 15 und 16 am
Schaft 17 des Hohlniets 21 bis die einzelnen Anpressflächen 26 und 27 an
den reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elementen 2.1 und 2.4 zum Anliegen gelangen und
das gesamte Lamellenpaket 1 aus reibflächentragenden oder reibflächenbildenden
Elementen 2.1 bis 2.4 und Zwischenelementen 3.1 bis 3.3 vorgespannt
ist. In Abhängigkeit
der Toleranzen der einzelnen reibflächentragenden oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2,4 beziehungsweise reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Zwischenelemente 3.1 bis 3.3 sowie bei separater
Anordnung der Reibbeläge
dieser erfolgt dann eine mehr oder minder große Ausbildung eines Anschlages 10 beziehungsweise
11 an den freien Enden 15 und 16. Insbesondere
wird dadurch die Anschlaghöhe
beim Vernieten variiert. Das Gesamtlüftspiel bleibt jedoch bei allen
mit diesem Werkzeug bei Verwendung gleicher Verbindungselemente
hergestellten Lamellenpaketen 1 konstant.
-
Die 3b verdeutlicht
die Paketiervorrichtung 18 gemäß 3a mit fertig vernieteten Lamellenpaket 1.
Daraus ist ersichtlich, dass die freien Enden 15 und 16 am
Schaft 17 nunmehr die Anschläge 10 und 11 bilden,
wobei die Höhe
h bei gleichen Ausgangsnietlängen
durch die Gesamtdicke des Lamellenpaketes im zusammengepressten
Zustand, dem Kopfspiel unter unterschiedlichen Toleranzen bedingt ist.
Die Schlag- beziehungsweise Druckwirkung kann dabei einseitig oder
beidseitig erfolgen. Vorzugsweise erfolgt diese beidseitig.
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Die 4 verdeutlicht
in schematisch vereinfachter Darstellung eine weitere Möglichkeit
zum Fügen
der einzelnen Reibflächentragende
oder reibflächenbildenden
Elemente 2.1 bis 2.4. Bei dieser werden die einzelnen
reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente mit den dazwischen angeordneten Zwischenelementen 3.3 bis 3.3 ebenfalls
auf ein Verbindungselement 9 aufgefädelt. Dieses kann beispielsweise
als Stiftbolzen, Hülse
oder ähnliches
ausgeführt
sein. Der oder die Anschläge 10, 11 werden
dabei jedoch nicht durch Verformung gebildet sondern mittels eines
lösbar
oder unlösbar mit
dem sich in axialer Richtung durch die reibflächentragenden Elemente 2.1 bis 2.4 erstreckenden Teil 30 des
Verbindungselementes 9 gekoppelten Elementes 31,
beispielsweise einer Mutter. Die Zuordnung des Anschlages 10 beziehungsweise 11 zu den
Reibflächentragende
oder reibflächenbildenden Elementen 2.1 bis 2.4 erfolgt
jedoch immer im zusammengepressten Zustand der einzelnen Lamellen unter
Berücksichtigung
des gewünschten
Gesamtlüftungsspiels
dLüftspiel.
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Dass zur Realisierung eines einheitlichen Gesamtlüftspiels
bei der Lamellenpaketierung verwendete Werkzeug ist jedoch vorzugsweise
bei allen Ausführungen
derart gestaltet, dass es sich auf dem einzelnen Paket abstützt. Das
Kopfspiel der Verbindungselemente bleibt dadurch immer konstant,
da durch die Abstützung
des Werkzeuges auf den reibflächentragenden-Elementen
sich durch unterschiedliche Dicken dieser sich zwar unterschiedliche
Längen
der Verbindungselemente insgesamt ergeben, das Gesamtlüftspiel,
welches dem Kopfspiel des Verbindungselementes entspricht, aber
konstant bleibt. Werden auch die Rückstellfedern 8 für die reibflächentragenden
oder reibflächenbildenden
Elemente und eine Betätigungseinrichtung
in Form eines Kolbens durch die Verbindungselemente zentriert, wird das
Betätigungselement
nur so weit zurückgeschoben,
wie es das Verbindungselement 9 zulässt. Dadurch ist der Arbeitsweg
des Betätigungselementes, insbesondere
Kolbens 32 gemäß 1 beim Einsatz in Getrieben
durch das Kopfspiel, d.h. das Gesamtlüftspiel dLüftspiel der
Vernietung des Lamellenpaketes 1 festgelegt. Der Arbeitsweg
des Kolbens 32 streut nur so stark wie die Prozesstoleranz
des Flügelprozesses
für die
einzelnen Reibflächentragenden-
oder Reibflächenbildenden-Elemente.
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Die 5 verdeutlicht
eine Weiterentwicklung gemäß 1, bei welcher die reibflächentragende
oder reibflächenbildenden
Zwischenelemente 3.1 bis 3.3. zusätzlich noch
hinsichtlich ihrer Lage zueinander in Umfangsrichtung und radialer
Richtung zentriert sind. Dies erfolgt beispielsweise ebenfalls durch
Vernietung oder aber eine entfernbare Plombierung 33.
-
- 1
- Lamellenpaket
- 2.1
bis 2.4
- Reibflächentragende
oder reibflächenbildende
Elemente
- 3.1
bis 3.3
- Reibflächentragende
oder reibflächenbildende
Zwischenelemente
- 4
- Kupplungseinrichtung
- 5
- Führungselemente
- 6
- Ausnehmungen
- 7
- Rückstelleinrichtung
- 8
- Federeinrichtung
- 9
- Verbindungselement
- 10
- Anschlag
- 11
- Anschlag
- 12
- Anschlagfläche
- 13
- Anschlagfläche
- 14
- Halteniet
- 15
- freies
Ende
- 16
- freies
Ende
- 17
- Schaft
- 18
- Paketiervorrichtung
- 19
- Ausnehmung
- 20
- Niet
- 21
- Hohlniet
- 22
- erstes
Teilwerkzeug
- 23
- zweites
Teilwerkzeug
- 24
- Führung
- 25
- Führung
- 26
- Anpressfläche
- 27
- Anpressfläche
- 28
- Anschlagfläche
- 29
- Anschlagfläche
- dLüftspiel
- Gesamtlüftspiel
des Lamellenpaketes
- D
- Lamellenpaketdichte
im Anpresszustand
- D1
bis D7
- Dicke
der einzelnen Reibflächentragende
oder
-
- reibflächenbildenden
Elemente