DE3618207A1

DE3618207A1 - Verfahren und vorrichtung zum befuellen einer fluessigkeitsreibungskupplung

Info

Publication number: DE3618207A1
Application number: DE19863618207
Authority: DE
Inventors: Eberhard Diessner; Ulrich 3180 Wolfsburg Zahn
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1985-06-08
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1986-12-11
Anticipated expiration: 2006-05-31
Also published as: GB8613854D0; JP2690299B2; DE3618207C2; FR2583033A1; US4697621A; FR2583033B1; GB2177235A; JPS61286624A; IT8620692A1; IT8620692A0; GB2177235B; IT1190040B

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen einer
Flüssigkeitsreibungskupplung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Befüllen einer Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Flüssigkeitsreibungskupplungen der in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Bauart sind beispielsweise aus der DE-PS 21 35 791 bekannt.
Ihre Wirkungsweise beruht unter anderem darauf, daß die in einem nach außen druckdicht verschlossenen Kupplungsgehäuse eingebrachte hochviskose Arbeitsflüssigkeit, die vorzugsweise aus Silikonöl, z.B. Polysiloxan, besteht, bei einem Verdrehen der Kupplungslamellensätze gegeneinander infolge ihrer Viskosität Scherkräfte aufbaut, die dem Verdrehen der Lamellensätze entgegenwirken. Dabei hängt die Größe der Scherkräfte und damit die Größe des übertragbaren Drehmoments neben anderen Einflußgrößen unter anderem auch von dem Befüllungsgrad des Gehäuses mit der Arbeitsflüssigkeit ab.
Der Einsatz derartiger Flüssigkeitsreibungskupplungen, z.B. im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, bedarf nun einer genauen Abstimmung der Kupplungskennung, das heißt des Kupplungs-Übertragungsmoments bzw. des Anstiegs des Momentes in Abhängigkeit der Zeit, sowie einer Drehzahlanpassung zwischen der Antriebs- und der Abtriebsseite in Abhängigkeit von der Zeit.
Diese Betriebskenndaten lassen sich zwar durch Festlegung des Befüllungsgrades des Kupplungsgehäuses mit der Arbeitsflüssigkeit abstimmen, jedoch macht es Schwierigkeiten, den exakten Befüllungsgrad des Gehäuses zu bestimmen bzw. einzustellen. Diese Schwierigkeiten bei der exakten Dosierung sind darin begründet, daß infolge von Fertigungstoleranzen der Kupplungsbauteile Innenraum-Volumentoleranzen vorliegen können, deren Größe ein Vielfaches der zulässigen Befüllmengentoleranz beträgt. Ein weiteres Problem besteht darin, daß Abweichungen in dem vorgegebenen Befüllungsgrad des Gehäuses erst beim Prüfstandslauf derartiger Kupplungen festgestellt werden können und solche Fehler dann nur durch anschließende Nachbefüllung und Neuvermessung der Kupplung behoben werden können.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, ein Verfahren zum kennungsgerechten Befüllen einer solchen Flüssigkeitsreibungskupplung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorzuschlagen, mit deren Hilfe unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile Flüssigkeitsreibungskupplungen mit exakt eingestellten Drehmomentkennungen bereitgestellt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vorgeschlagen. Erfindungsgemäß wird also die exakte Befüllung des Gehäuses der Flüssigkeitsreibungskupplung unmittelbar während des Prüfstandslaufs der Flüssigkeitsreibungskupplung durchgeführt, indem das Ergebnis der dabei vorgenommenen Messung des von der Kupplung übertragenen Drehmoments sofort in einer entsprechenden Regelvorrichtung mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen und die Regelabweichung zur Beaufschlagung der die Flüssigkeitsreibungskupplung befüllenden Befüllvorrichtung herangezogen wird. Als Endergebnis dieses Befüllvorgangs ergibt sich eine Kupplung mit einer vorgegebenen, im wesentlichen nur noch durch eßfehler beeinflußten Kupplungskennung.
Zweckmäßig ist es dabei, vor dem Anschluß des Gehäuses der Flüssigkeitsreibungskupplung an die Antriebsvorrichtung und die Drehmomentenmeßvorrichtung das Gehäuse mit einer vorgegebenen Grundfüllmenge an viskoser Arbeitsflüssigkeit zu befüllen, wobei diese Grundfüllmenge etwa der Sollfüllmenge entspricht.
Im Anspruch 3 wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben, die gemäß den Ansprüchen 4 - 6 weiter ausgebildet wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Dabei zeigt Figur 1 ein schematisches Schaltbild einer Anlage zur kennungsgerechten Befüllung einer Flüssigkeitsreibungskupplung und Figur 2 einen Längsschnitt durch die Flüssigkeitsreibungskupplung.
In der Figur 1 der Zeichnung ist mit 1 die Flüssigkeitsreibungskupplung insgesamt bezeichnet, die antriebsseitig mit einer Antriebsvorrichtung 2 und abtriebsseitig mit einer Drehmomentenmeßvorrichtung 3 verbunden ist. Die Signale der Drehmomentenmeßvorrichtung 3 werden über eine Signalleitung 18 als Ist-Signale zu einer Regeleinrichtung 5 geleitet. Am Ausgang dieser Regeleinrichtung 5 ergibt sich aus einem Vergleich der Ist-Signale mit einem vorgegebenen Sollwert des Drehmoments eine Regelabweichung, die einer insgesamt mit 4 bezeichneten Befüllvorrichtung zur Befüllung der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 mit der viskosen Arbeitsflüssigkeit zugeführt wird.
Dabei weist diese Befülivorrichtung 4 eine beispielsweise durch eine Kolbenpumpe gebildete steuerbare Dosierpunpe 21 auf, die von einer Steuereinheit 20 in Abhängigkeit von den über eine Signalleitung 19 von der Regeleinrichtung 5 zugeführten Regelsignalen ansteuerbar ist. Die Dosierpumpe 21 saugt dabei über eine Saugleitung 22 die vorzugsweise aus einem Silikonöl bestehende viskose Arbeitsflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter 23 an und fördert sie über eine Druckleitung 24 zu einer Befülldüse 25.
Diese Befülldüse 25 ist während des gesamten Prüflaufs der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 flüssigkeits- und druckdicht mit einem an dem Gehäuse 13 der Flüssigkeitsreibungskupplung 1, hier beispielsweise an einem endseitigen Deckel 27 des Gehäuses 13, angebrachten Rückschlagventil 26 gekoppelt, das unmittelbar in den Gehäuseinnenraum 11 der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 führt.
Der Anschluß der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 an die beispielsweise durch einen Elektromotor 6 mit einem nachgeschalteten Planeten-Untersetzungsgetriebe 7 gebildete Antriebsvorrichtung 2 erfolgt in der Weise, daß eine aus der Antriebsvorrichtung 2 herausragende Antriebswelle 8 mit einer endseitigen Steckverzahnung 9 in eine entsprechende Innenverzahnung eines Nabenteils 10 der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 eingreift.
Abtriebsseitig ist das Gehäuse 13 der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 mit der Drehmomentenmeßvorrichtung 3 verbunden, indem eine durch eine Verschraubung mit einem endseitigen Flansch 14 des Gehäuses 13 verbundene Hohlwelle 15 an einer Pendelwaage 16 angreift, die über einen als Meßsonde vorgesehenen Kraftaufnehmer 17 das von der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 beim Antrieb durch die Antriebsvorrichtung 2 übertragene Drehmoment ermittelt. Dieses Drehmoment wird dann als Istwert über die Signalleitung 18 an die Regeleinrichtung 5 weitergeleitet.
Die Flüssigkeitsreibungskupplung 1 entspricht im Prinzip üblichen Kupplungen dieser Bauart und weist im Innenraum 11 des Gehäuses 13 mehrere Kupplungslamellensätze 12 auf, die wechselseitig mit dem Nabenteil 10 und dem Gehäuse 13 drehfest verbunden sind. Die Kupplungslamellen besitzen, wie dies ebenfalls bekannt ist, über den Umfang gleichmäßig verteilte Durchbrüche, die als auf einem konzentrischen Kreis liegende Durchgangslöcher bzw. als radiale Schlitze ausgebildet sind. An den Endseiten der Kupplungslamellenpakete 12 sind Druckplatten 30 bzw. 31 vorgesehen.
Der Innenraum 11 des Gehäuses 13 ist darüberhinaus druckdicht nach außen hin abgeschlossen und enthält in seinem Innern eine hochviskose Arbeitsflüssigkeit, die, wie bereits erwähnt wurde, vorzugsweise aus einem Silikonöl, beispielsweise Polysiloxan, besteht. Die Befüllung nimmt bei Umgebungstemperatur jedoch nur einen Anteil von beispielsweise 85 - 99% des gesamten Gehäuseinnenraums ein, so daß ein Leerraum von etwa 1 - 15% verbleibt.
Die Befüllung der Flüssigkeitsreibungskupplung mit dieser hochviskosen Arbeitsflüssigkeit erfolgt nun in der Weise, daß zunächst in die fertig montierte Kupplung eine vorgegebene Grundmenge der Arbeitsflüssigkeit eingefüllt wird, die in etwa der Sollmenge entspricht, gegebenenfalls jedoch geringfügig unterhalb dieser Sollmenge liegt. Dazu können zwei an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses in entsprechenden Gewindelöchern 32 und 34 eingeschraubte Schraubstopfen 33 und 35 entfernt werden, so daß der Gehäuseinnenraum einerseits an eine Saugpumpe und andererseits an einen mit der Arbeitsflüssigkeit gefüllten Vorratsbehälter angeschlossen werden kann. Nach Vorbefüllung des Gehäuses werden dann die Durchgangslöcher 32 und 34 mit Hilfe der Verschlußstopfen 33 und 35 verschlossen und die Flüssigkeitsreibungskupplung 1, wie dies in der Figur 1 der Zeichnung gezeigt ist, antriebsseitig mit der Antriebsvorrichtung 2 und abtriebsseitig mit der Momentenmeßvorrichtung 3 verbunden. Zusätzlich wird noch die Be-oder Nachfülldüse 25 der Befüllvorrichtung 4 druckdicht an das Rückschlagventil 26 angeschlossen, das, wie die Figur 2 zeigt, aus einem in einem Durchgangsgewindeloch 36 des Gehäusedeckels 27 und der Druckplatte 30 gehaltenen Ventilkörper 37 besteht. Dieser Ventilkörper 37, der bei Nichtgebrauch durch eine Verschlußkappe 38 abgedeckt werden kann, weist einen Verschlußkörper 40 in Form einer Kugel auf, die in einer Bohrung 39 gehalten und von einer in dieser Bohrung angeordneten Feder 41 gegen einen mit einer Durchgangsbohrung 43 versehenen Ventilsitz gedrückt wird. Das andere Ende der Ventilfeder 41 stützt sich auf einer am Ende des Ventilkörpers 37 befestigten Ringscheibe 42 ab.
Die Nachbefüllung der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 zum Zwecke der Sicherstellung einer vorgegebenen Kennung der Kupplung, das heißt des Verlaufs des Drehmomentenanstiegs über der Zeit, wird nun in Abhängigkeit von den Meßwerten der Momentenmeßvorrichtung 3 durchgeführt, die die während des Antriebs durch die Antriebsvorrichtung 6 über die Kupplung übertragenen Drehmomente erfaßt. Diese Drehmomentenmeßwerte werden unmittelbar in der Regeleinrichtung 5 mit vorgegebenen Sollwerten, das heißt mit einem vorgegebenen Soll-DrehDomentenanstieg über der Zeit, verglichen und bei Abweichungen des Istverlaufs von dieser Soll kennlinie Regelsignale an die Steuereinheit 20 zur Beaufschlagung der Dosierpumpe 21 abgegeben. Dabei ist die Dosierpumpe 21 so ausgebildet, daß sie eine konstante Fördermenge pro Zeiteinheit liefert, so daß durch entsprechende Zeitsteuerung der Dosierpumpe diskrete Mengen an Arbeitsflüssigkeit über das Befüllventil 26 in den Innenraum 11 der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 gefördert werden.
Die Beaufschlagung der Dosierpumpe 21 zur Nachförderung von Arbeitsflüssigkeit erfolgt dabei so lange, bis eine vorgegebene Sollkennlinie der Kupplung erreicht ist.
Bei entsprechender Bemessung der Förderleistung der Dosierpumpe kann innerhalb weniger Sekunden noch während des Prüflaufs der Flüssigkeitsreibungskupplung die zur Erreichung der vorgegebenen Kennlinie der Kupplung erforderliche Nachbefüllung der Kupplung durchgeführt werden, so daß nach Beendigung des Prüflaufs eine Kupplung mit einer exakt eingestellten und überprüften Kennung vorliegt.
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Claims

ANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Befüllen einer mit einer Antriebs- und einer Abtriebsseite versehenen, Kupplungslamellensätze aufweisenden Flüssigkeitsreibungskupplung, deren nach außen abgeschlossenes Gehäuse bis auf einen verbleibenden Leerraum mit einer viskosen Arbeitsflüssigkeit gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) der Flüssigkeitsreibungskupplung (1) an eine eine viskose Arbeitsflüssigkeit liefernden Befüllvorrichtung (4) angeschlossen wird, daß die Flüssigkeitsreibungskupplung antriebsseitig mit einer ein Antriebsdrehmoment erzeugenden Antriebsvorrichtung (2) und abtriebsseitig mit einer das über die Kupplung übertragene Drehmoment erfassenden Drehmomentenmeßvorrichtung (3) verbunden wird und daß in Abhängigkeit von den Ergebnissen eines während des Betriebs der Antriebsvorrichtung durchgeführten Vergleichs zwischen dem Istwert des übertragenen Drehmoments und einem vorgegebenen Sollwert die Befüllvorrichtung zur Befüllung des Gehäuses mit einer den Drehmomenten-Soliwert ergebenden Füllmenge beaufschlagt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) der Flüssigkeitsreibungskupplung (1) vor dem Anschließen an die Antriebsvorrichtung (2) und die Drehmomentenmeßvorrichtung (3) mit einer vorgegebenen Grundfüllmenge an vikoser Arbeitsflüssigkeit befüllt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine mit der Antriebsseite der Flüssigkeitsreibungskupplung (1) verbindbare Antriebsvorrichtung (2) eine mit der Abtriebsseite der Flüssigkeitsreibungskupplung verbindbare Drehmomentenmeßvorrichtung (3), eine an das Gehäuse (13) der Flüssigkeitsreibungskupplung anschließbare, das vikose Arbeitsmittel liefernde Befüllvorrichtung (4) sowie durch eine eingangsseitig mit der Drehmomentenmeßvorrichtung und ausgangsseitig mit der Befüllvorrichtung verbundene Regelvorrichtung, die in Abhängigkeit von den von der Drehmomentenmeßvorrichtung gelieferten Istwerten der übertragenen Drehmomente die Befüllvorrichtung zur Befüllung des Gehäuses der Flüssigkeitsreibungskupplung mit einer einen vorgegebenen Drehmomentensollwert ergebenden Füllmenge beaufschlagt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (13) der Flüssigkeitsreibungskupplung (1) ein Rückschlagventil (26) zum Anschluß der Befüllvorrichtung (4) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befülivorrichtung eine von der Regelvorrichtung (5) beaufschlagbare Dosierpumpe (21) zur mengengesteuerten Förderung der Arbeitsflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter (23) in das Gehäuse (13) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierpumpe (21) zur Förderung einer konstanten Fördermenge je Zeiteinheit ausgebildet ist.