Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstel len einer Presspassung zwischen wenigstens einem ersten Bauteil und wenigstens einem zweiten Bauteil und wenigstens einer dazwischen angeordneten Keilhülse. Des Weiteren betrifft die vorliegende Offenbarung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens sowie ein entsprechendes Com puterprogramm produkt.

Aus der Praxis bekannte Vorrichtungen zum Herstellen einer Presspassung zwi schen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil und wenigstens einer dazwi schen angeordneten Keilhülse werden dazu eingesetzt, um die beiden Bauteile mit tels der Keilhülse drehfest miteinander zu verbinden. Die Keilhülse wird üblicher weise über ein Stellelement einer Vorrichtung, die eine Presse oder dergleichen um fasst, in axialer Richtung radial zwischen einen Bereich des ersten Bauteils und ei nen Bereich des zweiten Bauteils eingeschoben. Das Stellelement ist hierfür von ei nem oftmals hydraulisch betätigbaren Aktor axial verschiebbar. Dabei ist das erste Bauteil beispielsweise als Lagerbolzen eines Planetenrades eines Planetengetriebes ausgebildet, während das zweite Bauteil ein Planetenträger ist. Zum drehfesten Ver binden des Lagerbolzens mit dem Planetenträger werden zwischen Endbereichen des Lagerbolzens und Lagerbereichen des Planetenträgers, die die Endbereiche des Lagerbolzens radial umgreifen, als Spannhülsen ausgeführte Keilhülsen über den Aktor der Presse eingeschoben bzw. eingepresst.

Hierfür wird jeweils eine Keilhülse mit ihrer einen Stirnseite an den beiden Bauteilen angelegt und ausgehend von ihrer anderen Stirnseite von dem Aktor bzw. von dem Stellelement mit der zum Einschieben erforderlichen axialen Stellkraft beaufschlagt und dabei zwischen den Lagerbolzen und den Planetenträger eingeschoben.

Die Keilhülsen werden durch Verwendung von flüssigem Stickstoff und/oder Einsprit zen von unter Hochdruck stehendem Öl zwischen dem Lagerbolzen und der Keil hülse sowie zwischen der Keilhülse und dem Planetenträger eingeschoben. Die vor beschriebenen Vorrichtungen zum Herstellen von Presspassungen sind auch geeignet, die Presspassungen wieder aufzulösen. Die Vorrichtungen werden zum Herstellen und Lösen von Presspassungen in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt. Insbesondere werden die Vorrichtungen bei der Fertigung von Schiffspro pellern, Lenkeinheiten, Zahnrädern, Schwungrädern, Kupplungsnaben, Rollenlagern, Hydraulikpumpen und dergleichen verwendet.

Die eingesetzten Vorrichtungen werden während dem Herstellen von Presspassun gen oder dem Lösen von Presspassungen entweder manuell oder automatisiert be trieben.

Wird die Presspassung über einen manuellen Betrieb einer solchen Vorrichtung her gestellt oder gelöst, ist es die Aufgabe einer die Vorrichtung betreibenden Bedien person, Öl bzw. Hydraulikfluid mit hohem Druck zwischen die jeweils einander zuge wandten Innen- bzw. Außenflächen der miteinander zu fügenden Bauteile und der dazwischen angeordneten Keilhülse einzuleiten. Dadurch soll gewährleistet werden, dass die einander zugewandten Flächen der Bauteile und der Keilhülse während des Fügevorgangs aufgeweitet bzw. geschrumpft werden und die Reibung reduziert wird. Gleichzeitig wird beispielsweise die Keilhülse von der Presse in seine gewünschte Endposition verstellt.

Dabei ist es erforderlich, dass der radiale Druck, mit dem das Hydraulikfluid eingelei tet wird, ausreichend hoch ist, um die Belastungen der Bauteile und der Keilhülse in zulässigen Bereichen zu halten. Diese Bereiche werden in der Regel empirisch er mittelt. Das manuelle Verfahren ist durch eine hohe Flexibilität gekennzeichnet. An dererseits sind Füge- und Löseverfahren von Pressverbindungen manuell nicht mit einer gewünschten Reproduzierbarkeit durchführbar.

Füge- und Löseverfahren von Pressverbänden sind mit automatisch betreibbaren Vorrichtungen in gewünschtem Umfang reproduzierbar durchführbar. Jedoch sind bekannte Systeme nicht in der erforderlichen Art und Weise dazu in der Lage, sich an unterschiedliche Ausgangsbedingungen des Füge- und Löseprozesses anzupas sen. Des Weiteren liegt sowohl manuell betriebenen als auch automatisiert betriebenen Vorrichtungen jeweils der Nachteil zugrunde, dass die Prozessparameter für die Durchführung von Füge- und Löseverfahren von Pressverbänden in der Regel über aufwändige und kostenintensive Versuchsreihen zu ermitteln sind.

Bei automatisiert betriebenen Vorrichtungen werden Eingabeparameter bzw. Pro zessparameter nach der Eingabe nicht veränderbar abgespeichert, weshalb dann nicht mehr die Möglichkeit gegeben ist, sie an unterschiedliche Ausgangsbedingun gen anzupassen.

Tatsächlich können die Ausgangsbedingungen jedoch stark variieren. Ist beispiels weise die Keilhülse nicht im erforderlichen Umfang gegenüber den Bauteilen vorin stalliert, kann die zum Herstellen des Pressverbandes aufzubringende axiale Stell kraft im Vergleich zu einer ordnungsgemäßen Vorinstallation der Keilhülse stark an- steigen. Zusätzlich sind auch dann höhere Fügekräfte zum Herstellen eines Press verbandes erforderlich, wenn die miteinander zu fügenden Bauteile bzw. deren Kon taktflächen vor Prozessbeginn nicht ausreichend gereinigt werden. Dabei erhöhen bereits vorhandene harte Partikel im Bereich der einander zugewandten Passflächen der Bauteile und der Keilhülse die axiale Stellkraft sofort und verursachen während des Fügeprozesses irreversible Schädigungen im Bereich der Bauteile und der Keil hülse, was jedoch unerwünscht ist.

Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die radialen Drücke, mit den das Hydraulik fluid jeweils eingeleitet wird, sowohl für das Worst-Case-Szenario als auch für das Best-Case-Szenario stark voneinander abweichen. Dies resultiert aus unterschiedli chen Bauteilabmessungen der jeweils miteinanderzu fügenden Bauteile, die wiede rum in Abhängigkeit des so genannten Toleranzstapels stehen.

Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, dass der Reibungskoeffizient von aufbe reiteten Keilhülsen stark streut und Ausgangsbedingungen früherer Fügeprozesse zufällig kombiniert werden, wodurch sich die Streuung der Prozessparameter sowie der Ausgangsbedingungen erhöht. Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der vorlie genden Offenbarung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen oder zum Lösen einer Presspassung zwischen wenigstens einem ersten Bauteil und wenigstens einem zweiten Bauteil und wenigstens einer dazwischen an geordneten Keilhülse zur Verfügung zu stellen, mittels welchen die vorstehend näher beschriebenen Nachteile vermieden werden. Zusätzlich sollen ein Steuergerät, wel ches zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist und ein Computerprogramm produkt zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren sowie mit einer Vorrichtung mit den Merk malen des Patentanspruches 1 bzw. 11 gelöst. Ein Steuergerät sowie ein Computer programmprodukt sind zudem Gegenstand der weiteren unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nach folgenden Beschreibung.

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen oder zum Lösen ei ner Presspassung zwischen wenigstens einem ersten Bauteil und wenigstens einem zweiten Bauteil und wenigstens einer dazwischen angeordneten Keilhülse vorge schlagen. Während dem Erzeugen oder dem Lösen der Presspassung wird jeweils Hydraulikfluid unter Druck zwischen einer Außenfläche der Keilhülse und einer In nenseite des zweiten Bauteiles und/oder zwischen einer Innenseite der Keilhülse und einer Außenseite des ersten Bauteiles eingeleitet. Während der Herstellung oder dem Lösen der Presspassung wird eine axiale Stellkraft ermittelt. Zusätzlich wird der Druck, mit dem das Hydraulikfluid eingeleitet wird, bei Vorliegen einer axialen Stell kraft größer oder gleich einem vordefinierten oberen Grenzwert automatisch geregelt solange variiert, bis die axiale Stellkraft kleiner ist als der vordefinierte obere Grenz wert.

Mittels des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung wird der Druck, mit dem Hydraulikfluid bzw. Öl zwischen die Passflächen der Bauteile und der Keilhülse eingespritzt wird, um die Passflächen bzw. Gegenflächen zwischen beispielweise ei ner Bohrung des ersten Bauteiles und einer Außenfläche der Keilhülse sowie zwi schen einer Innenfläche der Keilhülse und einer Außenfläche des zweiten Bauteiles voneinander wegzubewegen und so die vorhandene Reibung zu reduzieren oder vollständig zu beseitigen, betriebszustandsabhängig und automatisch variiert. Der nächste Schritt besteht darin, die Keilhülse in die Endposition zu überführen, in der die gewünschte Presspassung vorliegt oder aus dieser Endposition zu schieben und die Presspassung zu lösen.

Dabei wird während der Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Of fenbarung die Höhe des Druckes bzw. des Radialdrucks des Hydraulikfluids entspre chend dem jeweils vorliegenden Axialkraftbedarf angepasst und geändert, wenn eine höhere oder eine niedrigere axiale Stellkraft erforderlich ist.

Mittels dieser Vorgehensweise werden sowohl plastische Verformungen im Bereich der Bauteile und der Keilhülse als auch eine unerwünschte Erzeugung von Spänen vermieden. Insbesondere aufgrund eines hohen Reinheitsanspruches soll die Erzeu gung von Spänen soweit wie möglich insbesondere während dem Herstellen der Presspassung vermieden werden.

Des Weiteren ist mittels des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung ge währleistet, dass Prozessdaten, die dem Herstell- oder dem Löseprozess der Press verbindung zugrungegelegt werden, im Vergleich zu bekannten Lösungen mit we sentlich geringerem Aufwand bestimmbar sind. Zusätzlich bietet das Verfahren auf grund der dem Verfahren zugrundeliegenden adaptiven Regelung eine verbesserte Prozesskontrolle. Dabei ist die beschriebene Vorgehensweise auch durch eine hohe Prozessflexibilität gekennzeichnet, da unterschiedliche Ausgangsbedingungen beim Fügen oder Lösen der Bauteile und der Keilhülse auf einfache Art und Weise berück sichtigt werden können.

Die vorgeschlagene Regelstrategie kann zum Herstellen oder Lösen von Presspas sungen in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt werden. So besteht bei spielsweise die Möglichkeit Presspassungen im Bereich von Lagern, Kupplungen, Zahnrädern, Kurbelwellen, Eisenbahnrädern, Planetengetrieben und dergleichen im vorgeschlagenen Umfang herzustellen oder zu lösen. Dabei kann es vorgesehen sein, dass mittels des Verfahrens gemäß der vorliegen den Offenbarung so genannte Planetenbolzen, auf den jeweils wenigstens ein Pla netenrad drehbar gelagert ist, in Bohrungen eines Planetenträgers über Keilhülsen drehfest mit dem Planetenträger verbunden werden.

Bei solchen Planetengetrieben dreht sich üblicherweise der Planetenträger, womit das System hohen Zentrifugallasten ausgesetzt ist. Um die drehfeste Verbindung zwischen solchen Planetenbolzen und einem Planetenträger trotz der angreifenden hohen Zentrifugal lasten gewährleisten zu können, werden Keilhülsen eingesetzt, um entsprechend hohe Presspassungen zu erzeugen. Dabei kann es vorgesehen sein, dass Verfahren zum Montieren und Demontieren von Planetengetrieben verwendet werden, die in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden.

Des Weiteren werden bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung, das eine adaptive Regelung umfasst, der Radialdruck des Hydraulikfluids und die axiale Stellkraft in Echtzeit korreliert und der Radialdruck des Hydraulikfluids bei Bedarf kor rigiert. Hierfür wird die Höhe der axialen Stellkraft automatisch durch die Systemlogik definiert. Damit ist mit geringem Steuer- und Regelaufwand gewährleistbar, dass die jeweils angelegte axiale Stellkraft einen vordefinierten Grenzwert nicht überschreitet, oberhalb dem Eigenspannungen im Bereich der Keilhülsen, die Spanbildung und zu sätzlich auch eine plastische Verformung im Bereich der Bauteile der Keilhülsen kon trollierbar bzw. vermeidbar sind. Dies wird dadurch erreicht, dass bei Ermitteln einer axialen Stellkraft, die den vordefinierten Grenzwert überschreitet, die Regelung des Verfahrens automatisch den radialen Druck des Hydraulikfluids variiert, um die Rei bung zwischen den Passflächen der Bauteile und der Keilhülsen zu reduzieren.

Vorliegend werden unter dem Begriff Presspassung Übermaßpassungen verstan den, bei denen das Größtmaß der Bohrung in jedem Fall kleiner als das Kleinstmaß der Welle ist. Das bedeutet im vorliegend betrachteten Anwendungsfall, dass das Übermaß in gefügtem Betriebszustand der Keilhülse zwischen den Bauteilen jeweils zwischen den einander zugewandten Passflächen der Bauteile und der Keilhülse vorliegt. Bei einer Variante des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung wird der Fü gevorgang beendet, wenn während der Herstellung der Presspassung eine axiale Stellkraft kleiner als ein vordefinierter unterer Grenzwert ermittelt wird. Dadurch wird auf einfache Art und Weise vermieden, dass nicht ausreichende Presspassungen gefertigt werden.

Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass der Fügevorgang beendet wird, wenn während der Herstellung der Presspassung eine axiale Stellkraft größer als ein wei terer vordefinierter oberer Grenzwert ermittelt wird. Dabei kann der vordefinierte obere Grenzwert größer sein als der obere Grenzwert der Stellkraft und einen Wert aufweisen, oberhalb dem im Bereich der Bauteile und/oder der Keilhülse plastische Verformungen auftreten. Dadurch wird wiederum erreicht, dass während der Herstel lung der Presspassung plastische Verformungen im Bereich der Bauteile und/oder im Bereich der Keilhülse mit geringem Steuer- und Regelaufwand vermieden wer den.

Darüber hinaus kann es auch vorgesehen sein, dass der Fügevorgang beendet wird, wenn während der Herstellung der Presspassung der Druck einen oberen Grenzwert überschreitet. Mittels dieser Vorgehensweise ist wiederum auf einfache Art und Weise gewährleistet, dass durch den angelegten Druck irreversible Schädigungen, wie beispielsweise plastisches Fließen, im Bereich der Bauteile und/oder der Keil hülse vermieden werden.

Der obere Grenzwert und/oder der untere Grenzwert der Stellkraft können in Abhän gigkeit eines Verschiebeweges der Keilhülse gegenüber den Bauteilen oder in Ab hängigkeit eines Verschiebeweges von einem der Bauteile gegenüber dem anderen Bauteil und gegenüber der Keilhülse variiert werden. Damit ist wiederum auf einfa che Art und Weise berücksichtigbar, dass die axiale Stellkraft beim Herstellen oder beim Lösen der Presspassung stellwegabhängig ansteigt bzw. absinkt und der Füge- bzw. der Löseprozess jeweils mit der aktuell erforderlichen axialen Stellkraft durch geführt wird.

Bei einer Variante des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es vorgesehen, dass ein Verlauf der axialen Stellkraft in Abhängigkeit eines axialen Verstellweges der Keilhülse gegenüber den Bauteilen oder in Abhängigkeit eines Verschiebeweges von einem der Bauteile gegenüber dem anderen Bauteil und ge genüber der Keilhülse bestimmt wird. Auch dadurch ist wiederum auf einfache Art und Weise berücksichtigbar, dass die axiale Stellkraft beim Herstellen oder beim Lö sen der Presspassung stellwegabhängig ansteigt bzw. absinkt und der Füge- bzw. der Löseprozess jeweils mit der aktuell erforderlichen axialen Stellkraft durchgeführt wird.

Der Verlauf der Stellkraft kann mittels eines numerischen Modells bestimmt werden, das in Abhängigkeit empirisch ermittelter Daten kalibriert wird. Mittels dieser Vorge hensweise wird eine adaptive Regelung zur Verfügung gestellt, mit der der Radial druck des Hydraulikfluids und die axiale Stellkraft in Echtzeit korrelierbar sind und der Radialdruck des Hydraulikfluids bedarfsweise korrigierbar ist. Dabei bildet das mittels der empirisch ermittelten Daten kalibrierte numerische Modell den Füge- und Löseprozess zwischen den Bauteilen und der Keilhülse modellhaft ab. Zusätzlich sind variierende Ausgangsbedingungen, wie beispielsweise unzureichend gereinigte Bauteile, eine unerwünschte Schrägstellung der miteinander zu fügenden Bauteile zueinander, eventuell vorliegende Späne oder dergleichen durch die adaptive Rege lung auf einfache Art und Weise berücksichtigbar.

Der Druck des Hydraulikfluids kann für einen definierten Zeitraum auf dem Druckni veau des oberen Grenzwertes belassen werden. Dabei kann es vorgesehen sein, dass während des definierten Zeitraumes überprüft wird, ob die Stellkraft innerhalb des definierten Zeitraumes auf Werte kleiner als der obere Grenzwert absinkt. Bei positivem Prüfergebnis kann der Druck wieder reduziert werden, wohingegen der Fü geprozess bei negativem Prüfergebnis beendet werden kann. Damit ist mit geringem Aufwand gewährleistbar, dass ein Füge- oder ein Löseprozess erst dann beendet wird, wenn festgestellt wird, dass die Stellkraft dauerhaft größer als der obere Grenz wert ist.

Bei einer mit geringem Steuer- und Regelaufwand durchführbaren Variante des Ver fahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung wird der Druck bei Unterschreiten des weiteren oberen Grenzwertes des Druckes, der kleiner als der obere Grenzwert des Druckes ist, konstant gehalten.

Das erste Bauteil kann ein Planetenbolzen sein, auf dem ein Planetenrad eines Pla netengetriebes drehbar gelagert ist. Das zweite Bauteil kann als ein Planetenträger ausgebildet sein. Der Planetenbolzen kann endseitig in Bohrungen des Planetenträ gers angeordnet sein. Die wenigstens eine Keilhülse kann zur Herstellung der Presspassung zwischen den Planetenbolzen und den Planetenträger durch Anlegen der axialen Stellkraft eingepresst werden und zum Lösen der Presspassung mittels der axialen Stellkraft ausgeschoben werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Vorrichtung zum Herstellen oder zum Lösen einer Presspassung einer Presspassung zwischen wenigstens einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil und wenigstens einer zwischen den Bauteilen angeordneten Keilhülse vorgeschlagen. Die Vorrichtung um fasst eine Presseinrichtung zum Anlegen einer axialen Stellkraft an den Bauteilen und an der Keilhülse. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung wenigstens einen Sen sor zum Ermitteln der axialen Stellkraft. Zusätzlich ist die Vorrichtung gemäß der vor liegenden Offenbarung mit einer Hydraulikfluid-Hochdruck-Einspritzeinrichtung zum Einleiten von Hydraulikfluid unter Druck zwischen einer Außenfläche der Keilhülse und einer Innenseite des zweiten Bauteiles und/oder zwischen einer Innenseite der Keilhülse und einer Außenseite des ersten Bauteiles ausgeführt. Darüber hinaus weist die Vorrichtung wenigstens einen Druckmess-Sensor zum Ermitteln des Dru ckes und ein Steuergerät zur Durchführung des vorstehend näher beschriebenen Verfahrens auf.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Steuergerät vorgeschlagen, welches zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgebildet ist. Das Steuergerät umfasst beispielsweise Mittel, die der Durchführung des Verfahrens dienen. Bei diesen Mitteln kann es sich um hard wareseitige Mittel und um softwareseitige Mittel handeln. Die hardwareseitigen Mittel des Steuergeräts sind beispielsweise Datenschnittstellen, um mit den an der Durch führung des Verfahrens beteiligten Baugruppen der Vorrichtung Daten auszutauschen. Weitere hardwareseitige Mittel sind beispielsweise ein Speicher zur Datenspeicherung und ein Prozessor zur Datenverarbeitung. Softwareseitige Mittel können unter anderem Programmbausteine zur Durchführung des Verfahrens sein.

Das Steuergerät ist zur Durchführung des Verfahrens mit zumindest einer Empfangs schnittstelle ausführbar, die ausgebildet ist, Signale von Signalgebern zu empfangen. Die Signalgeber können beispielsweise als Sensoren ausgebildet sein, die Messgrö ßen erfassen und an das Steuergerät übermitteln. Ein Signalgeber kann auch als Signalfühler bezeichnet werden. So kann die Empfangsschnittstelle von einem Sig nalgeber ein Signal empfangen, über welches signalisiert wird, dass eine Presspas sung hergestellt oder gelöst werden soll. Das Signal kann beispielsweise durch eine Bedienperson erzeugt werden, indem diese ein Bedienelement betätigt, über wel ches eine solche Ermittlung angefordert werden kann. Des Weiteren kann das Signal auch von einer Fertigungsstrategie erzeugt werden, die im Bereich des Steuergerä tes oder im Bereich eines weiteren Steuergerätes einer Werkzeugmaschine oder der gleichen aktiviert ist und durchgeführt wird.

Das Steuergerät kann zudem eine Datenverarbeitungseinheit aufweisen, um die empfangenen Eingangssignale bzw. die Informationen der empfangenen Eingangs signale auszuwerten und/oder zu verarbeiten.

Auch kann das Steuergerät mit einer Sendeschnittstelle ausgeführt sein, die ausge bildet ist, Steuersignale an Stellglieder auszugeben. Unter einem Stellglied sind Akto ren zu verstehen, die die Befehle des Steuergerätes umsetzen. Die Aktoren können beispielsweise als hydraulische, elektrische oder mechanische Aktoren ausgebildet sein, die die jeweils zum Herstellen oder Lösen der Presspassung erforderliche axi ale Stellkraft sowie den Druck des Hydraulikfluids erzeugen bzw. zur Verfügung stel len.

Wird durch das Steuergerät erkannt, dass eine Presspassung zwischen den Bautei len und der Keilhülse hergestellt oder gelöst werden soll, wird mittels des Steuerge rätes während dem Erzeugen oder dem Lösen der Presspassung jeweils Hydraulik fluid unter Druck zwischen eine Außenfläche der Keilhülse und eine Innenfläche des zweiten Bauteiles und/oder zwischen eine Innenseite der Keilhülse und eine Außen seite des ersten Bauteiles eingeleitet. Des Weiteren wird mittels des Steuergerätes eine axiale Stellkraft während der Herstellung oder dem Lösen der Presspassung er mittelt. Der Druck, mit dem das Hydraulikfluid eingeleitet wird, wird mittels des Steu ergerätes bei Vorliegen einer axialen Stellkraft größer oder gleich einem vordefinier ten oberen Grenzwert automatisch geregelt solange variiert, bis die axiale Stellkraft kleiner ist als der vordefinierte obere Grenzwert.

Dadurch wird wiederum gewährleistet, dass ein Radialdruck des Hydraulikfluids so wie eine axiale Stellkraft in Echtzeit korrelierbar sind und der Radialdruck bei Bedarf entsprechend korrigiert werden kann.

Die zuvor genannten Signale sind nur als beispielhaft anzusehen und sollen die vor liegende Offenbarung nicht beschränken. Die erfassten Eingangssignale und die ausgegebenen Steuersignale können über einen Datenbus übertragen werden. Die Steuerungseinrichtung bzw. das Steuergerät kann beispielsweise als zentrales elekt ronisches Steuergerät einer Werkzeugmaschine ausgebildet sein.

Die vorliegend vorgeschlagene Lösung lässt sich auch als Com puterprogramm Pro dukt verkörpern, welches, wenn es auf einem Prozessor einer Steuerungseinrichtung läuft, den Prozessor softwaremäßig anleitet, die zugeordneten Verfahrensschritte ge mäß der vorliegenden Offenbarung durchzuführen. In diesem Zusammenhang gehört auch ein computerlesbares Medium zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung, auf dem ein vorstehend beschriebenes Computerprogrammprodukt abrufbar gespei chert ist.

Für den Fachmann ist verständlich, dass ein Merkmal oder Parameter, das bzw. der in Bezug auf einen der obigen Aspekte beschrieben wird, bei einem beliebigen ande ren Aspekt angewendet werden kann, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Des Weiteren kann ein beliebiges Merkmal oder ein beliebiger Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, bei einem beliebigen Aspekt angewendet werden und/oder mit einem beliebigen anderen Merkmal oder Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Es werden nun beispielhaft Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren beschrie ben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Gasturbinentriebwerks;

Fig. 2 eine vergrößerte Teillängsschnittansicht eines ström aufwärtigen Abschnitts ei nes Gasturbinentriebwerks;

Fig. 3 eine Alleindarstellung eines Getriebes für ein Gasturbinentriebwerk;

Fig. 4 eine stark schematisierte Längsansicht einer Vorrichtung zum Herstellen oder Lösen einer Presspassung zwischen wenigstens einem ersten Bauteil und wenigs tens einem zweiten Bauteil und wenigstens einer dazwischen angeordneten Keil hülse;

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines in Fig. 4 näher gekennzeichneten Bereiches V;

Fig. 6 eine schematisierte Teildarstellung eines ersten Bauteiles und eines zweiten Bauteiles sowie einer dazwischen angeordneten Keilhülse, die über eine Presspas sung miteinander zu verbinden sind;

Fig. 7 mehrere Verläufe einer axialen Stellkraft über einem axialen Verstellweg einer Keilhülse gegenüber Bauteilen oder in Abhängigkeit eines axialen Verstellweges von einem der Bauteile gegenüber dem anderen Bauteil und gegenüber der Keilhülse;

Fig. 8 mehrere Verläufe verschiedener Prozessparameter der Vorrichtung gemäß Fig. 4 während dem Herstellen oder dem Lösen einer Presspassung zwischen dem Planetenbolzen und dem Planetenträger des Planetengetriebes gemäß Fig. 3; und Fig. 9 eine Fig. 8 entsprechende Darstellung weiterer Verläufe verschiedener Pro zessparameter der Vorrichtung gemäß Fig. 4 während dem Fierstellen oder dem Lö sen einer Presspassung zwischen dem Planetenbolzen und dem Planetenträger des Planetengetriebes gemäß Fig. 3.

Fig. 1 stellt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit einer Hauptdrehachse 9 dar. Das Trieb werk 10 umfasst einen Lufteinlass 12 und ein Schubgebläse 23, das zwei Luftströme erzeugt: einen Kernluftstrom 111 und einen Bypassluftstrom 122. Das Gasturbinen triebwerk 10 umfasst einen Kern 11 , der den Kernluftstrom 111 aufnimmt. Der Trieb werkskern 11 umfasst in Axialströmungsreihenfolge einen Niederdruckverdichter 14, einen Hochdruckverdichter 15, eine Verbrennungseinrichtung 16, eine Hochdrucktur bine 17, eine Niederdruckturbine 19 und eine Kernschubdüse 20. Eine Triebwerks gondel 21 umgibt das Gasturbinentriebwerk 10 und definiert einen Bypasskanal 22 und eine Bypassschubdüse 18. Der Bypassluftstrom 122 strömt durch den Bypass kanal 22. Das Gebläse 23 ist über eine Welle 26 und ein Epizykloidengetriebe 30 an der Niederdruckturbine 19 angebracht und wird durch diese angetrieben. Dabei wird die Welle 26 auch als Kernwelle bezeichnet.

Im Gebrauch wird der Kernluftstrom 111 durch den Niederdruckverdichter 14 be schleunigt und verdichtet und in den Hochdruckverdichter 15 geleitet, wo eine wei tere Verdichtung erfolgt. Die aus dem Hochdruckverdichter 15 ausgestoßene ver dichtete Luft wird in die Verbrennungseinrichtung 16 geleitet, wo sie mit Kraftstoff vermischt wird und das Gemisch verbrannt wird. Die resultierenden heißen Verbren nungsprodukte breiten sich dann durch die Hochdruck- und die Niederdruckturbine 17, 19 aus und treiben diese dadurch an, bevor sie zur Bereitstellung einer gewissen Schubkraft durch die Düse 20 ausgestoßen werden. Die Hochdruckturbine 17 treibt den Hochdruckverdichter 15 durch eine geeignete Verbindungswelle 27 an, die auch als Kernwelle bezeichnet wird. Das Gebläse 23 stellt allgemein den Hauptteil der Schubkraft bereit. Das Epizykloidengetriebe 30 ist ein Untersetzungsgetriebe.

Eine beispielhafte Anordnung für ein Getriebegebläse-Gasturbinentriebwerk 10 wird in Fig. 2 gezeigt. Die Niederdruckturbine 19 (siehe Fig. 1) treibt die Welle 26 an, die mit einem Sonnenrad 28 der Epizykloidengetriebeanordnung 30 gekoppelt ist. Mehrere Planetenräder 32, die durch einen Planetenträger 34 miteinander gekoppelt sind, befinden sich von dem Sonnenrad 28 radial außen und kämmen damit und sind jeweils drehbar auf drehfest mit dem Planetenträger 34 verbundenen Bauteilen bzw. Trägerelementen 42 angeordnet. Der Planetenträger 34 beschränkt die Planetenrä der 32 darauf, synchron um das Sonnenrad 28 zu kreisen, während er ermöglicht, dass sich jedes Planetenrad 32 auf den Trägerelementen 42 um seine eigene Achse drehen kann. Der Planetenträger 34 ist über Gestänge 36 mit dem Gebläse 23 da hingehend gekoppelt, seine Drehung um die Triebwerksachse 9 anzutreiben. Ein Au ßenrad oder Hohlrad 38, das über Gestänge 40 mit einer stationären Stützstruktur 24 gekoppelt ist, befindet sich von den Planetenrädern 32 radial außen und kämmt da mit.

Es wird angemerkt, dass die Begriffe „Niederdruckturbine“ und „Niederdruckverdich ter“, so wie sie hier verwendet werden, so aufgefasst werden können, dass sie die Turbinenstufe mit dem niedrigsten Druck bzw. die Verdichterstufe mit dem niedrigs ten Druck (d. h. dass sie nicht das Gebläse 23 umfassen) und/oder die Turbinen- und Verdichterstufe, die durch die Verbindungswelle 26 mit der niedrigsten Drehzahl in dem Triebwerk (d. h. dass sie nicht die Getriebeausgangswelle, die das Gebläse 23 antreibt, umfasst) miteinander verbunden sind, bedeuten. In einigen Schriften können die „Niederdruckturbine“ und der „Niederdruckverdichter“, auf die hier Bezug genom men wird, alternativ dazu als die „Mitteldruckturbine“ und „Mitteldruckverdichter“ be kannt sein. Bei der Verwendung derartiger alternativer Nomenklatur kann das Ge bläse 23 als eine erste Verdichtungsstufe oder Verdichtungsstufe mit dem niedrigs ten Druck bezeichnet werden.

Das Epizykloidengetriebe 30 wird in Fig. 3 beispielhaft genauer gezeigt. Das Son nenrad 28, die Planetenräder 32 und das Hohlrad 38 umfassen jeweils Zähne um ihre Peripherie zum Kämmen mit den anderen Zahnrädern. Jedoch werden der Über sichtlichkeit halber lediglich beispielhafte Abschnitte der Zähne in Fig. 3 dargestellt. Obgleich vier Planetenräder 32 dargestellt werden, liegt für den Fachmann auf der Hand, dass innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung mehr oder weniger Planetenräder 32 vorgesehen sein können. Praktische Anwendungen eines Epizykloidengetriebes 30 umfassen allgemein mindestens drei Planetenräder 32. Das in Fig. 2 und 3 beispielhaft dargestellte Epizykloidengetriebe 30 ist ein Planeten getriebe, bei dem der Planetenträger 34 über Gestänge 36 mit einer Ausgangswelle gekoppelt ist, wobei das Hohlrad 38 festgelegt ist. Jedoch kann eine beliebige an dere geeignete Art von Epizykloidengetriebe 30 verwendet werden. Als ein weiteres Beispiel kann das Epizykloidengetriebe 30 eine Sternanordnung sein, bei der der Planetenträger 34 festgelegt gehalten wird, wobei gestattet wird, dass sich das Hohl rad (oder Außenrad) 38 dreht. Bei solch einer Anordnung wird das Gebläse 23 von dem Hohlrad 38 angetrieben. Als ein weiteres alternatives Beispiel kann das Ge triebe 30 ein Differenzialgetriebe sein, bei dem gestattet wird, dass sich sowohl das Hohlrad 38 als auch der Planetenträger 34 drehen.

Es versteht sich, dass die in Fig. 2 und 3 gezeigte Anordnung lediglich beispielhaft ist und verschiedene Alternativen in dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung liegen. Lediglich beispielhaft kann eine beliebige geeignete Anordnung zur Positio nierung des Getriebes 30 in dem Triebwerk 10 und/oder zur Verbindung des Getrie bes 30 mit dem Triebwerk 10 verwendet werden. Als ein weiteres Beispiel können die Verbindungen (z. B. die Gestänge 36, 40 in dem Beispiel von Fig. 2) zwischen dem Getriebe 30 und anderen Teilen des Triebwerks 10 (wie z. B. der Eingangswelle 26, der Ausgangswelle und der festgelegten Struktur 24) einen gewissen Grad an Steifigkeit oder Flexibilität aufweisen. Als ein weiteres Beispiel kann eine beliebige geeignete Anordnung der Lager zwischen rotierenden und stationären Teilen des Triebwerks (beispielsweise zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle des Ge triebes und den festgelegten Strukturen, wie z. B. dem Getriebegehäuse) verwendet werden, und die Offenbarung ist nicht auf die beispielhafte Anordnung von Fig. 2 be schränkt. Beispielsweise ist für den Fachmann ohne weiteres erkenntlich, dass sich die Anordnung von Ausgang und Stützgestängen und Lagerpositionierungen bei ei ner Sternanordnung (oben beschrieben) des Getriebes 30 in der Regel von jenen, die beispielhaft in Fig. 2 gezeigt werden, unterscheiden würden.

Entsprechend dehnt sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk mit einer beliebigen Anordnung der Getriebearten (beispielsweise sternförmig oder planetenartig), Stützstrukturen, Eingangs- und Ausgangswellenanordnung und La gerpositionierungen aus.

Optional kann das Getriebe Neben- und/oder alternative Komponenten (z. B. den Mitteldruckverdichter und/oder einen Nachverdichter) antreiben.

Andere Gasturbinentriebwerke, bei denen die vorliegende Offenbarung Anwendung finden kann, können alternative Konfigurationen aufweisen. Beispielsweise können derartige Triebwerke eine alternative Anzahl an Verdichtern und/oder Turbinen und/oder eine alternative Anzahl an Verbindungswellen aufweisen. Als ein weiteres Beispiel weist das in Fig. 1 gezeigte Gasturbinentriebwerk eine Teilungsstromdüse 20, 22 auf, was bedeutet, dass der Strom durch den Bypasskanal 22 seine eigene Düse aufweist, die von der Triebwerkskerndüse 20 separat und davon radial außen ist. Jedoch ist dies nicht einschränkend und ein beliebiger Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann auch auf Triebwerke zutreffen, bei denen der Strom durch den By passkanal 22 und der Strom durch den Kern 11 vor (oder stromaufwärts) einer einzi gen Düse, die als eine Mischstromdüse bezeichnet werden kann, vermischt oder kombiniert werden. Eine oder beide Düsen (ob Misch- oder Teilungsstrom) kann oder können einen festgelegten oder variablen Bereich aufweisen. Obgleich sich das be schriebene Beispiel auf ein Turbogebläsetriebwerk bezieht, kann die Offenbarung beispielsweise bei einer beliebigen Art von Gasturbinentriebwerk, wie z. B. bei einem Open-Rotor- (bei dem die Gebläsestufe nicht von einer Triebwerksgondel umgeben wird) oder einem Turboprop-Triebwerk, angewendet werden.

Die Geometrie des Gasturbinentriebwerks 10 und Komponenten davon wird bzw. werden durch ein herkömmliches Achsensystem definiert, das eine axiale Richtung (die auf die Drehachse 9 ausgerichtet ist), eine radiale Richtung (in der Richtung von unten nach oben in Fig. 1) und eine Umfangsrichtung (senkrecht zu der Ansicht in Fig. 1) umfasst. Die axiale, die radiale und die Umfangsrichtung verlaufen senkrecht zueinander.

Fig. 4 zeigt eine Längsschnittansicht einer Vorrichtung 40, die eine Presseinrichtung 41 umfasst. Des Weiteren ist der Planetenträger 34 sowie das damit zu verbindende Bauteil bzw. der Planetenbolzen 42 für ein darauf drehbar gelagertes Planetenrad 32 des Getriebes 30 dargestellt. Zusätzlich zeigt Fig. 4 Spannelemente bzw. Keilhülsen 43, 44, einen axial verstellbaren Aktor 45 und ein über den Aktor 45 axial verschieb bares Stellelement 46 der Presseinrichtung 41 , über das die Keilhülsen 43, 44 je weils in axialer Richtung A bzw. B radial zwischen Bereiche des Planetenträgers 34 und Bereiche des Planetenbolzens 42 einschiebbar sind. Das Stellelement 46 durch greift den Aktor 45, den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 in axialer Richtung A bzw. B.

Darüber hinaus wirkt das Stellelement 46 einenends mit dem Aktor 45 zusammen und ist anderenends mit einem Deckelelement 47 ausgeführt. Über das Deckelele ment 47 und die Keilhülse 44 steht das Stellelement 46 mit dem Planetenträger 34 und dem Planetenbolzen 42 in Wirkverbindung. Die Keilhülse 44 ist axial zwischen dem Deckelelement 47 und dem Planetenträger 34 und dem Planetenbolzen 42 po sitioniert, während die Keilhülse 43 zwischen dem Planetenträger 34 und dem Plane tenbolzen 42 und einem Gehäusebereich 48 des Aktors 45 angeordnet ist. Zusätzlich sind das Stellelement 46 und der Aktor 45 zum Einschieben der Keilhülsen 43 und

44 zwischen dem Planetenträger 34 und dem Planetenbolzen 42 in einem einen axi alen Abstand zwischen dem Deckelelement 47 und dem Gehäusebereich 48 des Ak tors 45 verringernden Umfang relativ zum Planetenträger 34 und dem Planetenbol zen 42 bewegbar.

Der Aktor 45 ist vorliegend als hydraulischer Aktor ausgebildet, mittels dem das Stel lelement 46 in axialer Richtung A verschiebbar ist. Des Weiteren ist der Aktor 45 so ausgeführt, dass der Aktor 45 während der axialen Verstellung des Stellelementes 46 ebenfalls in axialer Richtung B auf den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 zu bewegt wird. Dabei sind die Stellwege des Stellelementes 46 und des Aktors

45 über gehäuseseitige Anschläge 49, 50 im Bereich des Aktors 45 begrenzt. Der Anschlag 49 wirkt mit einer auf das Stellelement 46 aufgeschraubten Mutter 51 zu sammen, während die Stellwege des Stellelementes 46 und des Aktors 45 jeweils in Fügerichtung der beiden Keilhülsen 43 und 44 mittels eines mit dem Anschlag 50 zu sammenwirkenden vergrößerten Durchmesserbereiches 52 des Stellelementes 46 begrenzt sind. Die Keilhülsen 43 und 44 werden während des Fügeprozesses bzw. während des Einschiebens der Keilhülsen 43 und 44 zwischen den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 durch das aktorseitige axiale Verschieben des Stellelementes 46 und die damit einhergehende Verstellung des Aktors 45 ausgehend von in axialer Richtung des Planetenträgers 34 und des Planetenbolzens 42 voneinander abge wandten Seiten 53, 54 eingeschoben.

Soll über die Vorrichtung 40 lediglich die Keilhülse 43 oder die Keilhülse 44 durch die vorbeschriebene aktorseitige Verstellung des Stellelementes 46 oder die Verstellung des Aktors 45 zwischen den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 während eines Fügeprozesses eingeschoben werden, besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, entweder zwischen dem Deckelelement 47 und dem Planetenträger 34 und/oder dem Planetenbolzen 42 oder zwischen dem Gehäusebereich 48 und dem Planetenbolzen 42 und/oder dem Planetenträger 34 ein in Fig. 4 lediglich strichliert dargestelltes hülsenförmiges bzw. ringförmiges Distanzelement 55A bzw. 55B oder 56A bzw. 56B vorzusehen. Über die Distanzelemente 55A bzw. 55B oder 56A bzw. 56B wird jeweils eine Verringerung des Abstandes zwischen dem Deckelelement 47 und der Seite 54 oder zwischen dem Gehäusebereich 48 und der Seite 53 verhindert und lediglich die Keilhülse 43 oder die Keilhülse 43 zwischen den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 in gewünschtem Umfang eingeschoben.

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 4 näher gekennzeichneten Be reiches V, der die Keilhülse 43, einen Bereich des Stellelementes 46 sowie Bereiche des Planetenbolzens 42 und des Planetenträgers 34 umfasst. Aus der Darstellung gemäß Fig. 5 geht hervor, dass die Keilhülse 43, die prinzipiell den gleichen Aufbau wie die Keilhülse 44 aufweist, eine Spannhülse ist, die im Bereich ihres äußeren Um fangs 57 zylindrisch und im Bereich ihres inneren Durchmessers 58 kegelförmig aus gebildet ist. Der Innendurchmesser 58 der Keilhülse 43 nimmt ausgehend von der den Bauteilen bzw. dem Planetenträger 34 und dem Planetenbolzen 42 zugewand ten Seite 59 in Richtung der den Bauteilen bzw. dem Planetenträger 34 und dem Pla netenbolzen 42 abgewandten Seite 60 ab. Zusätzlich weist der Planetenbolzen 42 im Fügebereich mit der Keilhülse 43 eine we nigstens annähernd an die Keilhülse 43 angepasste kegelförmige Außenkontur 61 auf, während der Planetenträger 34 im Fügebereich mit der Keilhülse 43 mit einer zy lindrischen Innenkontur ausgeführt ist. Sowohl der Planetenträger 34 als auch der Planetenbolzen 42 sind im Fügebereich mit der Keilhülse 44 wie vorstehend näher beschriebenen wie im Fügebereich mit der Keilhülse 43 ausgebildet.

Der Planetenbolzen 42 ist mit Leitungen 62 ausgeführt, die mit einer Leitung 63 des Stellelementes 46 in Überdeckung sind, wenn das Stellelement 46 eine definierte Po sition erreicht. In der Keilhülse 43 sind Leitungen 64 vorgesehen, über die Hydraulik fluid aus dem Fügebereich zwischen der Keilhülse 43 und dem Planetenbolzen 42 in den Fügebereich zwischen der Keilhülse 43 und dem Planetenträger 34 führbar ist. Durch Einleiten des Hydraulikfluids über die Leitungen 63 und 62 in die Fügeberei che zwischen der Keilhülse 43 und dem Planetenbolzen 42 bzw. zwischen der Keil hülse 43 und dem Planetenträger 34 ist während des Einschiebens der Keilhülse 43 zwischen den Planetenbolzen 42 und den Planetenträger 34 der Planetenbolzen 42 umfangsseitig reversibel einschnürbar und die Keilhülse 43 und der Planetenträger 34 reversibel aufweitbar, während die Keilhülse 43 im äußeren Umfang 57 reversibel zusammengepresst wird. Damit ist die Keilhülse 43 mit geringen axialen Fügekräften zwischen den Planetenbolzen 42 und den Planetenträger 34 einschiebbar.

Am Ende des Fügeprozesses wird der anliegende Hydraulikdruck reduziert bzw. ab geschaltet, womit die zuvor reversible Aufweitung des Planetenträgers 34 sowie die reversible Einschnürung des Planetenbolzens 42 zurückgeht und die Keilhülse 43 die gewünschte drehfeste Verbindung zwischen dem Planetenträger 34 und dem Plane tenbolzen 42 in Form einer Presspassung herstellt.

Die Leitung 63 des Stellelementes 46 erstreckt sich in axialer Richtung des Stellele mentes 46 bis in den Fügebereich zwischen der Keilhülse 44 mit dem Planetenbol zen 42 und dem Planetenträger 34. Die Keilhülse 44 und der Planetenbolzen 42 sind in dem der Seite 54 zugewandten Endbereich in gleichem Umfang mit Leitungen ausgebildet, um während des Fügevorganges der Keilhülse 44 Hydraulikfluid über das Stellelement 46 in die Fügebereiche zwischen der Keilhülse 44 und dem Planetenbolzen 42 und zwischen der Keilhülse 44 dem Planetenträger 34 einleiten zu können.

Fig. 6 zeigt eine schematisierte Teildarstellung des Planetenträgers 34, des Plane tenbolzens 42 und der Keilhülse 43. Neben dem äußeren Umfang 57 bzw. dem Au ßendurchmesser der Keilhülse 43 und dem inneren Durchmesser 58 der Keilhülse 43 sind ein innerer Durchmesser 66 einer Bohrung 67 des Planetenträgers 34 und ein Außendurchmesser 68 des Planetenbolzens 42 angegeben. Ein maximales Über maß im Bereich zwischen dem äußeren Umfang 57 der Keilhülse 43 und dem inne ren Durchmesser 66 der Bohrung 67 des Planetenträgers 34 bestimmt sich aus der Summe der Differenz zwischen dem Außendurchmesser 57 der Keilhülse 43 und dem inneren Durchmesser 66 der Bohrung 67 und der Summe der Toleranzfelder des Außendurchmessers 57 und des inneren Durchmessers 66.

Zusätzlich entspricht das maximale innere Übermaß zwischen dem Innendurchmes ser 58 der Keilhülse 43 und dem Außendurchmesser 68 des Planetenbolzens 42 der Summe aus der Differenz zwischen dem Außendurchmesser 68 des Planetenbol zens 42 und dem Innendurchmesser 58 der Keilhülse 43 und der Summe der Tole ranzfelder des Innendurchmessers 58 und des Außendurchmessers 68.

Somit ergibt sich das gesamte maximale Übermaß aus dem Toleranzstapel, der gleich der Summe aus dem maximalen äußeren Übermaß und aus dem maximalen inneren Übermaß entspricht und einen wesentlichen Einfluss auf den Fügeprozess bzw. den Löseprozess der Presspassung zwischen dem Planetenträger 34 und dem Planetenbolzen 42 sowie der dazwischen angeordneten Keilhülse 43 hat. Diese An nahme gilt für kleine Kegelwinkel im Bereich der Kegelflächen der Keilhülse 43 und des Planetenbolzens 42. Das bedeutet, falls nur die Durchmesser der an der Presspassung beteiligten Bauteile berücksichtigt werden, die gesamte Streuung gleich der Summe der vier Toleranzen der Durchmesser 57, 58, 66 und 68 ist.

Um die Presspassung zwischen dem Planetenträger 34 und dem Planetenbolzen 42 sowie der dazwischen angeordneten Keilhülse 43 in gewünschtem Umfang herstei len oder lösen zu können, d. h. ohne dabei irreversible Schädigungen im Bereich des Planetenträgers 34, des Planetenbolzens 42 sowie der Keilhülse 43 zu verursachen, wird die nachfolgend näher beschriebene Vorgehensweise vorgeschlagen. Dabei wird die Vorgehensweise nachfolgend lediglich anhand eines Fügeprozesses bzw. während eines Einschiebens der Keilhülse 43 zwischen den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 näher beschrieben, da die Vorgehensweise in der gleichen Art und Weise auch während eines Lösevorganges einer Presspassung durchgeführt wird

Zunächst werden der Planetenträger 34, der Planetenbolzen 42 und die Keilhülse 43 in der in Fig. 4 näher dargestellten Art und Weise in der Vorrichtung 40 positioniert. Anschließend wird die Keilhülse 43 durch Anlegen einer axialen Stellkraft Fa zwi schen den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 eingeschoben. Während des Fügevorgangs der Keilhülse 43 bzw. während der Herstellung der Presspassung wird die axiale Stellkraft Fa mittels eines Sensors der Vorrichtung 40 ermittelt. Gleich zeitig wird wie vorstehend bereits näher erläutert Hydraulikfluid bzw. Öl über eine Hydraulikfluid-Hochdruck-Einspritzeinrichtung der Vorrichtung 40 zwischen die Keil hülse 43 und den Planetenträger 34 sowie zwischen die Keilhülse 43 und den Plane tenbolzen 42 unter Druck eingeleitet. Zusätzlich wird der Druck, mit dem das Hydrau likfluid eingeleitet wird, mittels wenigstens eines Druckmess-Sensors der Vorrichtung 40 bestimmt.

Um unzulässig hohe Belastungen während des Fügeprozesses im Bereich des Pla netenträgers 34, des Planetenbolzens 42 und der Keilhülse 43, d. h . plastisches Fließen, oder auch Spanbildung zu vermeiden, wird der Druck, mit dem das Hydrau likfluid eingeleitet wird, bei Vorliegen einer axialen Stellkraft Fa größer oder gleich ei nem vordefinierten oberen Grenzwert automatisch geregelt solange variiert, bis die axiale Stellkraft kleiner ist als der vordefinierte obere Grenzwert.

Dabei liegt der Vorgehensweise eine adaptive Regelung zugrunde, die auf Verläufe der axialen Stellkraft Fa zurückgreift, die in Fig. 7 über einem axialen Verstellweg S der Keilhülse 43, gegenüber dem Planetenträger 34 und dem Planetenbolzen 42 auf getragen sind. Dabei korrespondiert der diskrete Stellwegwert S1 mit einer Stellung der Keilhülse 43, in der die Keilhülse 43 mit einer Stirnseite an der Bohrung 67 des Planetenträ gers 34 anliegt und in der noch keine Überdeckung zwischen der Keilhülse 43 und dem Planetenträger 34 bzw. dem Planetenbolzen 42 vorliegt. Der weitere diskrete Verstellwegwert S2 entspricht einer axialen Stellung der Keilhülse 43, in der die Presspassung zwischen dem Planetenträger 34, dem Planetenbolzen 42 und der Keilhülse 43 vollständig hergestellt ist.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 7 geht hervor, dass die zur Herstellung der Presspassung aufzuwendende axiale Stellkraft Fa ausgehend vom Stellwegwert S1 in Richtung des weiteren Stellwegwertes S2 zunehmend ansteigt. Dabei entspricht der untere Verlauf Fau der axialen Stellkraft Fa einem Verlauf der Stellkraft Fa, der über ein numerisches Modell für ein geringeres maximales gesamtes Übermaß zwi schen dem Planetenträger 34, dem Planetenbolzen 42 und der Keilhülse 43 sowie für geringere Reibungskoeffizienten zwischen diesen Bauteilen ermittelt wird als ein mittlerer Verlauf Farn oder ein oberer Verlauf Fao der axialen Stellkraft Fa. Das be deutet, dass die jeweils zur Herstellung der Presspassung aufzubringende axiale Stellkraft Fa mit steigendem maximalem gesamtem Übermaß und mit steigenden Reibungskoeffizienten zunimmt.

Das numerische Modell wird in Abhängigkeit empirisch ermittelter Daten kalibriert. Für die Kalibrierung des numerischen Modells werden eine ausreichende Anzahl von Fügeprozessen durchgeführt und die dabei jeweils aufzubringenden axialen Stell kräfte messtechnisch ermittelt. Zusätzlich werden die jeweils damit korrespondieren den Druckwerte, mit denen das Hydraulikfluid zwischen den Planetenträger 34, den Planetenbolzen 42 und die Keilhülse 43 eingeleitet wird, messtechnisch ermittelt und zur Kalibrierung des numerischen Modells herangezogen. Des Weiteren werden bei der Vorgabe der Prozessparameter des Fügeprozesses das gesamte maximale und das gesamte minimale Übermaß berücksichtigt. Zusätzlich werden die Endabmes sungen der Bauteile 34, 42 und 43 berücksichtigt, so dass der Fügeprozess, sobald die Prozessparameter in Abhängigkeit des maximal zulässigen Übermaßes festge legt sind, durchführbar ist. Bei Vorliegen des Wort-Case-Szenarios liegt das maximale gesamte Übermaß in Kombination mit weiteren die axiale Stellkraft erhöhenden Gegebenheiten vor, was jedoch durch die nachfolgend näher beschriebene adaptive Regelung ausgleichbar ist, ohne den Fügeprozess zu stoppen zu müssen oder die Prozessparameter manu ell ändern zu müssen.

Zusätzlich bietet die nachfolgend näher beschriebene adaptive Regelung die Mög lichkeit, enge Fertigungstoleranzen auszuweiten und damit eine Produktivität der Fer tigung zu verbessern und einen Fertigungsausschuss zu reduzieren. Normalerweise ist eine derart hohe Variabilität nur durch die Vorgabe unterschiedlicher Prozesspara meter möglich, was jedoch durch die vorgeschlagene adaptive Regelung nicht erfor derlich ist.

Neben der Berechnung der in Fig. 7 dargestellten Verläufe Fau bis Fao, die lediglich drei Kurven einer Kurvenschar sind, ist das numerische Modell auch in der Lage, je weils obere und untere Grenzwerte für einzelne Verläufe der Kurvenschar zu bestim men, um Schäden an den Bauteilen 34, 42 und 43 zu vermeiden.

Während des Fügeprozesses wird mittels der ermittelten Werte der axialen Stellkraft Fa überprüft, ob die aktuell an der Keilhülse 43 anliegende axiale Stellkraft Fa kleiner als ein oberer Grenzwert ist.

Der weiteren Beschreibung wird die Darstellung gemäß Fig. 8 zugrunde gelegt, die mehrere Verläufe verschiedener Prozessparameter der Vorrichtung 40 gemäß Fig. 4 zeigt. Dabei sind jeweils verschiedene Verläufe der axialen Stellkraft Fa und des radi alen Drucks p des Hydraulikfluids über der Betriebszeit t gezeigt. Ein Verlauf Fath entspricht einem theoretischen Verlauf der axialen Stellkraft Fa während der Herstel lung der Presspassung zwischen den Bauteilen 34, 42 und 43. Da der axiale Ver stellweg S über der Betriebszeit t ausgehend vom Stellwegwert S1 in Richtung des Stellwegwertes S2 stetig ansteigt, steigt auch der theoretische Verlauf Fath der axia len Stellkraft Fa im dargestellten Umfang an. Oberhalb des theoretischen Verlaufes Fath ist ein oberer theoretischer Verlauf Fatho angegeben, der wenigstens annä hernd parallel zum theoretischen Verlauf Fath der axialen Stellkraft Fa verläuft. Zusätzlich ist ein ebenfalls parallel zum theoretischen Verlauf Fath verlaufender theo retischer unterer Verlauf Fatu dargestellt, der eine untere Grenze der axialen Stell kraft Fa darstellt. Des Weiteren ist ein Ist-Verlauf Faist der axialen Stellkraft Fa ange geben, der jeweils die an der Keilhülse 43 real anliegende Stellkraft Fa graphisch wiedergibt.

Zu einem Zeitpunkt T 1 liegt an der Keilhülse 43 eine axiale Stellkraft Faist(T 1 ) an, womit die Keilhülse 43 zwischen den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 eingeschoben wird. Mit zunehmendem axialem Verstellweg S der Keilhülse 43 steigt der Ist-Verlauf Faist der axialen Stellkraft Fa in dargestelltem Umfang an. Der radiale Druck p des Hydraulikfluids weist ab dem Zeitpunkt T1 ein konstantes Druckniveau p(T1 ) auf.

Zu einem Zeitpunkt T2 erreicht der Ist-Verlauf Faist den oberen Verlauf Fatho, die auch einen Verlauf eines oberen Grenzwertes der axialen Stellkraft Fa darstellt. Da der Ist-Verlauf Faist der axialen Stellkraft Fa den oberen Verlauf Fatho zum Zeitpunkt T2 überschreitet, wird der radiale Druck p des Hydraulikfluids ab dem Zeitpunkt T2 in dargestelltem Umfang rampenförmig bis zu einem Zeitpunkt T3 auf ein Druckniveau p(T3) angehoben. Mit Erreichen des Druckniveaus p(T3) unterschreitet der Ist-Ver lauf Faist der axialen Stellkraft Fa den oberen Verlauf Fatho der axialen Stellkraft Fa, weshalb der Druck p ab dem Zeitpunkt T3 auf dem Druckniveau p(T3) belassen wird.

Zu einem späteren Zeitpunkt T4 überschreitet der Ist-Verlauf Faist der axialen Stell kraft wiederum den oberen Verlauf Fatho, weshalb der radiale Druck p des Hydraulik fluids ab dem Zeitpunkt T4 rampenförmig bis zu einem Zeitpunkt T5 angehoben wird. Zum Zeitpunkt T5 weist der radiale Druck p ein Druckniveau p(T5) auf, zu dem der Ist-Verlauf Faist der axialen Stellkraft Fa den oberen Verlauf Fatho wieder unter schreitet. Aus diesem Grund wird der radiale Druck p ab dem Zeitpunkt T5 auf dem Druckniveau p(T5) belassen.

Für den Fall, dass der Ist-Verlauf Faist den unteren Verlauf Fathu unterschreitet, wird der radiale Druck p in nicht näher dargestelltem Umfang solange vorzugsweise rampenförmig reduziert, bis der Ist-Verlauf Faist wieder zwischen dem unteren Ver lauf Fathu und dem oberen Verlauf Fatho der axialen Stellkraft Fa verläuft.

Tritt jedoch der Fall auf, dass der radiale Druck p nicht ausreicht, um die axiale Stell kraft Fa in vorbeschriebenem Umfang zu reduzieren, ist in der adaptiven Regelung ein Verlauf Faomax hinterlegt, oberhalb dem an der Keilhülse 43 jeweils eine axiale Stellkraft Fa anliegt, die eine unerwünschte Spanbildung während der Fierstellung der Presspassung begünstigt. Dabei weist der Verlauf Faomax vorliegend ab einem Zeitpunkt T6 einen konstanten Wert Famax auf, oberhalb dem plastisches Fließen im Bereich der Keilhülse 43 und/oder im Bereich des Planetenbolzens 42 und/oder im Bereich des Planetenträgers 34 auftritt, wenn die Keilhülse 43 mit Axialkräften größer als der Wert Fmax beaufschlagt wird. Der Bereich der axialen Stellkraft Fa, in dem eine Spanbildung begünstigt ist, liegt vorliegend oberhalb des Verlaufes Faomax und unterhalb des Wertes Famax der axialen Stellkraft Fa.

Während des Fügeprozesses, der den in Fig. 9 dargestellten Verläufen zugrunde liegt und der wiederum zum Zeitpunkt T1 startet, übersteigt der Ist-Verlauf Faist den oberen Verlauf Fatho zu einem Zeitpunkt T7. Mit Überschreiten des oberen Verlaufes Fatho wird wiederum der radiale Druck p ab dem Zeitpunkt T7 zunächst bis zu einem Zeitpunkt T8 rampenförmig angehoben. Da der Druckanstieg bis zum Zeitpunkt T8 nicht die gewünschte Reduzierung der axialen Stellkraft Fa bewirkt und der Ist-Ver lauf Faist zum Zeitpunkt T8 einen weiteren oberen Verlauf Fathomax überschreitet, wird der radiale Druck p ab dem Zeitpunkt T8 mit größerem Gradienten in Richtung eines maximalen Druckwertes pmax angehoben, den der radiale Druck p zu einem Zeitpunkt T9 erreicht. Ab dem Zeitpunkt T9 wird der radiale Druck p konstant auf dem maximalen Druckwert pmax belassen. Im vorliegend betrachteten Fall bewirkt der maximale Druckwert pmax, dass der Ist-Verlauf Faist den oberen maximalen Verlauf Fathomax zu einem Zeitpunkt T10 unterschreitet.

Dieses Ereignis löst eine rampenförmige Reduzierung des radialen Druckes p ausge hend vom maximalen Druckwert pmax aus. Da der Ist-Verlauf Faist den oberen Ver lauf Fatho zu einem Zeitpunkt T11 unterschreitet, wird der radiale Druck p ab dem Zeitpunkt T 11 konstant auf dem Druckniveau p(T 11 ) belassen und die Keilhülse 43 weiter zwischen den Planetenträger 34 und den Planetenbolzen 42 eingeschoben, bis die Presspassung endgültig hergestellt ist.

Bezuqszeichenliste

Hauptdrehachse

Gasturbinentriebwerk

Kern

Lufteinlass

Niederdruckverdichter

Hochdruckverdichter

Verbrennungseinrichtung

Hochdruckturbine

Bypassschubdüse

Niederdruckturbine

Kernschubdüse

Triebwerksgondel

Bypasskanal

Schubgebläse

Stützstruktur

Welle, Verbindungswelle

Verbindungswelle

Sonnenrad A Zahnprofil des Sonnenrades

Getriebe, Planetengetriebe

Planetenrad

Planetenträger

Gestänge

Hohlrad

Vorrichtung

Presseinrichtung

Bauteil, Planetenbolzen

Spannelement

Spannelement

Aktor

Stellelement 47 Deckelelement

48 Gehäusebereich des Aktors

49, 50 gehäuseseitiger Anschlag

51 Mutter

52 vergrößerter Durchmesserbereich des Stellelementes

53, 54 Seite des Planetenträgers und des Lagerbolzens 55A bis 56 B Distanzelement

57 äußerer Umfang des Spannelementes 23

58 innerer Durchmesser des Spannelementes 23

59, 60 Seite des Spannelementes 23 61 kegelförmige Außenkontur des Lagerbolzens 62 Leitung des Lagerbolzens

63 Leitung des Stellelements

64 Leitung des Spannelementes 23 66 innerer Durchmesser der Bohrung

67 Bohrung des Planetenträgers 34

68 Außendurchmesser des Planetenbolzens 42 111 Kernstrom 122 Bypassstrom

A, B axiale Richtung X axiale Strömungsrichtung

Fa axiale Stellkraft

Fau, Farn, Fao Verlauf der Stellkraft

Faist Ist-Verlauf der axialen Stellkraft

Fath theoretischer Verlauf der axialen Stellkraft

Fatho oberer Verlauf des theoretischen Verlaufes der axialen Stellkraft

Fathu unterer Verlauf des theoretischen Verlaufes der axialen Stell kraft

Fathomax maximaler oberer Verlauf des theoretischen Verlaufes der axia len Stellkraft Faomax Verlauf eines maximalen oberen Grenzwertes der axialen Stell kraft

Famax maximaler Wert der axialen Stellkraft

P radialer Druck des Hydraulikfluids pmax maximaler Druckwert des radialen Drucks des Hydraulikfluids

P(T1), p(T3), P(T5), p(T11 ) diskreter Druckwert T1 bis T11 diskreter Zeitpunkt t Betriebszeit