WO2008074560A2 - Verfahren zur herstellung eines synchronringes einer synchronisiereinrichtung - Google Patents

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rolling
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synchronizer ring
synchronizer
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/025—Synchro rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00—Manufacturing; Assembly

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a synchronizer ring, in particular a synchronous intermediate ring for a synchronizing a gearbox, having an annular axis extending around an axis of symmetry, which has an inner friction surface and / or an outer friction surface for frictional start against a friction partner. Furthermore, the present invention relates to a synchronizer ring, in particular a synchronizer intermediate ring for a synchronizer, which is produced by means of a method comprising a rolling of the inner friction surface and / or the outer friction surface.
  • a chipless manufactured synchronizer ring for a synchronizer of a motor vehicle transmission comprises a molded from a metal sheet and substantially conical annular body with a conical to the axis of symmetry of the annular body extending outer friction surface and an axis of symmetry of the annular body conically extending inner friction surface.
  • the synchronizer ring is provided at least on one of said friction surfaces with at least one oil groove, wherein the friction surface itself is formed from the material of the annular body and wherein the oil groove is formed without cutting in the friction surface.
  • the oil grooves extend from a first axial end of the friction surface to a second axial end of the friction surface, and deviate in the longitudinal direction of the oil grooves from the direction of the symmetry axis and from the circumferential direction of the synchronizer ring.
  • the oil grooves have at least one axially open end, which terminates with one of the axial ends of the friction surface.
  • synchronizer rings have oil grooves, which are incorporated in a non-cutting forming passage in the friction surface, wherein the friction surface is formed from the material of the sheet itself.
  • the oil grooves may be introduced by embossing into the sheet stock prior to passing the cone-shaped ring or by rolling into an annular hollow body. This eliminates according to the prior art, the costs incurred to subsequently provide friction linings, for example made of sintered metal or a paper material by embossing operations with grooves. These friction linings are applied to the friction surface of the synchronizer ring, which is associated with the synchronizer ring according to the invention for forming a friction pairing.
  • the introduction of the grooves is integrated into the sequence of operations of the molding process of the synchronizer ring and therefore does not require additional steps to incorporate the oil grooves in the friction surfaces, for example by a machining process.
  • the synchronizer rings are further processed after passing through, ie after the sheet metal forming process by grinding. Furthermore, a curing process is usually necessary to give the synchronizer ring the hardness required for later use.
  • the invention includes the technical teaching that the method comprises the steps of providing a starting work piece for forming processing, forming the starting work piece to form at least the basic structure of the ring body, and re-rolling the ring body by means of a rolling process, wherein the finish rolling at least one rolling processing of the inner friction surface and / or the outer friction surface concerns.
  • the inventive method for producing a synchronizer ring offers the advantage that the method is constructed only of simple, mass production suitable and inexpensive process steps. An elaborate Grinding of the inner friction surface and the outer friction surface is eliminated, since the rolling according to the present invention is used for finishing the synchronizer ring.
  • the inventive method for producing a synchronizer ring which lends itself in particular for the production of a synchronous intermediate ring, consists only of forming process steps, and the synchronizer ring is made without cutting to its final applicability.
  • the method of ring rolling is used for the production of seamless rings, wherein a pre-ring is made by upsetting and centric punching from an initial workpiece.
  • the starting work can take place in the form of a pre-ring by a forming process of a sheet metal material, wherein the synchronizing ring of known type has a conical shape.
  • This conical shape can be produced by a penetration, a collar or deep drawing process, wherein a forging process represents a possible process variant for producing the starting workpiece with a ring structure with a conical profile.
  • the method for producing a synchronizer ring is not limited to any specific forming technique, but merely describes the rolling in the form of a rolling operation of at least the inner friction surface and / or the outer friction surface to substitute a machining operation.
  • the invention is not limited to a specific rolling process, but it is any type of Nachwalzens or rolling for finishing conceivable, which is suitable, a grinding of the synchronizer ring for producing the ready geometric shape and its surface of the ring body and in particular the inner and outer friction surface completely replace.
  • the method according to the present invention includes a machining, in particular further Surface and geometric configurations of a synchronizer ring not basically.
  • a hardening process is applied after the rolling of the annular body.
  • the hardening process follows the last forming process step, wherein also an intermittent hardening represents a possible sequence of the process steps.
  • the hardening process may include various hardening principles, which depends on the choice of the workpiece material.
  • conversion hardening can also find application as well as precipitation hardening, wherein the hardening method is used in particular in such a way that a negative influence on the surface of the annular body is avoided.
  • the Nachwalzens at least the inner friction surface and / or the outer friction surface is brought into the final use of the annular body as a synchronizer ring geometric shape.
  • re-rolling enables creation of geometrical inaccuracy and surface finish, which qualifies re-rolling as the last step in the production of the synchronizer ring.
  • the rolling is carried out at room temperature in order to achieve a work hardening of the material of the annular body.
  • the cold post-rolling or cold rolling describes a rolling process below the recrystallization temperature of the material of the annular body. As a result, the material undergoes strain hardening, whereby a hardness increase of the ring body can be achieved.
  • a Hohnbacter is applied to honing at least the inner friction surface and / or the outer friction surface.
  • the scorn method is not applied according to the idea of the present invention as a substitution method for grinding, but serves only to optimize the surface quality of the friction surfaces and is thus intended to improve dimensional and dimensional accuracy and primarily to improve the tribological surface properties of the grinding surfaces of the annular body.
  • the starting surface for honing may therefore be the rolled surface.
  • the rolling is carried out as profiling to roll in the inner friction surface and / or in the outer friction surface at least one Nutengeometrie.
  • the introduction of the groove geometry is used to improve the lubricating behavior of the oil used, since the groove geometries act as oil grooves, so that the oil for lubrication of the friction surfaces in the grooves collect and can be dissipated by this from the friction surface and is also provided for lubricating the friction surface
  • the configuration of the groove geometries introduced as oil grooves in the friction surfaces can comprise a plurality of oil grooves distributed on the circumference of the annular body, extending in a straight line or oriented obliquely to the circumferential direction of the synchronizer ring.
  • the oil grooves can be arranged arbitrarily to each other, for example, crossing each other. Further, there is the possibility that the friction surface has a plurality of distributed on its circumference, extending in a straight line and obliquely aligned with the circumferential direction of the synchronizer ring oil grooves, which are aligned parallel to each other.
  • the friction surface may further comprise a plurality of circumferentially distributed helical or helical or circumferential oil grooves.
  • the groove geometry is advantageously formed in the form of longitudinal oil grooves extending in the circumferential direction of the annular body. It is also possible that the groove geometry is formed in the form of transverse oil grooves, which extend in the direction or at an angle to the axis of symmetry.
  • the cross-sectional shape of the grooves is arbitrary and depending on the requirements of the synchronizer ring selectable. However, rounded cross-sectional shapes of the oil grooves are to be preferred in order to avoid any core stresses that may occur in operation in the groove bottom.
  • each individual groove can have a variable depth or a variable cross section in its course.
  • the cross section of a groove can extend or reduce in its course from the smaller to the larger cone diameter of the synchronizer ring.
  • Such a reduction is possible by changing the groove depth and / or the groove width in the course of the groove.
  • the circumferentially oriented annular grooves serve as an oil reservoir, for example, to avoid a lack of lubrication of the friction pair, wherein in the transverse grooves formed in the circumferential direction of the oil grooves absorb the oil for lubrication or release into the lubrication gap.
  • the present invention further relates to a synchronizer ring, in particular a synchronous intermediate ring for a synchronizer of a gearbox with an annular axis extending around an axis of symmetry, which has an inner friction surface and / or an outer friction surface for frictional start against a friction partner, wherein the annular body by means of a Method, comprising a rolling of the inner friction surface and the outer friction surface is made.
  • the material of the annular body has a structure formed by a rolling process and / or the surface of the inner friction surface and / or the outer friction surface of a structure formed by a rolling process.
  • the microstructure, which according to the invention the synchronizer ring can be formed as a work-hardened microstructure, which as an essential distinguishing criterion of a synchronizer ring according to the invention, which is finished by a rolling process, are used.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of a means of the invention
  • FIG. 2 shows a synchronizer ring according to the illustration in FIG. 1, but with the latter having transverse oil grooves;
  • FIG. 3 shows a side view of a synchronizer ring according to the embodiment of FIG. 2.
  • the synchronizer ring 1 shown in FIG. 1 is designed as a synchronous intermediate ring and essentially comprises an annular body 3 which extends rotationally symmetrically about an axis of symmetry 2.
  • the basic structure of the synchronizer ring 1 corresponds to a cone-shaped annular portion, which is bounded in its inner side by an inner friction surface 4 and in its outer side by an outer friction surface 5.
  • the synchronizer ring 1 has longitudinal oil grooves 6, four longitudinal oil grooves 6 being provided on the inner friction surface 4, whereas the outer friction surface 5 comprises five longitudinal oil grooves.
  • the longitudinal oil grooves 6 extend in the circumferential direction in the inner and outer friction surfaces 4, 5 of the synchronizer ring 1.
  • the inner friction surface 4 and the outer friction surface 5 are according to the geometric configuration, such as this is shown in Figure 1, produced by a Nachwalzen.
  • the friction surfaces 4 and 5 designed according to the illustration have a surface quality as well as a dimensional and dimensional accuracy, so that the synchronizer ring 1 can be used directly with the surface processed by the rolling.
  • the synchronizer ring 1 Mit psychology 8, which extend in the installed state of the synchronizer ring 1 in corresponding recesses, for example, a coupling body in order to transmit the applied frictional torque in a known manner.
  • three driver projections 8 are provided distributed on the circumference and extend on the cone side of the synchronizer ring 1, which has the larger diameter of the cone.
  • FIG. 2 shows another embodiment of a synchronizer ring 1 according to the invention, which is brought by means of a Nachwalzens in the ready-to-use and final shape.
  • the synchronizer ring 1 essentially comprises an annular body 3, which extends around an axis of symmetry 2 around.
  • the annular body 3 is bounded on the inside by an inner friction surface 4 and on the outside by an outer friction surface 5, transverse oil grooves 7 being introduced in both the inner and outer friction surfaces 4 and 5, which extend uniformly over the circumference of the synchronizer body 1 ,
  • the groove direction of the transverse oil grooves 7 extends essentially in the direction of the axis of symmetry 2 or in a direction inclined at an angle to the symmetry axis 2.
  • FIG. 3 shows the geometric configuration of the transverse oil grooves 7 in a side view from the direction of the symmetry axis 2.
  • the synchronizer ring 1 has, as shown both on its inner friction surface 4 and on its outer friction surface 5 a plurality of transverse oil grooves 7, the synchronizer ring 1 with its annular body 3 assumes a rotationally symmetrical overall shape, which extends around the symmetry axis 2 around.
  • the transverse oil grooves 7 have a substantially rectangular cross-section, and are located alternately on the inner and on the endeavorreib Status 4th and 5. Thus, no transverse oil grooves 7 are directly opposite to avoid unnecessary cross-sectional reduction.
  • the synchronizer ring 1, as shown in FIG. 3 has three driver projections 8, which extend at an angle of 120 ° to each other on the front plane surface of the synchronizer ring 1.
  • the Querölnuten 7 extend to the Anformung the driver. 8
  • the invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiment. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Synchronringes (1), insbesondere eines Synchronzwischenringes für eine Synchronisiereinrichtung eines Schaltgetriebes, mit einem sich um eine Symmetrieachse (2) erstreckenden Ringkörper (3), welcher eine innere Reibfläche (4) und/oder eine äußere Reibfläche (5) zum reibbehafteten Anlauf gegen einen Reibpartner aufweist, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte umfasst: - Bereitstellen eines Ausgangswerkstückes zur umformtechnischen Bearbeitung; - Umformen des Ausgangswerkstückes, um zumindest die Grundstruktur des Ringkörpers (3) zu bilden; - Nachwalzen des Ringkörpers (3) mittels eines Walzverfahrens, wobei das Nachwalzen zumindest eine Walzbearbeitung der inneren Reibfläche (4) und/oder der äußeren Reibfläche (5) umfasst.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Verfahren zur Herstellung eines Synchronringes einer Synchronisiereinrichtung
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Synchronringes, insbesondere eines Synchronzwischenringes für eine Synchronisiereinrichtung eines Schaltgetriebes, mit einem sich um eine Symmetrieachse erstreckenden Ringkörper, welcher eine innere Reibfläche und/oder eine äußere Reibfläche zum reibbehafteten Anlauf gegen einen Reibpartner aufweist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Synchronring, insbesondere einen Synchronzwischenring für eine Synchronisiereinrichtung, welcher mittels eines Verfahrens, umfassend ein Nachwalzen der inneren Reibfläche und/oder der äußeren Reibfläche, hergestellt ist.
Stand der Technik
Aus der Offenlegungsschrift DE 198 58 987 A1 ist ein spanlos gefertigter Synchronring für eine Synchronisiereinrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes bekannt. Dieser umfasst einen aus einem Blech geformten und im Wesentlichen konisch ausgebildeten Ringkörper mit einer zur Symmetrieachse des Ringkörpers konisch verlaufenden äußeren Reibfläche und einer zur Symmetrieachse des Ringkörpers konisch verlaufenden inneren Reibfläche. Der Synchronring ist zumindest an einer der genannten Reibflächen mit wenigstens einer Ölnut versehen, wobei die Reibfläche selbst aus dem Material des Ringkörpers ge- bildet ist und wobei die Ölnut spanlos in die Reibfläche eingebracht ist. Die Ölnuten erstrecken sich von einem ersten axialen Ende der Reibfläche zu einem zweiten axialen Ende der Reibfläche, und weichen in Längsrichtung der Ölnuten von der Richtung der Symmetrieachse sowie von der Umfangsrichtung des Synchronringes ab. Die Ölnuten weisen dabei wenigstens ein axial offenes Ende auf, das mit einem der axialen Enden der Reibfläche abschließt.
Weitere gattungsgemäße Synchronringe weisen Ölnuten auf, welche in einem spanlosen Umformgang in die Reibfläche eingearbeitet werden, wobei die Reibfläche aus dem Material des Bleches selbst gebildet ist. Gemäß des hierin offenbarten Verfahrens zur Herstellung des Synchronringes können die Ölnuten durch Prägen in das Blech- Ausgangsmaterial vor dem Durchstellen des konusförmigen Ringes oder durch Rollieren in einen ringförmigen Hohlkörper eingebracht werden. Damit entfallen gemäß dem Stand der Technik die Kosten, die entstehen, um Reibbeläge, zum Beispiel aus Sintermetall oder einem Papierwerkstoff nachträglich durch Prägevorgänge mit Nuten zu versehen. Diese Reibbeläge werden auf die Reibfläche des Synchronringes aufgetragen, der den erfindungsgemäßen Synchronring zur Bildung einer Reibpaarung zugeordnet ist. Somit ist die Einbringung der Nuten in die Arbeitsfolge des Formvorgangs des Synchronringes integriert und macht daher keine zusätzlichen Arbeitsschritte erforderlich, um die Ölnuten beispielsweise durch ein spanendes Verfahren in die Reibflächen einzuarbeiten.
Bei einem derartigen Verfahren zur Herstellung eines Synchronringes entsteht jedoch das Problem, dass der Synchronring und insbesondere die Reibflächen des Synchronringes spanend nachbearbeitet werden müssen. Bei einem Blech umform verfahren, bei dem der Synchronring durch ein Abstreckziehen, ein Tiefziehen, einem Durchdrücken oder einem ähnlichen Verfahren hergestellt wird, entstehen Oberflächen am Bauteil, welche zur Bildung einsatzfertiger Reibflächen spanend nachbearbeitet werden müssen. Die spanende Nachbearbeitung umfasst insbesondere ein Schleifverfahren, wobei die geschliffene Oberfläche häufig noch durch ein Hohnverfahren endbearbeitet wird. Werden die Ölnuten in die Reibfläche des Synchronringes eingeprägt, so ent- stehen zudem erhebliche Formabweichungen, welche ebenfalls eine spanende Nachbearbeitung erfordern. Werden die Ölnuten in Abhängigkeit von der verwendeten Fertigungstechnologie zur Herstellung der Synchronringe durch ein Einprägen in das Blech- Ausgangswerkstück vor dem Durchstellen des konus- förmigen Ringes eingebracht, so werden die Synchronringe nach dem Durchstellen, also nach dem Blechumformverfahren durch ein Schleifen weiter bearbeitet. Ferner ist in der Regel ein Härteverfahren notwendig, um dem Synchronring die für den späteren Einsatz erforderliche Härte zu verleihen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Synchronringes einer Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe zu schaffen, welches wenige Verfahrensschritte umfasst, wobei das Verfahren auf einfachen und massenfertigungsgeeigneten Verfahrensschritten basiert, um aufwendige Fertigungsverfahren zu ersetzen.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung eines Synchronringes einer Synchronisiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprü- chen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Verfahren die Schritte des Bereitstellens eines Ausgangswerkstückes zur umformtechnischen Bearbeitung, das Umformen des Ausgangswerkstückes, um zumindest die Grund- struktur des Ringkörpers zu bilden, sowie das Nachwalzen des Ringkörpers mittels eines Walzverfahrens umfasst, wobei das Nachwalzen zumindest eine Walzbearbeitung der inneren Reibfläche und/oder der äußeren Reibfläche betrifft.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Synchronringes bietet den Vorteil, dass das Verfahren lediglich aus einfachen, massenproduktionstauglichen und preiswerten Verfahrensschritten aufgebaut ist. Ein aufwendiges Schleifen der inneren Reibfläche und der äußeren Reibfläche entfällt, da das Nachwalzen gemäß der vorliegenden Erfindung zur Endbearbeitung des Synchronringes herangezogen wird. Somit besteht das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Synchronringes, welches sich insbesondere zur Her- Stellung eines Synchronzwischenringes anbietet, lediglich aus umformtechnischen Verfahrensschritten, und der Synchronring ist bis zu seiner endgültigen Einsetzbarkeit spanlos gefertigt.
Es können verschiedene Walzverfahren für das Nachwalzen in Betracht gezo- gen werden, so dass beispielsweise ein Ringwalzen, ein Radial-Axial-Walzen oder ein Domwalzen eine mögliche Verfahrensvariante darstellt. Das Verfahren des Ringwalzens dient zur Herstellung nahtloser Ringe, wobei durch ein Stauchen und zentrisches Lochen aus einem Ausgangswerkstück ein Vorring gefertigt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Ausgangswerkstück in Form eines Vorringes durch ein Umformverfahren eines Blech Werkstoffes erfolgen, wobei der Synchronring nach bekannter Bauart eine konische Form aufweist. Diese konische Form kann durch ein Durchstellen, ein Kragen- oder Tiefziehvorgang hergestellt werden, wobei auch ein Schmiedeverfahren eine mögliche Verfahrensvariante zur Herstellung des Ausgangswerkstückes mit einer Ringstruktur mit konischem Profil darstellt. Allgemein ist das Verfahren zur Herstellung eines Synchronringes auf keine spezifische Umformtechnik beschränkt, sondern beschreibt lediglich das Nachwalzen in Form einer Walzbearbeitung zumindest der inneren Reibfläche und/oder der äußeren Reibfläche, um eine spanende Bearbeitung zu substituieren.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf ein spezifisches Walzverfahren, sondern es ist jede beliebige Art des Nachwalzens oder Walzens zur Endbearbeitung denkbar, welches geeignet ist, eine Schleifbearbeitung des Synchronringes zur Herstellung der einsatzfertigen geometrischen Gestalt sowie deren Oberfläche des Ringkörpers und insbesondere der inneren und äußeren Reibfläche vollständig zu ersetzen. Jedoch schließt das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine spanenden Bearbeitung, insbesondere weiterer O- berflächen und geometrische Ausgestaltungen eines Synchronringes nicht grundsätzlich aus.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird nach dem Nachwalzen des Ringkörpers ein Härteverfahren angewendet. Das Härteverfahren schließt sich dem letzten formgebenden Verfahrensschritt an, wobei auch ein intermittierendes Härten eine mögliche Ablauffolge der Verfahrensschritte darstellt. Das Härteverfahren kann verschiedene Härteprinzipien umfassen, welche von der Wahl des Werkstückwerkstoffes abhängig ist. So kann ein Umwandlungshärten ebenso Anwendung finden wie auch ein Ausscheidungshärten, wobei das Härteverfahren insbesondere derart angewendet wird, dass eine negative Beeinflussung der Oberfläche des Ringkörpers vermieden wird.
Vorteilhafterweise wird mittels des Nachwalzens wenigstens die innere Reibfläche und/oder die äußere Reibfläche in die zum Einsatz des Ringkörpers als Synchronring endgültige geometrische Gestalt gebracht. Anders ausgedrückt, ermöglicht das Nachwalzen die Schaffung einer Geometriegenauigkeit und einer Oberflächengüte, welche das Nachwalzen als letzten Verfahrensschritt zur Herstellung des Synchronringes qualifiziert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Nachwalzen bei Raumtemperatur ausgeführt, um eine Kaltverfestigung des Werkstoffes des Ringkörpers zu erzielen. Das Kaltnach- walzen bzw. das Kaltwalzen beschreibt dabei ein Walzvorgang unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Materials des Ringkörpers. Dadurch erfährt das Material eine Kaltverfestigung, wodurch eine Härtesteigerung des Ringkörpers erzielbar ist.
Aus fertigungstechnischen Gründen ist von besonderem Vorteil, dass nach dem Nachwalzen ein Hohnverfahren angewendet wird, um wenigstens die innere Reibfläche und/oder die äußere Reibfläche zu honen. Das Hohnverfahren wird nach dem Gedanken der vorliegenden Erfindung nicht als Substitutionsverfahren zum Schleifen angewendet, sondern dient lediglich der Optimierung der Oberflächengüte der Reibflächen und ist somit zur Verbesserung von Maß- und Formgenauigkeiten sowie vorwiegend zur Verbesserung der tribologischen Oberflächeneigenschaften der reibenden Oberflächen des Ringkörpers gedacht. Die Ausgangsoberfläche für das Honen kann daher die gewalzte Oberfläche sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Nachwalzen als Profilierwalzen ausgeführt, um in die innere Reibfläche und/oder in die äußere Reibfläche wenigstens eine Nutengeometrie einzuwalzen. Das Einbringen der Nutengeometrie dient zur Verbesserung des Schmierverhaltens des verwendeten Öls, da die Nutengeometrien als Ölnuten wirken, so dass sich das Öl zur Schmierung der Reibflächen in den Nuten sammeln und durch diese aus der Reibfläche abgeführt werden kann und zugleich zur Schmierung der Reibfläche bereitgestellt wird. Die Ausgestaltung der als Ölnuten eingebrachten Nutengeometrien in den Reibflächen kann mehrere auf dem Umfang des Ringkörpers verteilte, in sich geradlinig verlaufende oder schräg zur Umfangsrichtung des Synchronringes ausgerichtete Ölnuten umfassen. Die Ölnuten können dabei beliebig zueinander, zum Beispiel einander kreuzend angeordnet sein. Ferner besteht die Möglichkeit, dass die Reibfläche mehrere an ihrem Umfang verteilte, in sich gradlinig verlaufende und schräg zur Umfangsrichtung des Synchronringes ausgerichtete Ölnuten aufweist, die parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Reibfläche kann ferner mehrere auf ihrem Umfang verteilte spiralförmig oder schraubenförmig verlaufende oder umlaufende Ölnuten aufweisen.
Ferner besteht die Möglichkeit, dass auf vorteilhafte Weise die Nutengeometrie in Gestalt von in Umfangsrichtung des Ringkörpers verlaufenden Längsölnuten ausgebildet ist. Ferner besteht die Möglichkeit, dass die Nutengeometrie in Gestalt von Querölnuten ausgebildet ist, welche in Richtung oder unter einem Winkel zur Symmetrieachse verlaufen. Die Querschnittsform der Nuten ist da- her beliebig und in Abhängigkeit von den Anforderungen des Synchronringes wählbar. Zu bevorzugen sind jedoch verrundete Querschnittsformen der Ölnu- ten, um eventuell in Betrieb auftretende Kernspannungen im Nutengrund zu vermeiden. Um eine Pump- bzw. Stauwirkung zu erzielen, kann jede einzelne Nut in ihrem Verlauf eine veränderliche Tiefe bzw. einen veränderlichen Querschnitt aufweisen. So kann sich der Querschnitt einer Nut in ihrem Verlauf vom kleineren zum größeren Konusdurchmesser des Synchronringes erweitern oder reduzieren. Ein derartiges Reduzieren ist möglich, indem die Nuttiefe und/oder die Nutbreite im Verlauf der Nut verändert wird. Ferner besteht die Möglichkeit, die Ölnuten in wenigstens eine bevorzugt an ihrem axialen Ende der Reibfläche angeordnete sowie am Umfang umlaufende Ringnut münden zu lassen. Damit entsteht ein so genanntes Kreuznutsystem, welches besonders vorteilhafte tribologische Eigenschaften der Reibverhältnisse zwischen den Synchronringen ermöglicht. Somit dienen die in Umfangsrichtung ausgerichteten Ringnuten zum Beispiel als Ölspeicher, um eine Mangelschmierung der Reibpaarung zu vermeiden, wobei in den quer zu den in Umfangsrichtung ausgebildeten Längsnuten die Ölnuten das Öl zur Schmierung aufnehmen bzw. in den Schmierspalt abgeben.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Synchronring, insbesondere einen Synchronzwischenring für eine Synchronisiereinrichtung eines Schaltgetriebes mit einem sich um eine Symmetrieachse erstreckenden Ringkörper, welcher eine innere Reibfläche und/oder eine äußere Reibfläche zum reibbehafteten Anlauf gegen einen Reibpartner aufweist, wobei der Ringkörper mit- tels eines Verfahrens, umfassend ein Nachwalzen der inneren Reibfläche und der äußeren Reibfläche hergestellt ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Synchronringes weist der Werkstoff des Ringkörpers eine durch ein Walzverfahren aus- gebildete Gefügestruktur und/oder die Oberfläche der inneren Reibfläche und/oder der äußeren Reibfläche eine durch ein Walzverfahren ausgebildete Struktur auf. Die Gefügestruktur, welche erfindungsgemäß den Synchronring kennzeichnet, kann als eine kaltverfestigte Gefügestruktur ausgebildet sein, welche als wesentliches Unterscheidungskriterium eines erfindungsgemäßen Synchronringes, welcher durch ein Walzverfahren endbearbeitet ist, herangezogen werden.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 eine Querschnittsansicht eines mittels des erfindungsgemäßen
Verfahrens hergestellten Synchronzwischenringes mit einer Struktur von eingebrachten Längsölnuten;
Figur 2 einen Synchronring gemäß der Darstellung in Figur 1 , wobei die- ser jedoch Querölnuten aufweist; und
Figur 3 eine Seitenansicht eines Synchronringes gemäß der Ausführung aus Figur 2.
Der in Figur 1 gezeigte Synchronring 1 ist als Synchronzwischenring ausgebildet und umfasst im Wesentlichen einen Ringkörper 3, welcher sich rotationssymmetrisch um eine Symmetrieachse 2 erstreckt. Die Grundstruktur des Synchronringes 1 entspricht einem konusförmigen Ringabschnitt, welcher in seiner Innenseite durch eine innere Reibfläche 4 und in seiner Außenseite durch eine äußere Reibfläche 5 begrenzt ist. In der inneren Reibfläche 4 sowie in der äußeren Reibfläche 5 weist der Synchronring 1 Längsölnuten 6 auf, wobei auf der inneren Reibfläche 4 vier Längsölnuten 6 vorgesehen sind, wohingegen die äußere Reibfläche 5 fünf Längsölnuten umfasst.
Die Längsölnuten 6 erstrecken sich in Umfangsrichtung in den inneren bzw. äußeren Reibflächen 4, 5 des Synchronringes 1. Die innere Reibfläche 4 sowie die äußere Reibfläche 5 sind gemäß der geometrischen Ausgestaltung, wie diese in Figur 1 gezeigt ist, durch ein Nachwalzen hergestellt. Die gemäß der Darstellung ausgebildeten Reibflächen 4 und 5 weisen dabei eine Oberflächenqualität sowie eine Form- und Maßgenauigkeit auf, so dass der Synchronring 1 mit der durch das Nachwalzen bearbeiteten Oberfläche direkt eingesetzt werden kann. Ferner weist der Synchronring 1 Mitnehmeranformungen 8 auf, welche sich im eingebauten Zustand des Synchronringes 1 in korrespondierende Aussparungen beispielsweise eines Kupplungskörpers hinein erstrecken, um das aufgebrachte Reibmoment nach bekannter Art zu übertragen. Gemäß der Darstellung sind auf dem Umfang verteilt drei Mitnehmeranformun- gen 8 vorgesehen, welche sich an der Konusseite des Synchronringes 1 erstrecken, welche den größeren Durchmesser des Konus aufweist.
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Synchronringes 1 , welcher mittels eines Nachwalzens in die einsatzfertige und endgültige Form gebracht ist. Der Synchronring 1 umfasst im Wesentlichen einen Ringkörper 3, welcher sich um eine Symmetrieachse 2 herum erstreckt. Der Ringkörper 3 ist innenseitig durch eine innere Reibfläche 4 und außenseitig durch eine äußere Reibfläche 5 begrenzt, wobei sowohl in der inneren als auch in der äußeren Reibfläche 4 und 5 Querölnuten 7 eingebracht sind, wel- che sich gleichverteilt über den Umfang des Synchronkörpers 1 erstrecken. Die Nutrichtung der Querölnuten 7 verläuft im Wesentlichen in Richtung der Symmetrieachse 2 bzw. in einem unter einem Winkel zur Symmetrieachse 2 geneigten Richtung.
In Figur 3 ist die geometrische Ausgestaltung der Querölnuten 7 in einer Seitenansicht aus Richtung der Symmetrieachse 2 dargestellt. Der Synchronring 1 weist gemäß der Darstellung sowohl an seiner inneren Reibfläche 4 als auch an seiner äußeren Reibfläche 5 eine Vielzahl von Querölnuten 7 auf, wobei der Synchronring 1 mit seinem Ringkörper 3 insgesamt eine rotationssymmetrische Gestalt annimmt, welche sich um die Symmetrieachse 2 herum erstreckt. Die Querölnuten 7 haben einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt, und befinden sich abwechselnd auf der Innen- bzw. auf der Außenreibfläche 4 und 5. Somit stehen sich keine Querölnuten 7 direkt gegenüber, um eine nicht notwendige Querschnittsverringerung zu vermeiden. Ferner ist erkennbar, dass der Synchronring 1 gemäß der Darstellung in Figur 3 drei Mitnehmeranformun- gen 8 aufweist, welche sich in einem Winkel von jeweils 120° zueinander auf der vorderen Planfläche des Synchronrings 1 erstrecken. Die Querölnuten 7 erstrecken sich dabei bis in die Anformung der Mitnehmer 8.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
Bezugszeichen liste
Synchronring
Symmetrieachse
Ringkörper innere Reibfläche äußere Reibfläche
Längsölnuten
Querölnuten
Mitnehmeranformung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Synchronringes (1 ), insbesondere eines Synchronzwischenringes für eine Synchronisiereinrichtung eines Schaltgetriebes, mit einem sich um eine Symmetrieachse (2) erstreckenden Ringkörper (3), welcher eine innere Reibfläche (4) und/oder eine äußere Reibfläche (5) zum reibbehafteten Anlauf gegen einen Reibpartner aufweist, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte umfasst:
Bereitstellen eines Ausgangswerkstückes zur umformtechnischen Bearbeitung;
Umformen des Ausgangswerkstückes, um zumindest die Grundstruktur des Ringkörpers (3) zu bilden; - Nachwalzen des Ringkörpers (3) mittels eines Walzverfahrens, wobei das Nachwalzen zumindest eine Walzbearbeitung der inneren Reibfläche (4) und/oder der äußeren Reibfläche (5) umfasst.
2. Verfahren zur Herstellung eines Synchronringes (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Nachwalzen des Ringkörpers
(3) ein Härteverfahren angewendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Nachwalzens wenigstens die innere Reibfläche (4) und/oder die äußere Reibfläche (5) in die zum Einsatz des Ringkörpers (3) als Synchronring (1 ) endgültige geometrische Gestalt gebracht wird.
4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachwalzen bei Raumtemperatur ausgeführt wird, um eine Kaltverfestigung des Werkstoffes des Ringkörpers (3) zu erzie- len.
5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Nachwalzen ein Honverfahren angewendet wird, um wenigstens die innere Reibfläche (4) und/oder die äußere Reibfläche (5) zu honen.
6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachwalzen als Profilierwalzen ausgeführt wird, um in die innere Reibfläche (4) und/oder in die äußere Reibfläche (5) we- nigstens eine Nutengeometrie einzuwalzen.
7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutengeometrie in Gestalt von in Umfangsrichtung des Ringkörpers (3) verlaufenden Längsölnuten (6) ausgebildet ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutengeometrie (6) in Gestalt von Querölnuten (7) ausgebildet ist, welche in Richtung oder unter einem Winkel zur Symmetrieachse (2) verlaufen.
9. Synchronring (1 ), insbesondere ein Synchronzwischenring für eine Synchronisiereinrichtung eines Schaltgetriebes, mit einem sich um eine Symmetrieachse (2) erstreckenden Ringkörper (3), welcher eine innere Reibfläche (4) und/oder eine äußere Reibfläche (5) zum reibbehafteten
Anlauf gegen einen Reibpartner aufweist, wobei der Ringkörper (3) mittels eines Verfahrens, umfassend ein Nachwalzen der inneren Reibfläche (4) und/oder der äußeren Reibfläche (5), hergestellt ist.
10. Synchronring (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Ringkörpers (1 ) eine durch ein Walzverfahren ausgebildete Gefügestruktur und/oder die Oberfläche der inneren Reibfläche (4) und/oder der äußeren Reibfläche (5) eine durch ein Walzverfahren ausgebildete Struktur aufweist.
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