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Title:
METHOD FOR PRODUCING A BODY BELONGING TO A FRICTION PAIRING, AND BODY BELONGING TO A FRICTION PAIRING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/027453
Kind Code:
A1
Abstract:
A method is described for producing a body belonging to a friction pairing, for example a synchronizing ring (1) or an intermediate ring, for a synchronized manual gearbox or variable-speed gearbox, with a frictional surface (2) which serves to interact with a mating body and is formed from the sum of the contact surfaces (8) of a multiplicity of frictional bodies (3) which are separated from one another by grooves (4) running at an angle to the designated rotational movement of the body (1), said contact surfaces acting on the mating body in order to bring about synchronism therewith. In this case, it is provided that, in a first step, a body (14) is provided with frictional bodies (3) premanufactured close to the final shape, and, in a following step, the frictional surface (2) formed by the sum of the contact surfaces (8) of the frictional bodies (3) is adjusted during the course of a processing step in which material is removed from the frictional bodies (3) premanufactured close to the final shape. A body belonging to a frictional pairing, for example a synchronizing ring (1) or an intermediate ring, for a synchronized manual gearbox or variable-speed gearbox has a frictional surface (2) which serves to interact with a mating body and is formed from the sum of the contact surfaces (8) of a multiplicity of frictional bodies (3) which are separated from one another by grooves (4) running at an angle to the designated rotational movement of the body (1), which contact surfaces act on the mating body in order to bring about synchronism therewith. The contact surfaces (8) of the frictional bodies (3) are adjacent at their ends bounded by grooves (4) to the adjacent groove wall (6, 7') with a respective edge (12, 13) being formed with a maximum radius of 0.2 mm. Groove walls (6, 7') bounding the contact surface (8) of a frictional body (3) run parallel or virtually parallel to each other.

Inventors:
MUENSTER JUERGEN (DE)
GUMMERT HERMANN (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/061276
Publication Date:
March 05, 2009
Filing Date:
August 28, 2008
Export Citation:
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Assignee:
FUCHS KG OTTO (DE)
MUENSTER JUERGEN (DE)
GUMMERT HERMANN (DE)
International Classes:
F16D23/02
Foreign References:
DE4027885A11991-03-07
EP1524444A12005-04-20
EP0331264A11989-09-06
EP1429044A12004-06-16
DE102005048985A12007-04-19
GB2006352A1979-05-02
Attorney, Agent or Firm:
HAVERKAMP, Jens (Stefanstrasse 2, Iserlohn, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines zu einer Reibpaarung gehörenden Körpers, etwa eines Synchronringes (1 , 19) oder eines Zwischenringes, für ein synchronisiertes Schalt- oder Wechselgetriebe mit einer zum Zusammenwirken mit einem Gegenkörper dienenden Reibfläche (2, 20), gebildet aus der Summe der auf den Gegenkörper zum Herbeiführen eines Gleichlaufs auf diesen wirkenden Kon- taktflächen (8, 24) von einer Vielzahl von Reibkörpern (3, 21 ), die durch winklig zur vorgesehenen Rotationsbewegung des Körpers (1 , 19) verlaufende Nuten (4) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt ein Körper (14) mit endkonturnah vorgefertigten Reibkörpern (3, 21 ) bereitgestellt wird und in einem nachfolgenden Schritt die durch die Summe der Kontaktflächen (8, 24) der Reibkörper (3, 21 ) gebildete Reibfläche (2, 20) im Wege eines von den endkonturnah vorgefertigten Reibkörpern (3, 21 ) Material abtragenden Bearbeitungsschrittes eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der von den endkonturnah vorgefertigten Reibkörpern (3, 21 ) Material abtragende Bearbeitungsschritt dergestalt ausgeführt wird, dass zum Herbeiführen eines Exzentrizitätsausgleiches zwischen der die endkonturnah vorgefertigten Reibkörper (3, 21 ) verbindenden Mantelfläche (18) und einer weiteren Mantelfläche (16) des Körpers (14) der Materialabtrag an zumindest einigen von einander bezüglich der Rotationsachse des Körpers (14) diametral gegenüberliegenden vorgefertigten Reibkörpern (3, 21 ) ungleich ist, und zwar der- gestalt, dass die durch die Kontaktflächen (8, 24) der bearbeiteten

Reibkörper (3, 21 ) gebildete Reibfläche (2, 20) koaxial zu der weiteren Mantelfläche (16) des Körpers (1 , 19) verläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (14) zum Durchführen des Material abtragenden Bearbeitungsschrittes mit der Achse (15) seiner weiteren Mantelfläche (16) koaxial zur Rotationachse des für die Durchführung dieses Schrittes

eingesetzten Werkzeuges gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein solcher Körper (14) der Material abtragenden Bearbeitung unterworfen wird, dessen endkonturnah vorgefertigte

Reibkörper (3) aus demselben Werkstoff bestehen wie der Körper (14) selbst.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein solcher Körper (19) der Material abtragenden

Bearbeitung unterworfen wird, dessen endkonturnah vorgefertigte Reibkörper (21 ) als auf einer Konusfläche (22) des Körpers (19) aufgebrachter Reibbelag (23) ausgebildet sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die endkonturnah vorgefertigten Reibkörpern (21 ) bildende Reibbelag (23) im Wege eines Kunststoffspritzguss- oder -pressverfahrens auf die Konusfläche (22) des Körpers (19) aufgebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren als Spritzpressverfahren, insbesondere als Kernprägeverfahren durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung des Reibbelags (23) eine Duroplastmasse mit verschleißmindernden Zuschlagstoffen verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Duroplastmasse zerkleinerter Karbonfasern als verschleißmindern- den Zuschlagstoff enthält.

10. Zu einer Reibpaarung gehörender Körper, etwa ein Synchronring (1 , 19) oder ein Zwischenring, für ein synchronisiertes Schalt- oder Wechselgetriebe mit einer zum Zusammenwirken mit einem Ge- genkörper dienenden Reibfläche (2, 20), gebildet aus der Summe der auf den Gegenkörper zum Herbeiführen eines Gleichlaufs auf diesen wirkenden Kontaktflächen (8, 24) von einer Vielzahl von Reibkörpern (3, 21 ), die durch winklig zur vorgesehenen Rotations-

bewegung des Körpers (1 , 19) verlaufende Nuten (4) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (8, 24) der Reibkörper (3, 21 ) an ihren Nuten (4) begrenzten Enden unter Ausbildung jeweils einer Kante (12, 13) mit einem maximalen Radius von 0,2 mm an die benachbarten Nutenwand (6, 7') grenzen und die die Kontaktfläche (8, 24) eines Reibkörpers (3, 21 ) begrenzenden Nutenwände (6, 7') parallel oder quasi parallel zueinander verlaufen.

11. Körper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (8, 24) der Reibkörper (3, 21 ) in Umfangsrichtung der Reibfläche (2, 20) gesehen in einem solchen Radius gekrümmt sind, der dem Radius der die Kontaktflächen (8, 24) der Reibkörper (3, 24) verbindenden Mantelfläche - der Reibfläche (2, 20) - ent- spricht.

12. Körper nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung der Kontaktflächen (8, 24) und die diese begrenzende Nutenwände (6, 7') mit den Kanten (12, 13) das Resultat eines Ma- terial abtragenden Bearbeitungsschrittes der Reibkörper (3, 21 ) ist.

13. Körper nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Reibkörper (3, 21 ), ausgehend von einem ersten, die geringste Höhe aufweisenden Reibkörper (3, 21 ), bis zu einem Umkehrpunkt stetig und mit gleichbleibender Rate zunimmt und ab dem Umkehrpunkt bis zu dem ersten Reibkörper stetig und mit gleichbleibender Rate abnimmt, und zwar dergestalt, dass die Achse (17) der die Kontaktflächen (8, 24) der Reibkörper (3, 21 ) verbindenden Mantelfläche der Achse (15) der Mantelfläche (16) des die Reibfläche (2, 20) tragenden Körpers (1 , 19) entspricht.

14. Körper nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Kontaktflächen (8, 24) und diese begrenzende Nutenwände (6, 7') gebildeten Kanten (12, 13) der Reib- körper (3, 21 ) einen Radius aufweisen, der zwischen 0,01 und 0,1 mm beträgt.

15. Körper nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekenn-

zeichnet, dass die Reibkörper (21 ) aus einem ein oder mehrere verschleißmindernde Zuschlagsstoffe enthaltenden Reibbelag (23) gebildet sind.

16. Körper nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (23) ein Duroplast mit zerkleinerten Carbonfasern als verschleißmindernden Zuschlagsstoff ist.

Description:

Verfahren zum Herstellen eines zu einer Reibpaarung gehörenden Körpers sowie zu einer Reibpaarung gehörender Körper

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines zu einer Reibpaarung gehörenden Körpers, etwa eines Synchronringes oder eines Zwischenringes, für ein synchronisiertes Schalt- oder Wechselgetriebe mit einer zum Zusammenwirken mit einem Gegenkörper dienenden Reibfläche, gebildet aus der Summe der auf den Gegenkörper zum Herbeiführen eines Gleichlaufs auf diesen wirkenden Kontaktflächen von einer Vielzahl von Reibkörpern, die durch winklig zur vorgesehenen Rotationsbewegung des Körpers verlaufende Nuten voneinander getrennt sind. Ferner betrifft die Erfindung einen zu einer Reibpaarung gehörender Körper, etwa ein Synchronring oder ein Zwischenring, für ein synchronisiertes Schalt- oder Wechselgetriebe mit einer zum Zusammenwirken mit einem Gegenkörper dienenden Reibfläche, gebildet aus der Summe der aus dem Gegenkörper zum Herbeiführen eines Gleichlaufs auf diesen wirkenden Kontaktflächen von einer Vielzahl von Reibkörpern, die durch winklig zur vorgesehenen Rotationsbewegung des Körpers verlaufende Nuten voneinander getrennt sind.

Bei synchronisierten Schalt- oder Wechselgetrieben werden die kraft- schlüssig miteinander bei einem Gangwechsel zu verbindenden Wellen vor Herstellen des Kraftschlusses hinsichtlich ihrer Rotationsgeschwindigkeit synchronisiert. Zu diesem Zweck sind die einzelnen Gänge derartiger Getriebe einfach oder mehrfach synchronisiert. Zum Herstellen der Synchronisierung - des Gleichlaufes - werden Synchronringe verwendet. Die- se verfügen über eine Reibfläche, die zum Herstellen der gewünschten Synchronisierung beispielsweise auf das Gangrad als Gegenkörper wirkt. Der Gegenkörper verfügt zu diesem Zweck über einen mit der Reibfläche des Synchronringes zusammenwirkenden Konus. Beide Elemente sind gegeneinander bewegbar. Der Gleichlauf wird durch Andrücken des Syn- chronringes mit seiner Reibfläche an den Konus des Gegenkörpers, beispielsweise des Gangrades bewirkt und zwar durch Herstellen eines Reibschlusses zwischen den beiden Elementen. Beide Elemente der Reibpaarung befinden sich in einer ölumgebung.

Bei aus Messing hergestellten Synchronringen ist entweder die Konusfläche mit einem Belag beschichtet und verfügt über der Längsachse folgende Nuten oder, falls der Synchronring nicht beschichtet ist, sind in die Konusfläche derartige Nuten eingebracht oder dieser verfügt als öldurchbre- chende Struktur über ein in die Konusfläche eingebrachtes Gewinde. Ein solches Gewinde kann zusätzlich von die einzelnen Gewindegänge durchbrechenden axial ausgerichteten ölnuten zerteilt sein. Neben Synchronringen aus Messing sind auch Synchronringe aus einem gesinterten Stahlwerkstoff bekanntgeworden. Gemäß einer vorbekannten Ausgestal- tung derartiger Synchronringe ist die Reibfläche durch stegartige Reibkörper, die durch Rillen voneinander getrennt sind, gebildet. Die zur Längsachse des Synchronringes weisenden Oberflächen der Reibkörper bilden jeweils die eigentliche Kontaktfläche aus, die zur Anlage auf der Konusfläche des Gegenkörpers dient. Somit stellt die Summe der Kontaktflächen die Reibfläche eines solchen Synchronringes dar. Bei derartigen Synchronringen hat es sich jedoch gezeigt, dass zum Erzielen des gewünschten Reibschlusses mit dem Konus des Gegenkörpers relativ hohe Kräfte aufgewendet werden müssen.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren zum Herstellen eines einer Reibpaarung zugehörigen Körpers vorzuschlagen, mit dem derartige Körper hergestellt werden können, die grundsätzlich mit einer geringeren Kraft zum Erzielen des gewünschten Reibschlusses mit einem Gegenkörper gegen den Konus desselben gedrückt werden können. Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, einen solchen Körper vorzuschlagen.

Gelöst wird die verfahrensbezogene Aufgabe erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes, gattungsgemäßes Verfahren, bei dem in einem ersten Schritt ein Körper mit endkonturnah vorgefertigten Reibkörpern bereitgestellt wird und in einem nachfolgenden Schritt die durch die Summe der Kontaktflächen der Reibkörper gebildete Reibfläche im Wege eines von den endkonturnah vorgefertigten Reibkörpern Material abtragenden Bear- beitungsschrittes eingestellt wird.

Bei diesem Herstellungsverfahren werden in einem ersten Schritt die

Rθibkörper zunächst nur endkonturnah bereitgestellt, und zwar mit einem Aufmaß in radialer Richtung. Diese endkonturnah vorgefertigten Reibkörper weisen vor dem Durchführen des zweiten Schrittes eine größere Höhe (radiale Erstreckung) auf als nach Durchführen des zweiten Schrittes. Endkonturnah bedeutet im Zusammenhang mit diesen Ausführungen, dass die Kontur der die Reibkörper begrenzenden Nutenwände typischerweise vor Durchführen des zweiten Verfahrensschrittes bereits ihre Endkontur aufweisen. Die nach diesen Vorgaben vorgefertigten Reibkörper können einstückig mit dem Körper, beispielsweise dem Synchronring, durch Gießen, Schmieden oder Sintern ausgebildet worden sein. Gleichfalls ist es möglich, die endkonturnah vorgefertigten Reibkörper im Wege eines Reibbelages auf die diesbezügliche Konusfläche des Körpers aufgebracht zu haben, beispielsweise im Wege eines Spritzguss- oder Spritzpressverfahrens. Auch bei der Konzeption eines solchen, einen Reibbelag tragenden Körper als Teil einer Reibpaarung weisen die Reibkörper ein maßliches Aufmaß in radialer Richtung auf.

In einem zweiten Schritt erfolgt ein Materialabtrag in radialer Richtung der Reibkörper, wodurch die durch die Summe der Kontaktflächen der Reib- körper gebildete Reibfläche eingestellt wird. Im Zuge dieses Bearbeitungsschrittes wird die Höhe der einzelnen Reibkörper in radialer Richtung reduziert. Die Folge eines solchen Material abtragenden Bearbeitungsschrittes, der bei einem Körper, dessen Reibkörper aus Metall bestehen, typischerweise als spanender Bearbeitungsschritt ausgeführt werden dürf- te, ist, dass sich durch den Materialabtrag Kanten an den in der vorgesehenen Rotationsrichtung weisenden Enden der Kontaktflächen ausbilden, die als scharfkantig angesprochen werden können. Diese Kanten weisen einen Radius von maximal 0,2 mm auf. Vorzugsweise ist der Radius noch kleiner. Diese Kanten werden zwischen den Kontaktflächen und den an- grenzenden Nutenwänden gebildet. Die unmittelbare Folge dieses Materialabtrags unter Ausbildung der vorbeschriebenen Kanten ist, dass bei dem Prozess des Andrückens des Körpers, beispielsweise des Synchronringes, mit seiner Reibfläche an den Konus des Gegenkörpers der zwischen den Flächen befindliche ölfilm bereits mit einer geringeren Kraft durchbrochen werden kann, da sich bei einer derartigen Reibfläche die Ausbildung einer hydrodynamischen Schmierung zwischen den Kontaktflächen der Reibkörper und dem Konus des Gegenkörpers vermieden ist.

Dieses ist unmittelbare Folge der scharfkantigen Ausbildung der Kontaktflächenbegrenzungen. Die zwischen den Reibkörpern befindlichen Nuten weisen eine ausreichende Querschnittsfläche auf, um das an den Kanten der Reibkörper abgestreifte öl aufnehmen und wegführen zu können.

Die Material abtragende Bearbeitung der Reibkörper in radialer Bearbeitungsrichtung hat bei Verwendung eines drehend angetriebenen Bearbeitungswerkzeuges neben der vorbeschriebenen Kantenausbildung zur Folge, dass die Kontaktflächen der einzelnen Reibkörper gekrümmt sind, und zwar in einem Radius, der dem Radius der die Kontaktflächen verbindenden Mantelfläche - der eigentlichen Reibfläche - entspricht. Die Folge ist, dass die Reibkörper mit einer größtmöglichen Kontaktfläche an dem Konus des Gegenkörpers anliegen können, was wiederum die notwendige Kraft zum Herbeiführen eines Reibschlusses gegenüber vorbekannten Ausgestaltungen reduziert. Somit trägt der vorbeschriebene Material abtragende Bearbeitungsschritt der Reibkörper in zweierlei Hinsicht dazu bei, dass ein Reibschluss mit dem Konus des Gegenkörpers mit geringerer Kraft herbeigeführt werden kann.

Bei einem Körper, dessen Reibkörper durch einen auf die Konusfläche des Körpers aufgebrachten Reibbelags gebildet sind, bringt der Material abtragende Bearbeitungsschritt noch einen weiteren Vorteil mit sich. Durch den Material abtragenden Bearbeitungsschritt wird naturgemäß die ursprüngliche Oberfläche zur Ausbildung der Kontaktflächen abgetragen, so dass die verschleißmindernden Zuschlagstoffe, beispielsweise die zerkleinerten Carbonfasern zutage treten. Reibbeläge, die aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial hergestellt sind, weisen an ihrer Außenseite herstellungsbedingt einen Randbereich auf, in dem keine verschleißmindernde Zusatzstoffe oder diese in diesem Randbereich nur in einer untergeordneten Verteilungsdichte enthalten sind. Dies bedeutet, dass die Reibfläche eines solchen, einer Reibpaarung zugehörenden Körpers, in einer ersten Phase seines Betriebs einem größeren Verschleiß unterworfen ist als in einer späteren Phase, wenn sich diese Randschicht abgenutzt hat. Durch das vorbeschriebene Abtragen von Material in Rich- tung der Höhe der Reibkörper ist eine tribologische Veränderung durch Abtragen des bezüglich der Verteilungsdichte der verschleißmindernden Zuschlagsstoffe enthaltenen Randbereiches vermieden. Darüber hinaus

wird durch das mechanische Aufschließen des oder der verschleißmindernden Zusatzstoffe die Einstellung des mit dem Konus des Gegenkörpers gewünschten Reibschlusses verbessert, was sich wiederum kraftreduzierend auf das Einstellen des gewünschten Reibschlusses auswirkt.

Der Material abtragende Bearbeitungsschritt kann beispielsweise als spanender Bearbeitungsschritt oder im Wege eines Fräsprozesses durchgeführt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Material abtragende Bearbeitungsschritt nicht nur zum Einstellen der Reibfläche und zum Ausbilden der Kanten genutzt, sondern auch zur Kalibrierung des Körpers. Es ist nicht ungewöhnlich, dass die die endkonturnah vorgefertigten Reibkörper verbindende Mantelfläche exzentrisch zu der Achse einer weiteren Mantelfläche des Körpers angeordnet ist. Handelt es sich bei dem Körper beispielsweise um einen Synchronring mit einer innenliegenden Reibfläche stellt die Achse der äußeren Mantelfläche des Synchronringes die weiter Mantelfläche dar. Für einen bestimmungsgemäßen und möglichst verschleißfreien Betrieb eines solchen Synchronringes ist wünschenswert, wenn die Reibfläche und diese weitere Mantelfläche konzentrisch zueinander angeordnet sind, mithin die Achse der Reibfläche und diejenige der weiteren Mantelfläche koaxial sind. Im Zuge des Material abtragenden Bearbeitungsschrittes kann ein diesbezüglicher Exzentrizitätsausgleich vorgenommen werden. Dieses erfolgt, indem der Materialabtrag an zu- mindest einigen, einander bezüglich der Körperachse diametral gegenüberliegenden, vorgefertigten Reibkörpern ungleich ist, und zwar derart, dass durch diesen ein ungleich bezüglich der Reibkörper vorgesehener Materialabtrag eine Verschiebung der Achse der die Kontaktflächen verbindenden Mantelfläche zur Achse der weiteren Mantelfläche hin erfolgt, vorzugsweise so weit, dass beide Achsen koaxial sind. Erreichen lässt sich dieses beispielsweise dadurch, dass für die Durchführung des Material abtragenden Bearbeitungsschrittes der Körper, beispielsweise der Synchronring, mit der Achse seiner weiteren Mantelfläche, beispielsweise seiner Außenfläche, koaxial zur Rotationsachse des für die Durchführung des Material abtragenden Bearbeitungsschrittes eingesetzten Werkzeuges gehalten wird. Somit kann ohne weitere Bearbeitungsschritte notwendig zu machen, im Zuge der beiden vorbeschriebenen Schritte zudem eine

Konzentrizität zwischen Reibfläche und einer weiteren Mantelfläche des Körpers eingestellt werden.

Die vorrichtungsbezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen eingangs genannten gattungsgemäßen, zu einer Reibpaarung gehörenden Körper gelöst, bei dem die Kontaktflächen der Reibkörper an ihren Nuten begrenzten Enden unter Ausbildung jeweils einer Kante mit einem maximalen Radius von 0,2 mm an die benachbarten Nutenwand grenzen und die die Kontaktfläche eines Reibkörpers begrenzenden Nutenwände parallel oder quasi parallel zueinander verlaufen.

Das Vorsehen einer im Zuge dieser Ausführung als scharfkantig besprochenen Begrenzung der Kontaktflächen begünstigt, wie bereits vorstehend dargelegt, den ölabstreifprozess bei dem Erstellen eines Reibschlusses mit dem Konus eines Gegenkörpers. Die die Kontaktfläche eines Reibkörpers begrenzenden Nutenwände sind parallel oder quasi parallel zueinander verlaufend angeordnet. Dieses bedeutet, dass die Kontaktflächen mit der jeweils angrenzenden Nutenwand einen Winkel von 90° oder etwa 90° einschließen. Es hat sich gezeigt, dass ein solcher Winkel für den Prozess des ölabstreifens besonders günstig ist. Zudem hat sich gezeigt, dass bei einer solchen Ausgestaltung die Kontaktfläche in Rotationsrichtung des Körpers länger und die freie Querschnittsfläche der angrenzenden Nuten größer ist. Dieses wirkt sich positiv auf das Einstellen des gewünschten Reibschlusses mit einer gegenüber vorbekannten, zu einer Reibpaarung gehörenden Körpern geringeren Kraft aus.

Für den vorstehend beschriebenen Herstellungsprozess hat die Parallelität oder die quasi-Parallelität der eine Kontaktfläche in der vorgesehenen Rotationsrichtung begrenzenden Nutenwände zudem den Vorteil, dass durch den Material abtragenden Bearbeitungsschritt unabhängig von der jeweiligen Höhe der Reibkörper die Größe der Kontaktfläche gleich bleibt oder zumindest keine nennenswerte änderung erfährt. Dieses ist für eine Verfahrensausgestaltung, bei der auch ein Exzentrizitätsausgleich erfolgt, nicht unwesentlich. Die Parallelität oder quasi-Parallelität der die Kontakt- flächen der Reibkörper begrenzenden Nutenwände hat auch beim laufenden Betrieb eines solchen Körpers den Vorteil, dass ein Verschleiß nicht zu einer änderung der betragsmäßigen Größe der Summe der Kontaktflä-

chen zu Folge hat. Somit ändert sich im Zuge der Lebensdauer eines solchen Körpers, eingebaut in ein Schalt- oder Wechselgetriebe, die Haptik beim Wechseln eines Ganges unter Verwendung dieses Körpers nicht.

Der im Rahmen dieser Ausführung benutzte Begriff „quasi-Parallelität" bezieht sich auf die zumeist nur geringe Höhe der Reibkörper und umfasst solche Ausgestaltungen, bei denen die Kontaktflächen mit den jeweils angrenzenden Nutenwänden Winkel zwischen 85 und 95° einschließen, wobei bei Abweichungen von einem Winkel von 90° Abweichungen zum Stumpfen hin bevorzugt sind.

Der Begriff „Vielzahl von Reibkörpern" schließt solche Ausgestaltungen ein, bei denen die Reibkörper nach Art einer Mikrorillierung konzipiert sind, ebenso wie Ausgestaltungen, bei denen über die Konusfläche des Kör- pers in Umfangsrichtung derselben nur eine geringe Anzahl an, sich über einen größeren Winkelbetrag erstreckende Reibkörper angeordnet sind.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 : Eine perspektivische Ansicht eines Synchronringes mit einer innen liegenden Reibfläche,

Fig. 2: einen vergrößerten Ausschnitt der Reibfläche des Syn- chronringes der Figur 1 ,

Fig. 3a, 3b: den Synchronring der Figur 1 nach einem ersten Fertigungsschritt (Figur 3a) und nach einem anschließenden spanenden Bearbeitungsschritt (Figur 3b) und

Fig. 4: einen vergrößerten Ausschnitt der Reibfläche eines Synchronringes gemäß einer weiteren Ausgestaltung.

Ein Synchronring 1 verfügt über eine innen liegende, konisch verjüngte Reibfläche 2. Die Reibfläche 2 dient zum Kontaktieren des Konus eines

Gegenkörpers, beispielsweise eines Gangrades zum Herstellen eines

Gleichlaufes (einer Synchronisation) zwischen dem Gegenkörper und dem

Synchronring 1. Die Reibfläche 2 ist in Figur 1 nur schematisiert und ohne ihre nachfolgend beschriebene Strukturierung gezeigt. Die Reibfläche 2 ist aufgebaut aus einer Vielzahl von Reibkörpern 3, die voneinander durch in axialer Richtung des Synchronringes 1 verlaufende Nuten 4 getrennt sind (vgl. Figur 2). Die Reibkörper 3 und die Nuten 4 bilden über den Umfang ein Rillenmuster aus. Dabei stellen die Nuten 4 die Rillen und die Reibkörper 3 die dazwischen liegenden Erhöhungen dar. Die Nuten 4 weisen einen in Umfangsrichtung gesehen zum Teil gekrümmten Boden 5 auf, der sich kontinuierlich im Wege eines relativ großen Radius in die angrenzen- den Nutenwände 6, 7 fortsetzt. Die Reibkörper 3 tragen an ihrer zur Achse des Synchronringes 1 weisenden Seite jeweils eine Kontaktfläche 8. Die Kontaktfläche 8 ist diejenige Fläche, die auf den Konus des Gegenkörpers bei einem Synchronisationsvorgang wirkt. Die Reibfläche 2 des Synchronringes 1 ist durch die Summe der Kontaktflächen 8 der Reibkörper 3 gebil- det. Die Kontaktfläche 8 eines jeden Reibkörpers 3 ist, da es sich bei der Reibfläche 2 um eine innen liegende Reibfläche handelt, konkav gekrümmt und zwar in einem Krümmungsradius, der der Krümmung der die Kontaktflächen 8 der einzelnen Reibkörper 3 verbindenden Mantelfläche - der Reibfläche 2 - entspricht. Die Kontaktflächen 8 grenzen bei dem dar- gestellten Ausführungsbeispiel an ihren beiden in Umfangsrichtung der Reibfläche 2 gesehenen Enden 10, 1 1 unter Ausbildung jeweils einer Kante 12, 13 an die benachbarte Nutenwand 6, 7'. Die Kontaktflächen 8 schließen mit den angrenzenden Nutenwänden 6, T wenn möglich einen Winkel von 90° ein. Sollte dieses aus fertigungstechnischen Gründen nicht möglich sein, kann ohne Einbuße der Funktionalität des Synchronringes der eingeschlossene Winkel ebenfalls etwas größer als 90° sein. Die zwischen den Kontaktflächen 8 und den angrenzenden Nutenwänden 6, T ausgebildeten Kante 12, 13 dienen als ölabstreifer auf dem Gegenkonus bei dem Vorgang des Synchronisierens. Der Abstreifvorgang ist beson- ders effektiv, wenn die entgegen der Rotationsrichtung des Gegenkonus weisende Kante 12 oder 13 möglichst scharfkantig ausgebildet ist und die Nutenwand 6 oder T an ihrem oberen Abschluss mit dem Gegenkonus einen Winkel von etwa 90° einschließt. Dadurch ist das hydrodynamische Verhalten zwischen den Kontaktflächen 8 und der Konusfläche des Ge- genkörpers zum Herstellen des gewünschten Gleichlaufes optimiert.

Der Synchronring 1 des dargestellten Ausführungsbeispiels ist aus einem

Messingwerkstoff hergestellt. In einem ersten Schritt wurde ein Synchronringrohling 14 (vgl. Figur 3a) bereitgestellt, dessen Reibkörper 3 endkon- turnah ausgebildet sind. Der Synchronringrohling 14 ist im Wege eines Schmiedeprozesses hergestellt worden. Der Einfachheit halber sind in den Figuren 3a und 3b nur einige Reibkörper 3 und nur einige Zähne der Außenverzahnung des Synchronringes 14 bzw. 1 dargestellt. Die Reibkörper 3 weisen in Bezug auf Ihre bestimmungsgemäße Endhöhe ein Aufmaß in radialer Richtung als Materialvorgabe auf. Diese werden somit mit einer größeren Höhe hergestellt, als benötigt. Typischerweise weisen die Reib- körper 3 der Reibfläche 2 nach diesem ersten Herstellungsschritt eine zur Achse des Synchronringrohlings 14 weisende konvexe Formgebung auf. Bei dem Vorgang des Schmiedens - gleiches gilt auch für andere Herstellungsprozesse, beispielsweise für den Prozess des Sinterns, sollte der Synchronring etwa aus einem gesinterten Stahlwerkstoff hergestellt wer- den - kann es vorkommen, dass die Achse 15 der äußeren Mantelfläche 16 nicht mit der Achse 17 der die Reibkörperrohlinge verbindende Mantelfläche 18 zusammenfällt und der Synchronring 1 aus diesem Grunde exzentrisch ist. Dieses ist bei dem Synchronringrohling 14, wie aus Figur 3a erkennbar, der Fall. Die Achse 17 der Mantelfläche 18 ist gegenüber der Achse 15 der äußeren Mantelfläche 16 des Synchronringrohlings 14 nach links verschoben. Für einen ordnungsgemäßen Einsatz des Synchronringes 1 ist es erforderlich, dass die Achsen 15, 17 gleichaxial (koaxial) zueinander angeordnet sind. Anderenfalls liegt die innere Mantelfläche 18 exzentrisch zur äußeren Mantelfläche 16 (vgl. Figur 3a).

Zum Ausbilden der Kontaktflächen 8 der Reibkörper 3 wird ein Material abtragender Bearbeitungsschritt zum Abtragen der konvexen Endabschnitte der durch den Schmiedeprozess zunächst erstellten Reibkörperrohlinge durchgeführt. Hierzu wird der Synchronring 1 mit seiner äußeren Mantelfläche 16 in einem Werkzeug dergestalt angeordnet und gehalten, dass die Achse 15 der äußeren Mantelfläche 16 mit der Achse eines rotatorisch angetriebenen Bearbeitungswerkzeuges identisch ist. Erfolgt in dieser Anordnung die abtragende Bearbeitung zum Erstellen der Kontaktflächen 8 der Reibkörper 3 durch Abtragen der konvexen Endabschnitte sowie eines bestimmten Abschnittes der Höhe derselben, wird hierdurch ohne weiteres Zutun ein Exzentrizitätsausgleich für den Fall durchgeführt, dass die Achse 17 der inneren Mantelfläche 18, wie dieses bei dem dar-

gestellten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, nach Bereitstellen des Synchronringrohlings 14 exzentrisch zur Achse 15 der äußeren Mantelfläche 16 angeordnet ist. Diese Bearbeitung hat zur Folge, dass im Ergebnis die Höhe der Reibkörper 3, ausgehend von einem Reibkörper 3 geringster Höhe, in die eine Richtung hin stetig und mit gleicher Rate zunimmt, und zwar bis zu einem Umkehrpunkt. Von diesem nimmt die Höhe der Reibkörper 3 stetig und mit gleicher Rate wiederum bis zu demjenigen mit der geringsten Höhe ab. In Figur 3b, in der der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel spanend bearbeitete Synchronringrohling 14 und damit der Synchronring 1 gezeigt ist, ist der Reibkörper mit der kleinsten Höhe mit dem Bezugszeichen 3' markiert. Die dadurch bedingte unterschiedliche Höhe der Reibkörper 3 bewegt sich in den Toleranzgrenzen des Schmiedevorganges und ist für den Einsatz des Synchronringes 1 ohne Auswirkung. Die die Kontaktflächen 8 der Reibkörper 3 begrenzenden Nuten- Wandungen 6, 7' verlaufen quasi parallel zueinander oder schließen nur einen Winkel kleiner als 5° ein. Daher ist die Querschnittsfläche der Reibkörper 3 und damit die Flächen der Kontaktflächen 8 in ihren mittleren Abschnitt unabhängig von deren Höhe gleich bleibend, zumindest annähernd gleich bleibend. Die verbleibende Resttiefe der Nuten 4 ist so konzipiert, dass diese eine ausreichende Querschnittsfläche aufweisen, damit durch diese die abzustreifende ölmenge beim Vorgang des Synchronisierens abgeführt werden kann. Figur 3b zeigt den Synchronring 1 nach der spanenden Bearbeitung der durch die Reibkörperrohlinge gebildeten Reibfläche 2 des Synchronringrohlings 14.

Durch den Material abtragenden Bearbeitungsschritt ist nicht nur, wie vorbeschrieben, die Konzentrizität der Reibfläche 2 zur äußeren Mantelfläche 16 des Synchronringes 1 eingestellt worden, sondern durch diesen wurden zum Zwecke eines verbesserten ölabstreifens scharfkantige Axial- Strukturen - die Kanten 12, 13 - ausgebildet. Mit dem Material abtragenden Prozess, der bei den dargestellten Ausführungsbeispielen als spanender Bearbeitungsschritt durchgeführt worden ist, lassen sich die Kanten 12, 13 der Reibkörper 3 in einer Scharfkantigkeit ausbilden, die mit anderen formgebenden Maßnahmen nicht erreicht werden können. Ein Radius der Kanten 12, 13 ist letztendlich nur mikroskopisch erkennbar und beträgt in jedem Fall weniger als 0,2 mm, vorzugsweise sogar weniger als 0,1 mm.

Zur Material abtragenden Bearbeitung der Reibkörperrohlinge eignet sich jede Bearbeitung, bei der Material in radialer Richtung der Reibkörperrohlinge abgetragen werden kann, beispielsweise ein Fräsen, ein Schleifen oder auch ein Abtragen mittels eines Formbohrers. Ist ein Exzentrizitätsausgleich gewünscht ist wesentlich, dass die Werkzeugachse identisch mit der Achse der derjenigen Mantelfläche des zu bearbeitenden Synchronringes ist, an der die Kalibrierung erfolgt. Dieses ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Achse 15 der äußeren Mantelfläche 16. Die vor- beschriebenen Synchronringe könne daher besonders wirtschaftlich hergestellt werden, wobei auch sichergestellt ist, dass die Mantelflächen des Synchronringes konzentrisch sind.

Figur 4 zeigt einen Ausschnitt eines weiteren, im übrigen nicht näher dar- gestellten Synchronringes 19 mit seiner Reibfläche 20. Der Synchronring 19 ist prinzipiell aufgebaut wie der Synchronring 1 . Im Unterschied zu dem Synchronring 19 sind die Reibkörper 21 des Synchronringes 19 Teil eines auf die innen liegende Konusfläche 22 des Synchronringes 19 aufgebrachten Reibbelages 23. Die die Kontaktflächen 24 verbindende Mantel- fläche bildet bei diesem Ausführungsbeispiel die Reibfläche 25. Die Reibfläche 25 ist konzentrisch zur äußeren Mantelfläche des Synchronringes 19 angeordnet. Die Reibkörper 21 weisen scharfkantige Begrenzungen ihrer Kontaktflächen 24 auf. Die in Figur 4 gezeigte Kontur der Reibkörper 21 ist ebenso wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel durch einen Material abtragenden Bearbeitungsschritt eingestellt worden. Der Reibbelag 23 ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Wege eines Kernprägeverfahrens auf die Konusfläche 22 des Synchronringkörpers aufgebracht worden. Die ursprüngliche radiale Erstreckung der Reibkörper 21 vor Durchführen des Material abtragenden Schrittes ist an dem rechten Reibkörper der Figur 4 beispielhaft gestrichelt gezeigt. Durch den Material abtragenden Bearbeitungsschritt ist nicht nur die Scharfkantigkeit der in Umfangsrichtung gesehenen Begrenzung der Kontaktflächen 24 und ein Exzentrizitätsausgleich, wie zu dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 beschrieben, herbeigeführt worden, sondern zudem sind die in dem Reibbelag 23 enthaltenen verschleißmindernden Zuschlagsstoffe aufgeschlossen und liegen mithin unmittelbar an der Oberfläche der Kontaktflächen 24 der Reibkörper 21 an. Bei dem Reibbelag 23 handelt es sich bei

dem dargestellten Ausführungsbeispiel um eine ausgehärtete Duroplastmasse, die als verschleißmindernden Zuschlagsstoff zerkleinerte Carbonfasern aufweist. Die Länge der Carbonfasern ist an das Herstellungsverfahren angepasst und weisen mithin nur eine solche Länge auf, dass unter Gewährleistung einer gleichmäßigen Verteilung innerhalb der Duroplastmasse diese in der beschriebenen Art und Weise auf die Konusfläche aufgebracht werden können.

Beschrieben sind im Wege von Ausführungsbeispielen Synchronringe mit einer innen liegenden Reibfläche. Gleichermaßen lässt sich die Erfindung auch bei einem Synchronring mit einer außen liegenden Reibfläche und/oder bei einem Synchronring mit einer innen liegenden und einer außen liegenden Reibfläche oder auch bei anderen Körpern, die Teil einer Reibpaarung sind, verwirklichen.

Bezugszeichenliste

1 Synchronring

2 Reibfläche

3 Reibkörper

4 Nut

5 Boden

6 Nutenwand , 7' Nutenwand

8 Kontaktfläche

10 Ende

1 1 Ende

12 Kante

13 Kante

14 Synchronringrohling

15 Achse

16 Mantelfläche

17 Achse

18 Mantelfläche

19 Synchronring

20 Reibfläche

21 Reibkörper

22 Konusfläche

23 Reibbelag

24 Kontaktfläche

25 Reibfläche