DE102006042442A1

DE102006042442A1 - Synchronring mit einem faserverstärkten organischen Reibbelag und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102006042442A1
Application number: DE102006042442A
Authority: DE
Inventors: Christof Dr. Ing. Eberspächer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2006-09-09
Filing date: 2006-09-09
Publication date: 2008-03-27
Also published as: US20090205922A1; WO2008028656A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Synchronring (1) mit einem aufgeklebten faserverstärkten organischen Reibbelag (2a). Dieser Reibbelag (2a) wird als Streifen aus einem Blatt organischen Reibmaterials ausgeschnitten. Um den Verschnitt bei diesem Blatt gering zu halten, wird vorgeschlagen, die Kanten (8, 9) des Streifens wellenförmig auszuschneiden.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß Patentanspruch 1 einen Synchronring mit einem aufgeklebten faserverstärkten organischen Reibbelag. Gemäß dem abhängigen Patentanspruch 6 betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung mehrerer Reibbeläge für solche Synchronringe.
Aus der US 5,858,511 ist bereits ein Kupplungskörper mit einem aufgeklebten faserverstärkten organischen Reibbelag bekannt. Ein solcher Kupplungskörper findet Anwendung bei einer mechanischen Synchronisierung. Der Reibbelag weist vertiefte Rillen auf. Dazu sind diese Rillen bereits in einem Blatt des Reibbelagmaterials eingearbeitet, aus welchem ein kegelstumpfmantelförmiger Streifen zum Aufkleben auf den konischen Kupplungskörper ausgeschnitten ist. Diese Rillen sind parallel auf dem Blatt ausgerichtet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen kostengünstigen Synchronring zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
Dabei sind Materialaussparungen an der Kante des Reibbelages vorzusehen. Bei diesen Kanten kann es sich um die Innenkante und/oder die Außenkate handeln. Diese Materialaussparungen können insbesondere Wellentäler einer wellenförmigen Kante sein. Es sind jedoch auch andere Kantenformen – wie beispielsweise eine viereckige oder dreieckige Verzahnung – möglich. Die Wellenform hat den Vorteil, dass es bei Belastung nicht zu Spannungsspitzen im Material kommt. D.h., die Spannung wird gleichmäßig verteilt.
Wenn die Reibbeläge als Streifen aus einem Blatt Reibmaterial geschnitten werden, so kann jeweils ein zwischen den Materialaussparungen hervortretender Bereich in eine Materialaussparung eines anderen Streifens in dem Blatt eingreifen. Dadurch wird ein Blatt optimal ausgenutzt. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist auf dem Blatt die Innenkante eines Streifens deckungsgleich mit der Außenkante eines anderen Streifens. Damit wird der Verschnitt und die Schnittzeit gering gehalten.
Die Ausnehmungen können als Ölführung dienen und somit den faserverstärkten organischen Reibbelag mit Öl versorgen und dieses wieder abführen.
Da die Ausnehmungen zwangsläufig eine Schwächung des Materials bedeuten, können die Synchronringe insbesondere bei kleinen Getrieben Anwendung finden, deren Synchronringe ausschließlich aus Komfortgründen als Mehrfachsynchronisierung ausgeführt sind. Solche Mehrfachsynchronisierungen sind insbesondere die Doppel- und die Dreifach-Synchronisierung. Doch selbst bei schweren Getrieben können die Synchronringe insbesondere bei den gering belasteten Vorschaltgruppensynchronisierungen Anwendung finden.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung vor.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.
Dabei zeigen:
1 einen Kupplungskörper mit einem Reibbelag und einen korrespondierenden Synchronring mit einer Gegenreibfläche,
2 einen Streifen des Reibbelags aus 1 in einer Abwicklung,
3 ein Blatt Reibmaterial mit dem Schnittmuster für mehrere Streifen gemäß 2,
4 einen Streifen eines Reibbelags in einer alternativen Ausführungsform und
5 ein Blatt Reibmaterial mit dem Schnittmuster für mehrere Streifen gemäß 4.
1 zeigt einen Kupplungskörper 1 mit einem Reibbelag 2a. Ferner ist ein korrespondierender Synchronring 3 mit einer Gegenreibfläche 4 dargestellt.
Der Kupplungskörper 1 weist die Form eines Kegelstumpfes 5 bzw. eine konische Form auf. Auf diesen Kegelstumpf 5 ist der Reibbelag 2a umlaufend aufgeklebt. Die stirnseitigen Enden 6, 7 des Reibbelages 2a sind miteinander auf Stoß verklebt. Die beiden langen Kanten – d.h. eine Innenkante 8 und eine Außenkante 9 – des Reibbelages 2a sind wellenförmig, so dass sich in den Wellentälern Materialaussparungen 10, 11 ergeben. Der Reibbelag 2a besteht dabei aus einem Gewebe aus Kohlefasern, wie ein solches Gewebe beispielsweise aus der US 5,662,993 bekannt ist. In einem ersten Verfahrensschritt wird das Gewebe mit einem Harz aufgefüllt, das in einem folgenden pyrolytischem Prozess hauptsächlich zu Kohlenstoff aufgespalten wird. An der Oberfläche des Reibbelages treten Fasern bzw. tritt die Faser hervor. Damit bilden sich im Gewebe kleine Vertiefungen zur Aufnahme eines Öls und Erhöhungen. Dieses Öl dient zu Kühl- und Schmierzwecken und wird über die eingangs genannten Materialsaussparungen 10 bzw. 11 zu den Vertiefungen und über die Materialaussparungen 11 bzw. 10 wieder hinfort gleitet. Somit stellen die Materialaussparungen einen konstanten Öldurchfluss des Reibbelages 2a sicher.
In 2 und 3 ist ersichtlich, dass die Materialaussparungen 10 bzw. 11 auch eine nahezu optimale Ausnutzung eines Blattes 12 mit Reibmaterial ermöglichen, aus welchem der kegelstumpfmantelförmige Steifen 2b zur Herstellung des Reibbelages 2a ausgeschnitten ist.
Dazu werden mehrere Streifen 2b aus einem Blatt 12 ausgeschnitten, wobei Wellenberge 13 der wellenförmigen Außenkanten 9 in die Wellentäler bzw. Aussparungen 10 der Innenkanten 8 eingreifen. Die Kegelstumpfmantelförmigkeit der Streifen 2b bedingt jedoch, dass die Innenkante 8 nicht exakt komplementär der Außenkante 9 ist. Somit muss jeder Streifen 2b mit seiner eigenen Kontur ausgeschnitten werden.
4 und 5 zeigen hingegen eine Form des Streifens 102b, bei welcher der Radius r1 der Innenkante 108 gleich dem Radius r2 der Außenkante 109 ist. Dabei sind die Mittelpunkte m1, m2 der beiden Radin r1, r2 um ein Maß Δ zueinander versetzt. Demzufolge ist es gemäß 5 möglich, dass eine Innenkante 108 zu einer oder mehreren Außenkanten 109 zumindest teilweise deckungsgleich ist. Somit kann die Anzahl der notwendigen Schnitte zum Ausschneiden der Streifen 102b auf ein Minimum reduziert werden. Das verringert die Schnittzeit. Ferner ist der Verschnitt sehr gering.
Das Blatt kann vor dem Ausschneiden der Streifen minimial überschliffen werden. Damit werden die hervortretenden Fasern des Gewebes geringfügig angeschliffen, so dass sich ein einheitliches Maximalniveau bildet.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.

Claims

Synchronring (1) mit einem aufgeklebten faserverstärkten organischen Reibbelag (2a), dadurch gekennzeichnet, dass dessen Kante Materialaussparungen (10, 11) aufweist.
Synchronring nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante eine Innenkante (8) ist.
Synchronring nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante eine Außenkante (9) ist.
Synchronring nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialaussparungen (10, 11) Wellentäler sind.
Synchronring nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronring ein Mehrkonussynchronring ist.
Verfahren zur Herstellung mehrerer Reibbeläge für Synchronringe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem Blatt (12) faserverstärktem organischen Reibmaterials für jeden Reibbelag (2a) ein Streifen (2b) ausgeschnitten wird.
Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenkante (108) eines Reibbelages (102b) zu einer oder mehreren Außenkanten (109) eines anderen Reibbelages (102b) zumindest teilweise deckungsgleich ist.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Blatt (12) faserverstärkten organischen Reibmaterials ein Gewebe ist, welches zuvor mit einem Harz getränkt wurde, der in einem anschließenden Verfahrensschritt pyrolytisch hauptsächlich zu Kohlenstoff aufgespalten ist, wobei aus dem Gewebe Fäden wechselweise vortreten und zurücktreten, so dass sich Vertiefungen bilden, in denen sich ein Öl sammeln kann.
Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkante und die Innenkante den gleichen Radius (r1, r2) aufweisen, wobei die Mittelpunkte (m1, m2) der beiden Radin (r1, r2) um ein Maß (Δ) zueinander versetzt sind.