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Gegenstand
der Erfindung ist ein Verfahren zum Aufbringen eines Belages auf
eine Funktionsfläche eines zu einer Reibpaarung gehörenden
Körpers, etwa eines Synchronringes oder eines Zwischenringes.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein zu einer Reibpaarung gehörender
Körper, etwa Synchronring oder Zwischenring mit einer beschichteten Funktionsfläche.
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Bei
Reibpaarungen für Schalt- oder Wechselgetriebe weisen die
miteinander zusammenwirkenden Körper als Konusflächen
ausgebildete Funktionsflächen auf. Diese können
mit einem reibungs- und/oder verschleißoptimierten Belag
beschichtet sein. Synchronringe dienen dem Zweck, sich mit unterschiedlicher
Geschwindigkeit drehende Achsen in kurzer Zeit hinsichtlich ihrer
Drehgeschwindigkeit anzugleichen. Zu diesem Zweck wirken Synchronringe mit
einem Gegenkörper und je nach Konzeption des Synchronisierung
mit einem Gangrad oder mit einem Zwischenring zusammen. Der Gegenkörper
verfügt über einen Gleichlaufkonus, auf den der
Synchronring mit seiner Lagerfläche zum Herbeiführen
des Gleichlaufes wirkt. Die Gegenkörper und somit die mit
einem solchen Synchronring zusammenwirkenden Gleichlaufkonen sind
typischerweise aus einem Stahlwerkstoff hergestellt. Zum Zusammenwirken
mit der Oberfläche des Gleichlaufkörpers verfügt
der Synchronring über eine Konusfläche als Funktionsfläche.
Aufgrund der ringförmigen Ausgestaltung eines Synchronringes
ist die Konusfläche ebenfalls ringförmig. Zur
Reibungs- und/oder Verschleißoptimierung wird die Reibfläche
mitunter durch eine Beschichtung gebildet, deren Oberfläche
sodann die, mit der Oberfläche des Gleichlaufkonus des
Gegenkörpers zusammenwirkende Oberfläche darstellt.
Es ist bekannt, derartige Reibbeläge durch Flammspritzen
zu erstellen. Aufgespritzt wird im Rahmen eines solchen Prozesses
zumeist eine anorganische Molybdänverbindung. Neben solchen
anorganischen Belägen kommen auch organische Reibbeläge
zum Einsatz. Je nach Ausgestaltung eines solchen Reibbelages wird
dieser, wenn dieser bereits ausgehärtet ist, auf die zu
beschichtende Funktionsfläche aufgelegt und mit dieser
verklebt. Ist der Belag noch nicht ausgehärtet, wird dieser
in Form eines Streifens auf die zu beschichtende Fläche
aufgelegt und anschließend unter Temperatur- und Druckeinwirkung
ausgehärtet. Im Zuge dieses Aushärtschrittes erweicht
der Belag und ermöglicht den Ausgleich von Unregelmäßigkeiten
in der Oberfläche der Funktionsfläche. Bei diesem
Verfahren kann auf einen Einsatz eines Klebers verzichtet werden.
Das Eindringen des erweichten Belages in Oberflächenvertiefungen
der Funktionsfläche begünstigt die Verbindung
zwischen dem Belag und der Lagerfläche.
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Unabhängig
davon, ob bei einer gewünschten Beschichtung der Konusfläche
eines Synchronringes mit einem organischen Reibbelag dieser vor dem
Aufbringen bereits ausgehärtet ist oder nicht, ist die
Handhabung zum Herstellen einer solchen Beschichtung aufwändig
und nur mit hohem Aufwand vollautomatisch durchzuführen.
Begründet liegt dies darin, dass die organische Beschichtung
als Streifen zurechtgeschnitten werden muss, bevor der für
die Beschichtung vorgesehene Streifen auf die Konusfläche
des Synchronringes aufgelegt und an dieser fixiert bzw. verklebt
wird. Gerade das Auflegen des konfektionierten Belagstreifens auf
die Konusfläche ist, insbesondere wenn es sich um eine
innen liegende Konusfläche handelt, praktisch nur manuell
möglich. Im Unterschied zu einer Ausbildung von Belägen mittels
Flammspritzen oder Streusintern ist es bei Verwendung eines organischen
Reibbelages, der vor dem Aufbringen auf die Lagerfläche
des Synchronringes noch nicht ausgehärtet ist, möglich,
einen Toleranz- und/oder Exzentrizitätsausgleich herbeizuführen.
Ein Verfahren zum Aufbringen eines solchen, noch nicht ausgehärteten
organischen Reibbelages auf die Konusfläche eines Synchronringes
ist aus
EP 1 429 044
A1 bekannt.
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Ausgehend
von dem vordiskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher
die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen eines Reibbelages
auf eine Funktionsfläche eines zu einer Reibpaarung für
ein Schalt- oder Wechselgetriebe gehörenden Körpers
vorzuschlagen, mit dem die Beschichtung der Funktionsfläche
mit einem reibungs- und/oder verschleißoptimierten Belag
weniger aufwändig und vollautomatisch durchgeführt
werden kann.
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Gelöst
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein eingangs
genanntes, gattungsgemäßes Verfahren zum Aufbringen
eines Belages auf die Lagerfläche eines Körpers,
bei dem zur Ausbildung des Belages eine spritzgieß- und/oder
spritzpressfähige Kunststoffmasse verwendet und die Kunststoffmasse mittels
eines Kunststoffspritzguss- oder -pressverfahrens auf die Funktionsfläche
des Körpers aufgebracht wird, welches Verfahren ein Einlegen
des unbeschichteten Körpers in ein zum Spritzgießen und/oder
Spritzpressen geeignetes Werkzeug und ein Herausnehmen oder Auswerfen
des bezüglich seiner Funktionsfläche beschichteten
Körpers aus dem Werkzeug beinhaltet.
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Bei
diesem Verfahren wird eine spritzgieß- und/oder spritzpressfähige
Kunststoffmasse zum Ausbilden des Belages eingesetzt. Hierbei handelt
es sich um einen temperaturbeständigen, kriechfesten Kunststoff.
Vorzugsweise wird ein Duroplast zum Ausbilden des Belages verwendet.
Die Kunststoffmasse, beispielsweise die Duroplastmasse kann neben
dem Bindemittel weitere Komponenten als Zuschlagstoffe enthalten.
Die Verwendung einer solchen Masse erlaubt die Ausbildung des reibungs- und/oder
verschleißoptimierten Belages mittels eines Verfahrens,
bei dem unter Ausnutzung der fließfähigen Eigenschaften
der nicht ausgehärteten Kunststoffmasse diese in eine Hohlform
eingebracht wird. Die Hohlform (Kavität) weist eine dem
zu erstellenden Belag entsprechende Negativgeometrie auf. Teil dieses
Verfahrens ist das Einlegen des bezüglich seiner Funktionsfläche
unbeschichteten Körpers, beispielsweise des Synchronringes
in ein Werkzeug, wobei der Körper in dem Werkzeug in einer
vordefinierten Stellung gehalten wird, und ein Herausnehmen desselben
nach Durchführen des Verfahrens aus dem Werkzeug. Dadurch
ist es möglich, prozesssicher und wiederholbar eine Kavität
auszubilden, die den gewünschten Erfordernissen Rechnung
trägt. Durch die Möglichkeit des definierten Anordnens
des bezüglich seiner Funktionsfläche unbeschichteten Körpers,
etwa des Synchronringes in einem Werkzeug kann ein Toleranzausgleich
und/oder ein Exzentrizitätsausgleich hinsichtlich der Synchronringachse
und der Reibbelagachse hergestellt werden.
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Des
Weiteren besteht die Möglichkeit, ohne grundsätzlich
nachträgliche Bearbeitungsschritte durchführen
zu müssen, durch entsprechende Werkzeugkonfigurierung die
Oberfläche des Belages zu strukturieren, etwa durch Ölnuten
oder dergleichen. Ohne Weiteres kann durch entsprechende Werkzeuggeometrie
die Oberfläche des Reibbelages auch oder anstelle von Ölnuten
mit einer Mikrostrukturierung ausgestattet werden. Das Einlegen
des unbeschichteten Körpers in ein solches Werkzeug und das
Herausnehmen bzw. Auswerfen desselben aus dem Werkzeug kann maschinell
durchgeführt werden. Somit lässt sich das gesamte
Beschichtungsverfahren maschinell und ohne zwischengeschaltete manuelle
Maßnahmen durchführen. Dabei können ohne
zusätzlichen Aufwand im Zuge dieses Verfahrens Maßnahmen
durchgeführt werden, die ansonsten eine zusätzliche
Bearbeitung benötigen würden, wie etwa die Herbeiführung
eines Exzentrizitätsausgleiches.
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Durch
dieses Verfahren ist es möglich, Beläge auch mit
einer Oberflächenstrukturierung, beispielsweise einer Mikrorillung
(axialer Mikrostrukturierung) in einer sehr geringen Materialstärke
erstellen zu können.
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Bei
einem Synchronring als bezüglich seiner Konusfläche
zu beschichtender Körper mit einer innen liegenden Konusfläche
ist bei der Herstellung des Synchronringes, der typischerweise durch Schmieden,
Sintern oder durch eine Blechumformung hergestellt wird, nicht auszuschließen,
dass die Achse der Mantelfläche der Konusfläche
exzentrisch zur Achse der äußeren Verzahnung verläuft. Für
eine ordnungsgemäße Verwendung des Synchronringes
ist es jedoch erforderlich, dass beide Achsen konzentrisch zueinander
angeordnet sind. Eine solche Exzentrizität lässt
sich mit dem vorbeschriebenen Verfahren dadurch ausgleichen, dass die
Konusfläche des Synchronringes, wenn in das Werkzeug eingesetzt,
die eine Begrenzung der zur Ausbildung des Reibbelages vorgesehenen
Kavität ist. Handelt es sich bei dem Synchronring um einen mit
einer innen liegenden Konusfläche wird der Synchronring
mit seiner Außenverzahnung axial zur Achse des Werkzeuges
in dieses eingesetzt. Das die andere Begrenzung der Kavität
bildende Werkzeugteil ist ebenfalls konzentrisch mit der Werkzeugachse
angeordnet. Bei geschlossenem Werkzeug liegt somit die Achse der
Mantelfläche des die Kavität begrenzenden Werkzeugteils
als Formstück und die Achse des Synchronringes aufgrund
seiner Anordnung in dem Werkzeug konzentrisch zueinander. Befindet sich
die Achse der Konusfläche des unbeschichteten Synchronringes
tatsächlich exzentrisch zur Achse der Außenverzahnung,
ist die lichte Weite der Kavität in radialer Richtung über
den Umfang gesehen unterschiedlich. Nach Einbringen der Duroplastmasse zum
Ausbilden des Reibbelages und nach Aushärten derselben
weist der auf diese Weise gebildete Reibbelag sodann eine entsprechende
Dickenänderung über den Umfang gesehen auf mit
der Folge, dass die Mantelfläche der Außenseite
des Reibbelages – der eigentlichen Reibfläche – allerdings
konzentrisch zur Achse der äußeren Verzahnung
verläuft. Somit erfolgt automatisch und ohne weiteres Zutun
ein Toleranz- und/oder Exzentrizitätsausgleich. Dieses
erfolgt vor allem ohne der Notwendigkeit, eine gegebenenfalls vorhandene
Exzentrizität vorher erfassen und diese ebenfalls noch
vor dem Beschichtungsschritt entsprechend ausgleichen zu müssen.
Daher ist es auch unerheblich, in welche Richtung im Falle einer
Exzentrizität der Versatz der exzentrisch zueinander angeordneten
Achsen verläuft, so dass ein diesbezüglich orientiertes
Einlegen des Synchronringes in das Werkzeug ebenfalls nicht notwendig
ist. Der Synchronring verbleibt bis zum Erhärten bzw. Aushärten
der Beschichtungsmasse in dem Werkzeug, zumindest so lange, bis
diese Masse formbeständig ist. Gleichermaßen eignet
sich dieses Verfahren zum Beschichten von außen liegenden
Konusflächen oder zu einer doppelseitigen Beschichtung
eines Körpers, sollte dieser beispielsweise als Synchronring
oder als Zwischenring zwei Funktionsflächen aufweisen.
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Für
den Beschichtungsvorgang ist die Geometrie der zu beschichtenden
Funktionsfläche grundsätzlich unerheblich. Durch
entsprechende Konzeption des Werkzeuges können Funktionsflächen
verschiedenster Geometrie ohne Mehraufwand beschichtet werden. Dies
gilt auch für die ringförmige Ausgestaltung der
zuvor anhand eines Synchronringes beschriebenen ringförmigen
Funktionsflächen.
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Als
Verfahren zum Aufbringen der noch nicht ausgehärteten Kunststoffmasse
eignet sich letztendlich jedwedes Spritzguss- oder Spritzpressverfahren. In
Abhängigkeit von der eingesetzten Kunststoffmasse und/oder
der Geometrie der Kavität wird man je nach Anwendungsfall
das eine oder andere Verfahren einsetzen. Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird als Kunststoffmasse
ein temperaturbeständiger, kriechfester Duroplast als Kunststoffmasse
verwendet und das Verfahren als Spritzpressverfahren, insbesondere
als Kernprägeverfahren durchgeführt. Dieses beinhaltet,
dass das Werkzeug einen Pressstempel umfasst und in einem ersten
Schritt die Duroplastmasse in den mit dem Pressstempel zusammenwirkenden
Presszylinder eingebracht wird. Dieses gibt die Möglichkeit,
die Duroplastmasse innerhalb des Werkzeuges entsprechend temperieren
zu können und somit sämtliche Elemente, mit denen
die Duroplastmasse in Kontakt tritt, auf gleicher Temperatur zu
haben, bevor das eigentliche Einpressen der Duroplastmasse in die
Kavität erfolgt. Das Einpressen der Duroplastmasse in die
Kavität erfolgt vorzugsweise mittels eines Schirmangusses,
wenn eine ringförmige Funktionsfläche, wie beispielsweise
die Konusfläche eines Synchronringes beschichtet werden
soll. Durch diese Maßnahme ist ein gleichmäßiges
Einfließen der Duroplastmasse in die Kavität gewährleistet.
Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, die
Kunststoffmasse über Ein- oder Mehrpunktstege der Kavität
zuzuführen. Zum kontrollierten Durchführen des
Einpressschrittes, wird gemäß einer Ausgestaltung
der in der Kavität herrschende Druck erfasst und die Einpressgeschwindigkeit
in Abhängigkeit von dem erfassten Druck geregelt. Wenn
gewünscht, kann auch die in der Kavität herrschende
Temperatur erfasst und in den vorbeschriebenen Regelkreis eingebracht
werden. Typischerweise wird man den Schritt des Einpressens der
Duroplastmasse in die Kavität beenden, wenn ein vorgegebener
Maximaldruck überschritten wird.
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Die
zur Ausbildung des Belages vorzugsweise vorgesehene Duroplastmasse
beinhaltet zweckmäßigerweise reibungs- und/oder
verschleißoptimierende Zuschlagstoffe, wie beispielsweise
Carbonfasern. Bei diesen handelt es sich beispielsweise um zerkleinerte
Carbonfasern, die nur eine sehr geringe Länge aufweisen.
Hierdurch wird eine besonders gleichmäßige Verteilung
der Carbonfasern innerhalb des Belages gewährleistet. Die
Länge der Carbonfasern bzw. die Größe
der der Duroplastmasse beigemengten Zuschlagstoffe ist ausreichend
klein, damit diese für den jeweiligen Formprozess geeignet
sind und diesen nicht beeinträchtigen.
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Nachfolgend
ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es
zeigen:
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1:
eine schematisierte Darstellung eines geöffneten Spritzpresswerkzeuges
zum Aufbringen eines Reibbelages auf die Konus fläche eines
zuvor hergestellten Synchronringes,
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2:
das geschlossene Werkzeug der 1 nach Einbringen
einer Duroplastmasse in die Vorkammer eines Pressstempels,
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3:
das Werkzeug mit dem darin gehaltenen Synchronring beim Einpressen
der Duroplastmasse in die Werkzeugkavität,
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4:
das nach Durchführen des Spritzgussvorgangs geöffnete
Werkzeug mit dem bezüglich seiner Lagerfläche
beschichteten, ausgeworfenen Synchronring,
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5:
in einer Querschnittsdarstellung der Synchronring nach Abtrennen
der überschüssigen Duroplastanteile und
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6:
einen vergrößerten Ausschnitt eines Längsschnittes
durch einen auf eine innen liegende Funktionsfläche eines
weiteren Synchronringes aufgebrachten Belag.
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Ein
Synchronring 1 verfügt über eine Außenverzahnung 2,
einen Ringkörper 3 und eine innen liegende Konusfläche 4 als
ringförmige konische Funktionsfläche. Der Synchronring 1 ist
hinsichtlich seiner Metallbearbeitung fertig bearbeitet. Dabei ist
es nicht notwendig, die Konusfläche 4 nach dem
Schmiedevorgang nochmals bearbeitet zu haben, bevor im Zuge des
weiteren und nachfolgend geschilderten Verfahrens ein Reibbelag
auf die Konusfläche 4 aufgebracht wird.
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Das
Aufbringen eines Reibbelages auf die Konusfläche 4 des
Synchronringes 1 erfolgt mittels eines Kunststoffspritzpressverfahrens,
welches bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Kernprägeverfahren
durchgeführt wird. Verwendet wird hierzu ein insgesamt
mit dem Bezugszeichen 5 in der Figur bezeichnetes Presswerkzeug.
Das Werkzeug 5 umfasst zwei Teile – das Werkzeugteil 6 und
das Werkzeugteil 7. Das Werkzeugteil 6 verfügt über
eine Aufnahme 8 zur Aufnahme des Synchronringes 1. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass
die Aufnahme 8 ausgebildet ist, damit der Synchronring 1 mit
seinem Ringkörper 3 in die Aufnahme 8 eingesetzt
wird und die Außenverzahnung 2 am äußeren Abschluss
der Aufnahme 8 angeordnet sind. In die Aufnahme 8 ist
ein federgelagerter Ringkörper 9 integriert, gegen
dessen Rückstellkraft der Synchronring 1 in die
Aufnahme 8 eingesetzt wird. Der Ringkörper 9 wirkt
gegen die zu der Aufnahme 8 weisende Seite der Außenverzahnung 2.
Der Ringkörper 9 dient zum definierten Einsetzen
des Synchronringes 1 in die Aufnahme 8 und somit
zum Ausgleich von Toleranzen in der Längserstreckung des
Synchronringes 1. Die Aufnahme 8 ist ferner dergestalt
konzipiert, dass diese eine Aufnahme für die Außenverzahnung 2 aufweist,
damit der Synchronring 1 an seiner Außenverzahnung 2 abgestützt
gehalten ist und seine Längsachse 10 mit der Längsachse 11 des
Spritzpresswerkzeuges 5 fluchtet. Das Werkzeugteil 6 umfasst
ferner einen Angusskanal 12, der in nicht näher
dargestellter Weise an eine Spritzgussmaschine angeschlossen ist.
Die Aufnahme 8 verfügt über einen mit
großem Winkel konisch geneigten Boden 13.
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Im
Bereich des Bodens 13 der Aufnahme 8 ist des Weiteren
ein Drucksensor 14 angeordnet und zwar in demjenigen Bereich
der Aufnahme 8, in dem die Kavität angeordnet
ist.
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Das
Werkzeugteil 7 umfasst ein Innenformstück 15,
dessen äußere Mantelfläche 16 komplementär
zu der auszubildenden Oberfläche des zu erstellenden Reibbelages
ausgebildet ist. Bei der Konzeption eines Reibbelages mit glatter
Oberfläche ist die Mantelfläche 16 entsprechend
glatt ausgebildet. Ist vorgesehen, dass der Reibbelag der Längserstreckung
nach folgende Ölnuten aufweist, trägt die Mantelfläche 16 entsprechend
der Ausbildung der Ölnuten komplementär gestaltete
Stege. Die Mantelfläche 16 verläuft konzentrisch
zur Längsachse 11 des Spritzpresswerkzeuges 5.
Das Werkzeugteil 7 verfügt des Weiteren über
mehrere Ausgleichskörper 17, 18, die
eine gewisse Nachgiebigkeit in längsaxialer Richtung des
Werkzeugteils 7 aufweisen. In der Figur sind nur zwei Ausgleichskörper 17, 18 erkennbar.
Die Ausgleichskörper bilden eine Ringform zum Abstützen
des Synchronringes an der zu dem Werkzeugteil 7 gewandten
Seite seiner Außenverzahnung 2. Bei den Ausgleichskörpern
kann es sich beispielsweise um einen hydraulischen Schieber, um
ein federndes Element, wie den zu dem Werkzeugteil 6 beschriebenen
Ringkörper oder um ein mit entsprechenden Eigenschaften
ausgestatteten Kunststoff handeln. Das Werkzeugteil 7 umfasst
des Weiteren einen Pressstempel 19, der in eine Vorkammer 20 eintaucht.
Der Pressstempel 19 ist in 1 in seiner Ausgangsstellung
gezeigt und kann aus dieser in Richtung zur Vorkammer und in diese
sukzessive tiefer eintauchend hydraulisch angesteuert bewegt werden.
Die Ansteuerung des Pressstempels 19 ist der Einfachheit
halber in den Figuren nicht dargestellt.
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Nach
Einlegen des Synchronringes 1 in die Aufnahme 8 des
Werkzeugteils 6 wird das Spritzpresswerkzeug 5 geschlossen,
wie dieses in 2 gezeigt ist. Durch die Lagerfläche 4 des
Synchronrings 1 und die Mantelfläche 16 des
Innenformstücks 15 des Werkzeugteils 7 ist
eine Kavität 21 als Formteil formender Hohlraum
im Spritzpresswerkzeug 5 gebildet. Die Geometrie der Kavität 21 entspricht
der Geometrie des auszubildenden Reibbelages. In der in 2 gezeigten
Anordnung ist die Längsachse 10 des Synchronringes 1 konzentrisch
zur Längsachse 11 des Spritzgusswerkzeuges angeordnet.
Demzufolge ist auch die äußere Mantelfläche 16 des
Innenformstücks 15 konzentrisch zur Außenverzahnung 2 des
Synchronringes 1 angeordnet. Für den Fall, dass die
Konusfläche 4 des Synchronringes 1 mit
einem gewissen Versatz exzentrisch zur Achse der Außenverzahnung 2 angeordnet
ist, würde der Abstand zwischen der Konusfläche 4 des
Synchronringes 1 und der Mantelfläche 16 des
Innenformstücks 15 über den Umfang gesehen
unterschiedlich sein und zwar ausgehend von einem Punkt geringsten
Abstandes in die eine Richtung sukzessive zunehmend und nach Überschreiten
von 180° sukzessive wieder abnehmend. Dieses bedeutet,
dass unabhängig von einer Konzentrizität oder
einer Exzentrizität der Achse der Konusfläche 4 zu
der Achse der Außenverzahnung 2 des Synchronringes 1 in
jedem Fall die Oberfläche des zu erstellenden Reibbelages
konzentrisch zur Achse der Außenverzahnung 2 angeordnet
sein wird.
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In
einem ersten Schritt zum Ausbilden des Reibbelages wird über
den Angusskanal 12 eine Duroplastmasse in die Vorkammer 20 eingepresst.
Im Zuge dieses Vorganges füllt sich auch der zunächst zwischen
der Vorderseite 22 des Innenformstückes 15 und
dem Boden 13 verbliebene Hohlraum. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel wird auf diese Weise ein Schirmanguss
realisiert mit dem Zweck, dass ein Eintritt der den Reibbelag ausbildenden
Duroplastmasse über den Umfang gesehen gleichzeitig und
vor allem gleichmäßig in die Kavität 21 eintritt.
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Nach
Sperren der Duroplastzufuhr vor dem Eingang des Angusskanals 12,
wie in 3 schematisiert dargestellt, wird in einem nachfolgenden Schritt
der Pressstempel 19 betätigt, um die zuvor in die
Vorkammer 20 eingebrachte Duroplastmasse über
den zwischen der Vorderseite 22 des Innenformstückes 15 und
dem Boden 13 befindlichen Hohlraum in die Kavität 21 einzupressen.
Dieses Einpressen der Duroplastmasse erfolgt in Abhängigkeit von
dem von dem Drucksensor 14 erfassten Kavitätsinnendruck.
Steigt der Innendruck zu rasch an, wird die Pressgeschwindigkeit
reduziert und umgekehrt. Wird ein vorgegebener erfasster Schwellwertdruck erreicht,
wird das Einfahren des Pressstempels 19 in die Vorkammer 20 gestoppt.
Dieses ist der Fall, wenn die Kavität 21 verfüllt
ist. Zum Auslassen der der Kavität 21 zunächst
enthaltenen Luft dienen zwischen den beiden Werkzeugteilen 6, 7 befindliche
Entlüftungskanäle 23. Der in die Kavität 21 eingebrachte Duroplast
härtet in dem Spritzpresswerkzeug 5 aus und bildet
sodann den gewünschten Reibbelag.
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Ist
der Duroplast ausgehärtet oder zumindest soweit erhärtet,
dass dessen Form nicht mehr änderbar ist, wird das Spritzpresswerkzeug 5 geöffnet
und der Synchronring 1 mit den an dem gebildeten Reibbelag 24 noch
anhängenden Spritzgussresten – dem Angussschirm 25,
dem Vorkammerrest 26 und der Angussstange 27 – aus
dem Werkzeug 5 herausgenommen. Zum Auswerfen des Synchronringes 1 kann
der Pressstempel 19 benutzt werden, der sodann auf den
erhärteten Vorkammerresten 26 wirkt und somit
den Synchronring 1 auswirft. Zum Auswerfen des bezüglich
seiner Konusfläche 4 beschichteten Synchronringes 1 kann
auch ein separater Auswerfer dienen. In einem nachfolgenden Schritt
werden nicht benötigte Duroplastanteile abgetrennt. Im Ergebnis
liegt sodann der in 5 gezeigte Synchronring 1 vor,
auf dessen Konusfläche 4 nunmehr der gewünschte
Reibbelag 24 aufgebracht ist.
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Bei
diesem Verfahren ist es zweckmäßig, wenn die Konusfläche 4 unbearbeitet
nach dem Herstellprozess zum Herstellen des Synchronringes 1 verbleibt,
da diese dann typischerweise eine gewisse Rauhigkeit aufweist. Diese
unterstützt die Verklammerung des Duroplasten an der Konusfläche 4. Gleichfalls
ist es möglich, die Konusfläche 4 zum
Bereitstellen eines besseren Verklammerungsuntergrundes für
den Belag entsprechend Struktur gebend zu bearbeiten.
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Das
vorbeschriebene Verfahren erfolgt vorzugsweise bei temperiertem
Werkzeug 5. Dabei ist es zweckmäßig,
den Synchronring 1 in das Werkzeug 5 einzulegen,
wenn dieser zuvor auf die Werkzeugtemperatur gebracht worden ist.
Gleichfalls ist es möglich, den Synchronring 1,
wenn dieser in das Werkzeug 5 eingesetzt ist, auf die Werkzeugtemperatur
zu erwärmen. Dies erhöht jedoch die Taktzeiten.
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6 zeigt
einen Ausschnitt eines auf einen weiteren Synchronring 28 aufgebrachten
Belages 29. Der Belag 29 ist ebenfalls mit dem
zu den vorangegangenen Figuren beschriebenen Verfahren auf die Konusfläche 30 des
Synchronringes 28 aufgebracht worden. Zum Ausbilden von Öl
durchbrechenden Strukturen ist die Oberfläche des Belages 29 durch eine
Mikrostruktur strukturiert. Diese Mikrostruktur ist ohne eine Nachbearbeitung
nach dem vorbeschriebenen Verfahren allein durch entsprechende Werkzeuggeometrie,
hier der Strukturierung der Mantelfläche des Innenformstückes
hergestellt worden. Die Mikrostrukturierung ist gebildet durch einzelne
Reibkörper 31, die eine auf einen Gegenkörper
zum Herbeiführen eines Gleichlaufs mit diesem wirkende Kontaktfläche 32 aufweisen.
Die Kontaktflächen 32 grenzen unter Ausbildung
jeweils einer Kante 33, 34 an die benachbarten
Nutenwandabschnitte des Belages 29. Die Reibkörper 32 sind
bezogen auf die Konusfläche 30 des Synchronringens 28 mit
gleichem Winkelabstand zueinander umfänglich verteilt angeordnet.
Die Kontaktflächen 32 sind, da es sich bei dem
in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel um einen
innen liegenden Belag 29 handelt konkav gekrümmt
und zwar in einem solchen Radius, der dem Radius der die Kontaktflächen 32 der
einzelnen Reibkörper 31 verbindenden Mantelfläche 35 entspricht. Die
Kanten 33, 34 dienen dem Zweck, dass bei dem Vorgang
des Herstellens eines Gleichlaufes mit dem mit dem Synchronring 28 zusammenwirkenden
Gegenkörper der auf dessen Gleichlaufkonus befindliche Ölfilm
abgestreift wird. Somit dienen die Reibkörper 31 letztendlich
auch als Ölabstreifer. Es wird als zweckmäßig
angesehen, wenn die Kanten 33, 34 keinen oder
nur einen sehr kleinen Radius aufweisen. Für den Fall,
dass die Kanten 33, 34 einen Radius aufweisen,
sollte dieser kleiner als 0,2 mm, insbesondere kleiner als 0,1 mm
sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen
die Kanten einen Radius von etwa 0,05 mm auf. Die Dicke des Kunststoffbelages 29 in
den Bereichen zwischen den Reibkörpern 31 beträgt
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 0,5 mm. Die Dicke
des Belages 29 im Bereich der Reibkörper 31 beträgt
0,8 mm. Die Breite der Reibkörper 31 beträgt
0,3 mm. Die Darstellung des Belages 29 in 6 zeigt,
dass die Erstreckung der Nuten zwischen jeweils zwei Reibkörpern 31 deutlich größer
als die Breite eines solchen Reibkörpers 31 ist.
Die Breite der Nuten entspricht etwa der drei- bis vierfachen Breite
eines Reibkörpers 31. Die Geometrie der Oberfläche
des Belages 29 zeigt, dass mit dem vorbeschriebenen Verfahren
sich auch sehr feine Strukturen an der Oberfläche des Belages
erstellen lassen.
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In
gleicher Weise wie zu dem Ausführungsbeispiel der 6 beschrieben,
kann eine Mikrostrukturierung auch auf eine außen liegende
Funktionsfläche aufgetragen werden bzw. ausgebildet sein. Die
Krümmung der Kontaktflächen ist dann zum Innenkonus
des Gegenkörpers weisend konvex gekrümmt und zwar
mit einem Radius, der dem Radius der die Kontaktflächen
der Reibkörper verbindenden Mantelfläche entspricht.
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Grundsätzlich
ist es ebenfalls möglich, die Oberfläche des Belages
unstrukturiert und somit glatt zu belassen. Bei einer solchen Ausgestaltung
weist der Gleichlaufkonus des Gegenkörpers Öl
verdrängende Strukturen auf.
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Der
zugeführten Duroplastmasse sind bevorzugt Zuschlagstoffe
beigemengt, insbesondere kleine Carbonfasern, die aus gemahlenen
längeren Carbonfasern hergestellt worden sind. Diese erhöhen die
reibungs- und verschleißoptimierten Eigenschaften des Reibbelages.
Neben diesen oder auch anstelle von diesen können der Duroplastmasse
auch andere Zuschlagstoffe beigemengt werden. Geeignete Duroplastmassen
zur Ausbildung von Reibbelägen sind hinlänglich
bekannt. Daher soll an dieser Stelle nicht näher auf die
Zusammensetzung derselben eingegangen werden. Insbesondere werden Phenolharze
als geeignet angesehen.
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Beschrieben
ist im Zuge der Beschreibung der Erfindung ein Synchronring als
bezüglich seiner Konusfläche zu beschichtender
Körper. Auf gleiche Weise lassen sich auch andere Gegenstände
beschichten, beispielsweise Lagerbuchsen oder dergleichen.
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- 1
- Synchronring
- 2
- Außenverzahnung
- 3
- Ringkörper
- 4
- Konusfläche
- 5
- Spritzpresswerkzeug
- 6
- Werkzeugteil
- 7
- Werkzeugteil
- 8
- Aufnahme
- 9
- Ringkörper
- 10
- Längsachse
- 11
- Längsachse
- 12
- Angusskanal
- 13
- Boden
- 14
- Drucksensor
- 15
- Innenformstück
- 16
- Mantelfläche
- 17
- Ausgleichskörper
- 18
- Ausgleichskörper
- 19
- Pressstempel
- 20
- Vorkammer
- 21
- Kavität
- 22
- Vorderseite
- 23
- Entlüftungskanal
- 24
- Reibbelag
- 25
- Angussschirm
- 26
- Vorkammerrest
- 27
- Angussstange
- 28
- Synchronring
- 29
- Belag
- 30
- Konusfläche
- 31
- Reibkörper
- 32
- Kontaktfläche
- 33
- Kante
- 34
- Kante
- 35
- Mantelfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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