DE19680864B4

DE19680864B4 - Verfahren zum Herstellen von Synchronringen

Info

Publication number: DE19680864B4
Application number: DE19680864T
Authority: DE
Inventors: Horst DÖPPLING
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1996-05-25
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2016-05-26
Also published as: DE19537209A1; DE19680864D2; WO1997013612A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Synchronringes für eine Synchronisiereinrichtung eines Fahrzeuggetriebes mit zu seiner Mittelachse konisch verlaufenden Reibflächen, wobei ein Blechstreifen (1) auf eine dem Umfang des Synchronringes entsprechende Länge abgelängt, durch einen Biegevorgang der Synchronring mit kreisringförmiger Kontur hergestellt wird und dessen Schnittkanten durch einen Schweißvorgang miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechstreifen (1) durch einen Umformvorgang mit konischen, zu beiden Rändern abfallenden Reibflächen (2, 3) versehenen wird, anschließend durch einen weiteren Umformvorgang entlang einer Längsmittellinie zwischen den Reibflächen (2, 3) ein in der Stärke reduzierter Bereich (4) hergestellt wird, danach in diesem Bereich (4) Ausstanzungen derart vorgenommen werden, das Haltezungen (9, 10) und Verbindungsstege (7) entstehen, nachfolgend der Blechstreifen (1) so abgelängt wird, daß sich durch Rundbiegen und Zusammenschweißen zwei durch die Verbindungsstege (7) aneinander gehaltenes Synchronringe (13, 14) mit ihren Haltezungen (9, 10) ergeben, die abschließend durch Absprengen der Verbindungsstege (7) zu fertigen Synchronringen (13, 14) vereinzelt...

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Synchronringes für eine Synchronisiereinrichtung eines Fahrzeuggetriebes mit zu seiner Mittelachse konisch verlaufenden Reibflächen, wobei ein Blechstreifen auf eine dem Umfang des Synchronringes entsprechende Länge abgelängt, durch einen Biegevorgang der Synchronring mit kreisringförmiger Kontur hergestellt wird und dessen Schnittkanten durch einen Schweißvorgang miteinander verbunden werden.

Hintergrund der Erfindung

Ein solch gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Synchronringen ist aus der DE 31 14 787 A1 vorbekannt. Nach diesem Verfahren werden die Synchronringe wie folgt gefertigt:
Zunächst wird mit ein Band mit den axialen Abmessungen des Synchronringes durch Umformen (Strangpressen oder Walzen) hergestellt, das nachfolgend in Abschnitte seiner Umfangslänge abgeteilt wird. Es folgt ein Biegevorgang, durch den die runde Form des Synchronringes eingestellt wird. Bei einem abschließenden Schweißvorgang (Preßschweißen, HF-Schweißen, Widerstandspreßschweißen) werden die beiden Schnittstellen miteinander verbunden.

Nachteilig dabei ist, daß eine solche Fertigung von Synchronringen aufwendig ist, da beim Ablängen, beim Biegen bzw. beim Schweißen immer nur ein Synchronring hergestellt wird.

In diesem Zusammenhang ist aus der DE 19 49 243 A ein Verfahren zur Herstellung von Laufringen für Schrägkugellager bekannt geworden. Abgesehen davon, dass es sich dabei um Laufringe für Kugellager und nicht um Synchronringe handelt, kann dieser Vorveröffentlichung lediglich entnommen werden, dass zwei gleichwertige ringförmige Teile zunächst als zusammenhängendes Bauteil gefertigt sind, welches anschließend vereinzelt wird. Darüber hinausgehende Gemeinsamkeiten mit der erfindungsgemäßen Lösung sind nicht vorhanden, da bei dieser Vorveröffentlichung von spanend gefertigten Laufringen auszugehen ist.

Schließlich ist aus der DE 36 23 131 C1 ein Verfahren zur Herstellung von Synchronringen bekannt geworden, nach dem diese durch Stranggießen hergestellt sind. Die technische Lehre dieser Vorveröffentlichung ist aufgrund ihrer völlig andersartigen Struktur in keiner Weise geeignet, dem Fachmann irgendwelche Anregungen zur spanlosen Herstellung von Synchronringen zu geben.

Zusammenfassung der Erfindung

Ausgehend von den technischen Mängeln der bekannten Lösung ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von Synchronringen zu entwickeln, das eine wesentlich höhere Produktivität aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches dadurch gelöst, daß der Blechstreifen durch einen Umformvorgang mit konischen, zu beiden Ränderen abfallenden Reibflächen versehen wird, anschließend durch einen weiteren Umformvorgang entlang einer Längsmittellinie zwischen den Reibflächen ein in der Stärke reduzierter Bereich hergestellt wird, danach in diesem Bereich Austanzungen derart vorgenommen werden, daß Haltezungen und Verbindungsstege entstehen, nachfolgend der Blechstreifen so abgelängt wird, daß sich durch Rundbiegen und Zusammenschweißen zwei durch die Verbindungsstege aneinander gehaltene Synchronringe mit ihren Haltezungen ergeben, die abschließend durch Absprengen der Verbindungsstege zu fertigen Synchronringen vereinzelt werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß pro Umformvorgang, pro Ausstanzung, pro Ablängung und pro Schweißvorgang zwei Synchronringe entstehen, d. h. die doppelte Anzahl gegenüber dem bisher bekannten Verfahren.

Weitere, erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10 und werden im folgenden näher beschrieben.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß das Ausstanzen zweistufig, d. h. als Vorstanzen und als Feinstanzen erfolgt. Das Vorstanzen erfolgt dabei in bekannter Weise mit einem gewissen Übermaß, während das Feinstanzen ebenfalles in bekannter Weise auf Endmaß erfolgt. Durch diese Maßnahme wird die spätere mechanische Behandlung der Haltezungen der Synchronringe wesentlich vereinfacht.

Aus Anspruch 3 geht hervor, daß die einander zugewandten Stirnseiten der aneinander gehaltenen Synchronringe mit je einer Einkerbung versehen sein sollen. Diese Einkerbungen sorgen dafür, daß zwischen den beiden Stirnseiten der Synchronringe auftretendes Schweißmaterial in diese ausweichen kann, so daß zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der Synchronringe keine Schweißaufwürfe entstehen, die durch einen zusätzlichen Arbeitsgang entfernt werden müßten.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 4 werden anschließend die Schweißaufwürfe durch einen mechanischen Bearbeitungsgang, beispielsweise durch Hobeln entfernt.

Nach einem zusätzlichen weiteren Merkmal der Erfindung nach Anspruch 5 ist vorgesehen, daß die aneinander gehaltenen Synchronringe einen Zentriervorgang unterworfen werden. Durch diese Maßnahme werden zwei kreisrunde Synchronringe erzeugt.

Nach Anspruch 6 ist vorgesehen, daß die Verbindungsstege in unmittelbarer Nähe der einander zugewandten Stirnseiten der Synchronringe mit einer Sprengkerbe versehen werden. Diese Sprengkerbe stellt eine Sollbruchstelle dar, die das Vereinzeln der Synchronringe ermöglicht.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist vorgesehen, daß die aneinander gehaltenen Synchronringe einer Einsatzhärtung und einem Anlaßvorgang unterwofen werden. Bei der Einsatzhärtung werden Stähle in bekannter Weise mit einem geringen Kohlenstoffgehalt von 0,05 bis 0,20 %, die also praktisch nicht härtbar sind, in Kohlenstoff abgebenden Mitteln bei Temperaturen zwischen 850 und 1000 °C geglüht. Der Kohlenstoff diffuntiert dabei in die Randschichten des eingesetzten Werkstückes ein. Aufgrund der gemäß Anspruch 6 vorhandenen Sprengkerbe in den Verbindungsstegen liegt dort ein verringerter Materialquerschnitt vor, so daß in diesem Bereich eine Durchhärtung erfolgt, die das Brechen an dieser Sollbruchstelle begünstigt.

Gemäß Anspruch 8 sollen die aneinander gehaltenen Synchronringen nach dem Aufkohlen im erwärmten Zustand auf ein rotationssymmetrisches Formwerkzeug aufgesteckt und anschließend abgeschreckt werden. Bei diesem Abschrecken von der Einsatztemperatur wird durch das rotationssymmetrische Werkzeug bewirkt, daß ein Verzug der Synchronringe nicht eintreten kann, d. h. sie behalten eine sehr gute Durchmessergenauigkeit.

Schließlich werden nach den Ansprüchen 9 und 10 die Innen- und Außendurchmesser der aneinander gehaltenen Synchronringe auf Sollmaß geschliffen bzw. die Reibflächen einer mechanischen Feinstbearbeitung unterworfen, bevor durch Brechen der Sollbruchstelle deren Vereinzelung zu einem fertigen Synchronring erfolgt.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch ein Blechband zur Herstellung von Synchronringen;
2 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf ein Blechband im ausgestanzten Zustand und
3 eine Seitenansicht auf zwei aneinander gehaltene Synchronringe, teilweise geschnitten.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Der in 1 dargestellte Blechstreifen 1 aus Einsatzstahl weist rechts und links einer nicht dargestellten Längsmittellinie konisch abfallende Reibflächen 2, 3 auf, zwischen denen sich ein Bereich 4 erstreckt, der im Vergleich zu den konischen Reibflächen 2, 3 eine waagerecht verlaufende Kontur aufweist. In diesem wanddickenreduzierten Bereich 4 werden nun Ausstanzungen derart vorgenommen, daß zwei Blechstreifenhälften 5, 6 entstehen, die durch die Verbindungsstege 7 miteinander verbunden sind. Die Verbindungsstege 7 weisen im Stirnseitenbereich der Blechstreifenhälften 5, 6 Sprengkerben 8 auf, die Sollbruchstellen sind und das spätere Vereinzeln der Synchronringe vereinfachen. Die Ausstanzungen werden erfindungsgemäß weiter so ausgeführt, daß jede Blechstreifenhälte 5, 6 mit einer beliebigen Anzahl von einander entgegengerichteten, sich überlappenden Haltezungen 9, 10 versehen ist. Durch diese Anordnung der Haltezungen 9, 10 läßt sich der Blechstreifen 1 in seiner Querdehnung minimieren, d. h. es kann wertvolles Material eingespart werden. Die einander gegenüberliegenden Flächen 11, 12 der Haltezungen 9, 10 weisen im Querschnitt gesehen, einen glatten oder abgerundeten Verlauf auf, je nachdem wie ihre gegenüberliegenden Aufnahmebohrungen ausgestaltet sind.
Nach dem Ablängen entsprehend der späteren Umfangsausdehnung werden die Blechstreifenhälften 5, 6 rundgebogen und an ihren Schnittkanten durch Schweißen miteinander verbunden, so daß zwei aneinander gehaltene Synchronringe 13, 14 entstehen, wie aus 3 ersichtlich. Um ein späteres Abtragen des Schweißaufwurfes im ausgestanzten Bereich 4 zwischen den Stirnseiten der Synchronringe 13, 14 zu vermeiden, sind diese mit einer nicht dargestellten Einkerbung versehen, die zur Aufnahme des durch den Schweißvorgang verflüssigten Materials dient. Nachfolgend werden die in axialer Richtung außenliegenden und die in radialer Richtung ebenfalls außenliegenden Schweißaufwürde entfernt, bevor die noch verbundenen Synchronringe 13, 14 einem Zentriervorgang unterzogen werden. Dies kann beispielsweise so erfolgen, daß die Synchronringe 13, 14 von außen über mehrere Segmente mit kreisrunden Ausnehmungen mit einer von außen nach innen wirkenden Druckkraft beaufschlagt werden und so zwangsweise in eine Kreisform gepreßt werden.
Anschließend werden die aneinander gehaltenen Synchronringe 13, 14 zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften ihrer Reibflächen 2, 3 einer Einsatzhärtung unterworfen, wobei in gewollter Weise durch den verringerten Materialquerschnitt im Bereich der Sprengkerben und dessen Durchhärtung eine Sollbruchstelle entsteht. Die noch verbundenen Synchronringe 13, 14 werden nun nach dem Aufkohlen im erwärmten Zustand auf ein rotationssymmetrisches Formwerkzeug aufgesteckt und nachfolgend abgeschreckt. Durch dieses gefesselte Härten bzw. gefesselte Anlassen wird ein unerwünschter Formverzug der Synchronringe 13, 14 vermieden. Danch werden der Innen- bzw. der Außendurchmesser der Synchronringe 13, 14 auf Sollmaß geschliffen und deren Reibfläche 2, 3 einer mechanischen Feinstbearbeitung, beispielsweise einem Honvorgang unterworfen.
Schließlich erfolgt ein Vereinzeln der Synchronringe 13, 14 durch Abscheren der sie aneinander haltenden Verbindungsstege 7 an den zubehörigen Sprengkerben 8. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, daß die Synchronringe 13, 14 mit ihren Reibflächen 2, 3 an einer festen Gegenfläche anliegen, während der freiliegende ausgestanzte Bereich 4 von innen mit einer zentral wirkenden Kraft beaufschlagt wird und so entfernt wird. Eine Nacharbeitung der Sollbruchstellen erübrigt sich.

1: Blechstreifen
2: Reibfläche
3: Reibfläche
4: Bereich
5: Blechstreifenhälfte
6: Blechstreifenhälfte
7: Verbindungssteg
8: Sprengkerbe
9: Haltezunge
10: Haltezunge
11: Fläche
12: Fläche
13: Synchronring
14: Synchronring

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Synchronringes für eine Synchronisiereinrichtung eines Fahrzeuggetriebes mit zu seiner Mittelachse konisch verlaufenden Reibflächen, wobei ein Blechstreifen (1) auf eine dem Umfang des Synchronringes entsprechende Länge abgelängt, durch einen Biegevorgang der Synchronring mit kreisringförmiger Kontur hergestellt wird und dessen Schnittkanten durch einen Schweißvorgang miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechstreifen (1) durch einen Umformvorgang mit konischen, zu beiden Rändern abfallenden Reibflächen (2, 3) versehenen wird, anschließend durch einen weiteren Umformvorgang entlang einer Längsmittellinie zwischen den Reibflächen (2, 3) ein in der Stärke reduzierter Bereich (4) hergestellt wird, danach in diesem Bereich (4) Ausstanzungen derart vorgenommen werden, das Haltezungen (9, 10) und Verbindungsstege (7) entstehen, nachfolgend der Blechstreifen (1) so abgelängt wird, daß sich durch Rundbiegen und Zusammenschweißen zwei durch die Verbindungsstege (7) aneinander gehaltenes Synchronringe (13, 14) mit ihren Haltezungen (9, 10) ergeben, die abschließend durch Absprengen der Verbindungsstege (7) zu fertigen Synchronringen (13, 14) vereinzelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausstanzen zweistufig, d. h. als Vorstanzen und als Feinstanzen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Stirnseiten der aneinander gehaltenen Synchronringe (13, 14) mit je einer Einkerbung versehen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißaufwürfe entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinander gehaltenen Synchronringe (13, 14) einem Zentriervorgang unterworfen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstege (7) in unmittelbare Nähe der einander zugewandten Stirnseiten der aneinander gehaltenen Synchronringe (13, 14) mit einer Sprengkerbe (8) versehen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinander gehaltenen Synchronringe (13, 14) einer Einsatzhärtung und einem Anlaßvorgang unterworfen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinander gehaltenen Synchronringe (13, 14) nach dem Aufkohlen im erwärmten Zustand auf ein rotationssymmetrisches Formwerkzeug aufgesteckt und anschließend abgeschreckt bzw. angelassen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innen- und Außendurchmesser der aneinander gehaltenen Synchronringe (13, 14) auf Sollmaß geschliffen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibflächen (2, 3) einer mechanischen Feinstbearbeitung unterworfen werden.