DE19736188A1

DE19736188A1 - Synchronisierring

Info

Publication number: DE19736188A1
Application number: DE19736188A
Authority: DE
Inventors: Yoshikatsu Nakamura; Tetsuo Masuyama
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2017-08-21
Also published as: GB9715473D0; GB2316722A; JPH1073132A; IN189565B; US5900559A; DE19736188C2; GB2316722B

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Synchronisierring aus einer Fe-basierten gesinterten Legierung, und insbesondere auf einen Synchronisier ring, der eine ausgezeichnete Reibungscharakteristik und Reibungsfestigkeit aufweist, und der darüber hinaus leicht zu bearbeiten ist und eine stabile Qualität besitzt.

Hintergrund der Erfindung

Synchronisierringe sind üblicherweise und beispielsweise in Gleichlauf- Synchrongetrieben verwendet worden. Ein solcher Synchronisierring ist ein Reibungsring, der synchronisiert gleitend mit seinem drehenden Gegenstück element in Berührung steht, beispielsweise einem verjüngten Konus, und der sich vom verjüngten Konus trennt. Der Ring spielt eine wichtige Rolle bei der Synchronisation der Umfangsgeschwindigkeiten zweier gegenseitig in Eingriff stehenden Zahnränder. Es ist ein Synchronisierring bekannt, der eine Struktur aufweist, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, bei dem viele Getriebe zähne 100, die angepaßt sind, um mit einem Gegenstückelement (nicht dargestellt) in Eingriff zu kommen, mit einem vorbestimmten Zwischen abstand auf dem äußersten Umfang eines Synchronisierringes angeordnet sind, wobei eine innere Umfangsoberfläche 101, die angepaßt ist, um Kontakt mit einem verjüngten Konus (nicht dargestellt) zu geben, wenn sie gefaßt ist, longitudinale Nuten 103 besitzt, die auf der genannten Oberfläche angebracht sind, und die, wenn erforderlich, ringförmige dünne Streifennuten 102 aufweist, welche unter einem rechten Winkel zu den longitudinalen Nuten 103 gebildet sind, und wobei eine äußere Umfangsoberfläche Keilnuten 104 aufweist, die auf der Oberfläche zum Einpassen eines Synchronisierkeils (nicht dargestellt) angebracht sind. Messing (eine Cu-Zn-Legierung) ist typischerweise als Material zum Bilden eines Synchronisierringes benutzt worden.

Bei einem Synchronisierring, der in einer solchen Form ausgebildet werden soll, beispielsweise in einer wie oben beschriebenen Form, wird typischerwei se gefordert, daß der Ring eine hohe mechanische Festigkeit und Genauigkeit besitzt und daß weiter seine innere Umfangsoberfläche, die zur Kontaktgabe des Ringes mit seinem Gegenstückelement angepaßt ist, wenn es gefaßt ist, sowohl eine ausgezeichnete Reibungscharakteristik, als auch einen voll ausreichenden Verschleißwiderstand besitzt. Insbesondere auf dem Gebiete der Kraftfahrzeuggetriebe wird ein Synchronisierring gewünscht, der eine weiterverbesserte Reibungscharakteristik und Verschleißfestigkeit aufweist, da im Betrieb nicht nur eine gesicherte Funktionalität erwartet wird, sondern auch ein luxuriöses und sportliches Gefühl, da neuerdings die Getriebe dahin tendieren, luxuriöser ausgebildet zu werden und eine höhere Leistungs fähigkeit besitzen.

Es werden also derzeit unterschiedliche Typen von Synchronisierringen untersucht mit dem Ziel, im Vergleich zu herkömmlichen Synchronisierringen aus Messing (eine Cu-Zn-Legierung) eine verbesserte Reibungscharakteristik und einen verbesserten Verschleißwiderstand aufzuweisen.

Speziell ist ein Synchronisierring bekannt, bei dem auf seiner inneren Umfangsoberfläche mit Hilfe eines Flammspritzverfahrens eine Schicht gebildet wird, wobei die Schicht durch gleichförmiges Mischen von Metall mit keramischen Werkstoffen und Oxiden und Verschmelzen derselben miteinander zubereitet wird, wie in der Druckschrift JP-B 46-15043 offenbart ist. Weiter ist als ein für die Herstellung von Synchronisierringen verfügbares Verfahren, beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung eines Reibungsringes bekannt, bei dem ein Reibungsbelag auf seiner inneren Umfangsoberfläche mit Hilfe eines Flammeinspritzverfahrens gebildet ist, wobei der Belag aus einem gesinterten Pulver besteht, daß 80 Gew.-% eines metallischen Bestandteilpulvers und 20 Gew.-% eines nichtmetallischen Bestandteilpulvers enthält, wie in der Druckschrift DE-PS 37 05 661 offenbart ist.

Weiter wird auch ein Synchronisierring untersucht, der aus einer Fe-basierten gesinterten Legierung besteht, welche Bainit, Perlit und eine freie Cu-Phase in seinem Basiskörper enthält.

Allerdings ist die geforderte Reibungscharakteristik und Verschleißfestigkeit bei den wie oben offenbarten herkömmlichen Synchronisierringen bisher nicht erreicht worden, einschließlich derjenigen Synchronisierringe, die eine auf ihrer inneren Umfangsoberfläche durch ein Flammspritzverfahren gebildete Schicht aufweisen, wobei die Schicht durch gleichförmiges Mischen von Metall mit keramischen Stoffen und Oxiden und Verschmelzen derselben zubereitet wird, und einschließlich derjenigen Synchronisierringe, die durch Anwenden des Verfahrens zur Herstellung eines Reibungsringes erhalten werden, bei dem ein Reibungsbelag auf dessen innerer Umfangsoberfläche mit Hilfe eines Flammeinspritzverfahrens gebildet wird, wobei der Belag gesintertes Pulver umfaßt, daß 80 Gew.-% eines metallischen Bestandteilpul vers und 20 Gew.-% eines nichtmetallischen Bestandteilpulvers enthält.

Weitere Probleme, die sich ebenfalls ergeben haben, sind etwa eine unzureichende Festigkeit aufgrund einer ungenügenden Dispersion jeder metallischen Komponente, sowie einer instabilen Qualität aufgrund von Unregelmäßigkeiten im Material des flammgespritzten Überzugs. Weiter werden oft unvollständig in der Flamme geschmolzene Partikel oder verspritzte oder abgeprallte Partikel in die Oberflächenschicht des flamm gespritzten Überzugs hinein mitgerissen. Solche mitgerissenen Partikel verursachen Probleme, insofern, als die Reibungseigenschaften dahin tendieren, sich im Laufe der Zeit wegen der Aufrauhung der Oberfläche durch die mitgerissenen Partikel verändern; und verschiedene Abschnitte des Getriebes verschleißen aufgrund der herausfallenden, mitgerissenen Partikel. Demgemäß wurde an der Oberfläche des flammgespritzten Überzuges ein Schleifen und Abspanen durchgeführt, um die Oberflächenrauhigkeit des Überzugs zu verringern. Nachteiligerweise verursachte ein solches Abschleifen oder Abspanen wegen des Bearbeitungsspielraums hohe Arbeitskosten und Materialverluste.

Darüber hinaus hat der Synchronisierring, bestehend aus einer Fe-basierten gesinterten Legierung, die Bainit, Perlit und eine freie Cu-Phase in ihrem Basiskörper enthält, wie oben besprochen, den Nachteil, daß das Dimensio nieren wegen der großen Härte von HRB 90 schwer durchzuführen ist, verursacht durch das enthaltene Bainit. Darüber hinaus bietet der Koeffizient der dynamischen Reibung nach wie vor Spielraum für eine Verbesserung.

Die vorliegende Erfindung wurde mit dem Ziel gemacht, die oben beschriebenen Probleme zu lösen und die Nachteile zu überwinden. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es demgemäß, einen Synchronisierring zu schaffen, der eine ausgezeichnete Reibungscharakteristik und einen ausgezeich neten Verschleißwiderstand und stabile Qualität besitzt.

Zusammenfassung der Erfindung

Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Synchronisierring, hergestellt aus einer Fe- basierten gesinterten Legierung, der eine innere Umfangsoberfläche aufweist, geschaffen, wobei die innere Umfangsoberfläche angepaßt ist, um ablösbar durch synchronisiertes Gleiten mit einem rotierenden Gegenstückelement des Ringes in Angriff bzw. Kupplungsverbindung zu kommen. Mindestens die innere Umfangsoberfläche wird mit einer Wasserdampfbehandlung bearbeitet, um darauf einen Eisenoxidfilm zu bilden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt der Eisenoxidfilm eine Oberflächenrauhigkeit von nicht weniger als 20 µmRz, jedoch nicht mehr als 55 µmRz.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt der Eisenoxidfilm eine Oberflächenrauhigkeit von nicht weniger als 25 µmRz, aber nicht mehr als 35 µmRz.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt der Eisenoxidfilm eine Dicke von nicht weniger als 0,05 µm, jedoch nicht mehr als 5 µm.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht die Hauptkomponente des Eisenoxidfilms aus Fe₃O₄.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird mindestens die innere Umfangsoberfläche mit einer Blasstrahlbehandlung bearbeitet, und zwar zusätzlich zu der und in Kombination mit der Wasserdampfbehandlung, um darauf einen Eisenoxidfilm zu bilden.

Somit werden bei dem wie oben beschriebenen Synchronisierring eine ausgezeichnete Reibungscharakteristik, ein ausgezeichneter Verschleißwiderstand und eine stabile Qualität erzielt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines dargestellten Synchronisierrin ges;

Fig. 2 ist eine schematische Zeichnung eines Gleitreibungs-Prüfgerätes des Zylinder-an-Zylinder-Flachkontakttyps;

Fig. 3 ist ein Diagramm, das den mit dem Prüfgerät der Fig. 2 gemesse nen Reibungskoeffizienten veranschaulicht; und

Fig. 4 ist ein Diagramm, das den kritischen Flächendruck für Verschleiß veranschaulicht, gemessen mit dem Prüfgerät der Fig. 2.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Ein gesinterter Körper für einen Synchronisierring kann durch die Schritte des Kombinierens von Graphitpulver, Cu-Pulver und Fe-Pulver hergestellt werden, die normalerweise eine Korngröße von nicht mehr als 150 mesh (Maschen) mit einem vorbestimmten Verhältnis aufweisen; des Mischens dieser Komponenten unter normalen Bedingungen; dann des Pressens derselben unter einem Druck von um 4,5 bis 6,5 Tonnen/cm², um einen Grünling zu liefern; und des Sinterns des Grünlings bei einer Temperatur um 1.000 bis 1.200 Grad C, um einen gesinterten Körper zu erzeugen.

Auf einer inneren Umfangsoberfläche eines Synchronisierringes, bestehend aus dem gesinterten Körper, befinden sich, wie oben beschrieben, kleine Unebenheiten (Vorsprünge und Ausnehmungen) sowie zahlreiche Löcher, und die Oberflächenrauhigkeit liegt im Bereich von 8 bis 15 µmRz. Wenn auf der inneren Umfangsoberfläche eine Wasserdampfbehandlung bei 550 bis 600 Grad C während 30 bis 90 Minuten durchgeführt wird, wird ein Eisen oxidfilm auf der Oberflächenunregelmäßigkeit erzeugt, wobei der Film hauptsächlich Fe₃O₄, auch F₂O₃ enthaltend, umfaßt, mit zahlreichen Löchern von ungefähr 1 µm Innendurchmesser, einer Oberflächenrauhigkeit von 20 bis 55 µmRz und einer Härte um HV500.

Da die innere Umfangsoberfläche eines Synchronisierringes eine gesteigerte Oberflächenrauhigkeit aufweist, wie oben beschrieben, wird ein auf dem Kontaktbereich der inneren Umfangsoberfläche gebildeter Ölfilm mit seinem Gegenstückelement so beeinflußt, daß er eine verringerte Dicke bekommt. Als Ergebnis ergibt sich eine Tendenz zum Auftreten eines Grenzschmierungs zustandes (metallischer Kontakt), und wird beibehalten, wodurch der Reibungskoeffizient größer wird; dennoch wird der Verschleiß durch die ölende Wirkung des in den Löchern innerhalb des Fe₃O₄-Films enthaltenen Öls verhindert.

Wenn an der inneren Umfangsoberfläche eine Blasstrahlbehandlung und eine Wasserdampfbehandlung durchgeführt wird, statt nur eine Wasserdampf behandlung, tendiert der Ölfilm dahin, durchtrennt oder unterbunden zu werden; und außerdem wird auch der Durchgang für den Ölablaß sicherge stellt, wodurch die innere Umfangsoberfläche und ihr Gegenstückelement in den Grenzschmierungszustand kommen. Auch durch Ausführen einer Blasstrahlbehandlung an der inneren Umfangsoberfläche tendieren die Spitzen der Vorsprünge auf der Oberflächenschicht der inneren Umfangsoberfläche dahin, elastisch verformt zu werden, wodurch der tatsächliche Kontaktbereich zwischen der inneren Umfangsoberfläche und der äußeren Umfangsoberfläche des Gegenstückelementes zunimmt, was es der Reibungskraft ermöglicht, weiter zuzunehmen.

Indem ein Synchronisierring, bestehend aus einer Fe-basierten gesinterten Legierung feine Löcher aufweist, muß ein Synchronisierring, insbesondere seine innere Umfangsoberfläche, die mit einem verjüngten Konus als seinem Gegenstückelement Kontakt gibt, mit Reibungskraft und darüber hinaus Verschleißfestigkeit versehen werden. Bei einem Synchronisierring gemäß der vorliegenden Erfindung können mindestens seine Getriebezähne vorzugsweise eine theoretische Dichte oder Dichtheit von nicht weniger als 95% im Hinblick auf die Festigkeit aufweisen, während andere Abschnitte vorzugs weise eine theoretische Dichte von nicht weniger als 90% aufweisen können.

Die Oberflächenrauhigkeit des Eisenoxidfilms, der hauptsächlich Fe₃O₄ umfaßt, kann vorzugsweise in einem Bereich von 20 bis 55 µmRz liegen, und noch besser innerhalb eines Bereichs von 25 bis 35 µmRz. Falls die Ober flächenrauhigkeit kleiner als 20 µmRz ist, erreicht der Reibungskoeffizient sehr schnell ein Niveau von 0,08, wodurch eine Art von Rasselgeräusch verursacht wird. Falls andererseits die Oberflächenrauhigkeit größer als 55 µmRz ist, nimmt der kritische Flächendruck für Verschleiß ab und der Verschleißwiderstand wird verringert. Falls die Oberflächenrauhigkeit in einem Bereich von 25 bis 35 µmRz liegt, werden die Chancen, ein solches unerwünschtes Phänomen zu vermeiden, größer. Falls darüber hinaus die Oxidfilmdicke kleiner als 0,5 µm ist, tritt ein Verschleiß leicht auf, während, wenn die Oxidfilmdicke mehr als 5 µm beträgt, die Zunahme des kritischen Flächendruckes für Verschleiß unzureichend wird.

Beispiele des Synchronisierringes gemäß der Erfindung

Nunmehr werden verschiedene Ausführungsformen des Synchronisierringes sowie deren Vorteile gemäß der vorliegenden Erfindung weiter unter Bezugnahme auf verschiedene Tests beschrieben, die zum Vergleich mit anderen Referenz-Synchronisierringen als Beispielen durchgeführt wurden.

Teststücke, Gruppe 1

Ein gesinterter Körper wurde für verschiedenartige Testsynchronisierringe erzeugt, die in folgenden Schritten getestet werden sollten. Als erstes wurde Graphitpulver, Cu-Pulver, Fe-W-Pulver und Fe-Pulver (schwach legiertes Stahlpulver), von denen jedes eine Korngröße von nicht mehr als 150 mesh besaß, zubereitet, und diese Komponenten wurden zusammen unter normalen Bedingungen mit einem Mischungsverhältnis von: 0,9 Gew.-% für Graphitpul ver, 10 Gew.-% für Cu-Pulver, 10 Gew.-% für Fe-W-Pulver und die fehlenden Gewichtsprozente für Fe-Pulver gemischt, um ein gemischtes Pulver zu erhalten. Dann wurde das gemischte Pulver unter einem Druck von 5 Tonnen/cm²gepreßt bzw. verdichtet, um einen Grünling zu bilden. Schließlich wurde der Grünling bei einer Temperatur im Bereich von 1.000 bis 1.200 Grad C in einer Atmosphäre von zersetztem Ammoniumgas während 80 Minuten gesintert; und so wurde ein gesinterter Körper erhalten, der im wesentlichen die gleichen Komponenten besaß, wie die Komponenten in der ursprünglichen Pulverkombination.

Aus dem so erhaltenen gesinterten Körper wurde hergestellt: eine Gruppe (Gruppe 1) von vier unterschiedlichen Teststücken erzeugt, die eine unterschiedliche Oberflächenbehandlung hatten, und ein Vergleichsteststück 1, das zu Vergleichszwecken unterschiedlich gegenüber der vorliegenden Erfindung behandelt worden war, ein Vergleichsteststück 2, ein die Erfindung verkörperndes Teststück 1, das gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt worden war und ein die Erfindung verkörperndes Teststück 2. Das Vergleichsteststück 1 erfuhr keine Oberflächenbehandlung und besaß eine Oberflächenrauhigkeit von 10 µmRz, und das Vergleichsteststück 2 war einer Blasstrahlbehandlung unterzogen worden und besaß eine Oberflächenrauhigkeit von 15 µmRz. Das die Erfindung verkörpernde Teststück 1 wurde während 30 Minuten einer Wasserdampfbehandlung bei 550 Grad°C unterzogen, wodurch auf seiner Oberfläche ein Fe-Oxidfilm gebildet wurde, der hauptsächlich Fe₃O₄ enthielt und eine Dicke von 3 µm sowie eine Oberflächenrauhigkeit von 25 µmRz besaß. Das die Erfindung verkörpernde Teststück 2 wurde einer Blasstrahlbehandlung sowie einer Wasserdampf behandlung bei 550 Grad C während 30 Minuten unterzogen, wodurch auf seiner Oberfläche ein Fe-Oxidfilm mit einer Oberflächenrauhigkeit von 35 µmRz gebildet wurde.

Bei jedem Teststück der Gruppe 1 wurden folgende Tests durchgeführt:

Reibungstests für Gruppe 1

Bei jedem Teststück der Gruppe 1 wurde der Reibungskoeffizient unter den nachfolgenden Bedingungen gemessen, wobei ein Gleitreibungstestgerät des Zylinder-an-Zylinder-Flachkontakttyps, wie in Fig. 2 dargestellt, benutzt wurde.

Die Meßbedingungen waren folgende:

Schubbelastung: 80 kgf.
Gleitgeschwindigkeit: 1 m/s.
Schmieröl: SAE75W-90.
Öltemperatur: 90 Grad C.
Einölverfahren: Eintauchen.

Das Material des Gegenstückelementes war: Kohlenstoffstahl JIS (Japanese Industrial Standards) SCM420, aufgekohlt, abgeschreckt und getempert (Oberflächenhärte HV(0, 1)600).

Härte: gemessen in Mikro-Vickers.

Bei einem Gleitreibungstestgerät des Zylinder-an-Zylinder-Flachkontakttyps, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine drehende Welle, 11 ein Gegenstückelement, 11a eine Gleitoberfläche des Gegenstückelementes, 12 ein Sinterkörperteststück, 12a eine Gleitoberfläche des Teststückes, und 13 einen feststehenden Schaft.

Das Ergebnis der Tests ist in Fig. 3 dargestellt. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist: das die höchste Zahl für den Reibungskoeffizienten zeigende Teststück das die Erfindung verkörpernde Teststück 2, welches einer Blasstrahlbehand lung sowie einer Wasserdampfbehandlung unterzogen worden war; das Stück mit der zweithöchsten Zahl das die Erfindung verkörpernde Teststück 1, welchen einer Wasserdampfbehandlung unterzogen worden war; das Stück mit der dritthöchsten Zahl das Vergleichsteststück 2, welches nur einer Blass trahlbehandlung unterzogen worden war; und das Stück mit der niedrigsten Zahl das Vergleichsteststück 1, welches keiner Behandlung unterzogen worden war. Das die Erfindung verkörpernde Teststück 2 und das Vergleichsteststück 2 zeigen eine geringere Fluktuation des Reibungskoeffizienten im Vergleich mit dem die Erfindung verkörpernden Teststück 1 und dem Vergleichstest stück 1, die keiner Blasstrahlbehandlung unterzogen worden waren.

Verschleißwiderstandstests für Gruppe 1

Bei einer weiteren Serie von Teststücken aus der gleichen Gruppe 1 wurde der Vergleichswiderstand gemäß den folgenden Meßschritten und -bedingungen bestimmt, unter Anwendung desselben Gleitreibungstestgerätes des Zylinder- an-Zylinder-Flachkontakttyps, wie es in Fig. 2 dargestellt und oben beschrieben worden ist.

Die Tests wurden durch Messen des Flächendruckes beim Auftreten von Verschleiß als kritischer Flächendruck bei jeder Gleitgeschwindigkeit gemessen, und zwar auf folgende Weise: nach einer ersten Anlaufperiode von 10 Minuten wurden die Gleitgeschwindigkeit und die Schubbelastung anfänglich jeweils auf 1 m/s und 10 kgf eingestellt, und dann wurde das System während 5 Minuten gefahren. Dann wurde die Belastung auf 20 kgf gesteigert und das System für weitere 5 Minuten gefahren. Nach jeweils einem Lauf von 1 Minute Dauer wurde die Belastung nacheinander um 5 kgf gesteigert.

Die Testbedingungen waren die folgenden:

Schubbelastung: solange gesteigert, bis Verschleiß auftritt.
Gleitgeschwindigkeit: 2 m/s, 4 m/s und 6 m/s.
Schmieröl: SAE75W-90.
Öltemperatur: 90 Grad C.
Einölverfahren: Eintauchen.
Material des Gegenstückelementes: das gleiche wie bei den obigen Reibungstests.

Ein Ergebnis der Tests ist in Fig. 4 dargestellt. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist das den besten Verschleißwiderstand zeigende Teststück das die Erfindung verkörpernde Teststück 1, das einer Wasserdampfbehandlung unterzogen worden war. Das zweitbeste Teststück ist das die Erfindung verkörpernde Teststück 2, das einer Blasstrahlbehandlung sowie einer Wasserdampf behandlung unterzogen worden war. Das Vergleichsteststück 2, das nur einer Blasstrahlbehandlung unterzogen worden war, und das Vergleichsteststück 1, das keiner Behandlung unterzogen worden war, lagen an dritter Stelle und auf gleichem Niveau. Somit zeichnet sich die die vorliegende Erfindung verkörpernde Ausführungsform, die einer Wasserdampfbehandlung unterzogen worden war, offensichtlich in bezug auf den Verschleißwiderstand besonders aus.

Teststücke, Gruppe 2

Es wurde eine weitere Gruppe (Gruppe 2) von vier unterschiedlichen Teststücken hergestellt, ebenfalls in der gleichen Weise wie bei Gruppe 1. Sie umfaßte ein Vergleichsteststück 3 mit einer Oberflächenrauhigkeit von 15 µmRz, ein Vergleichsteststück 4 mit einer Oberflächenrauhigkeit von 17 µmRz, ein die Erfindung verkörperndes Teststück 3 mit einer Oberflächen rauhigkeit von 30 µmRz, und ein die Erfindung verkörperndes Teststück 4 mit einer Oberflächenrauhigkeit von 35 µmRz.

Reibungstests bei Gruppe 2

Bei jedem Teststück der Gruppe 2 wurde die Zeit gemessen, die ablief, ehe der Reibungskoeffizient ein Niveau von µ=0,08 erreichte, und zwar unter den gleichen Bedingungen wie bei den Reibungstests der Gruppe 1, unter Benutzung eines Prüfgerätes, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Als Ergebnis betrug beim Vergleichsteststück 3 mit einer Oberflächenrauhig keit von 15 µmRz die abgelaufene Zeit 13 Stunden, und sie betrug beim Vergleichsteststück 4 mit einer Oberflächenrauhigkeit von 17 µmRz 14 Stunden und 30 Minuten. Das die Erfindung verkörpernde Teststück 3 mit einer Oberflächenrauhigkeit von 30 µmRz besaß nach Ablauf von 15 Stunden einen Reibungskoeffizienten von µ=0, 13, und das die Erfindung verkörpernde Teststück 4 mit einer Oberflächenrauhigkeit von 35 µmRz besaß nach Ablauf von 15 Stunden ebenfalls einen Reibungskoeffizienten von µ=0, 13. Aus dem Ergebnis war zu erkennen, daß die die Erfindung verkörpernden Teststücke 3 und 4 einen geringeren Abnahmegrad des Reibungskoeffizienten µ sowie bessere Beständigkeitseigenschaften als die Vergleichsteststücke 3 und 4 besitzen, vorausgesetzt, daß die Gleitgeschwindigkeit nur 6 m/s beträgt.

Weitere Auswertung der Verschleißwiderstandstests

Das die Erfindung verkörpernde zusätzliche Teststück 5 mit einer Ober flächenrauhigkeit von 55 µmRz wurde ebenfalls den gleichen Verschleißwider standstests wie die Tests bei Gruppe 1 unterzogen, unter Verwendung des gleichen Testgeräts. Die Ergebnisse wurden mit denen der Gruppe 1 verglichen. Das die Erfindung verkörpernde Teststück 5 besaß hinsichtlich des Verschleißes einen kritischen Flächendruck von 35 kgf/cm², was weniger als 40 kgf/cm² ist, während das die Erfindung verkörpernde Teststück 2, das einer Blasstrahlbehandlung sowie einer Wasserdampfbehandlung unterzogen worden war und eine Oberflächenrauhigkeit von 35 µmRz besaß, einen Flächendruck von 45 kgf/cm² ergab; und das die Erfindung verkörpernde Teststück 1, das nur einer Wasserdampfbehandlung unterzogen worden war und eine Oberflächenrauhigkeit von 25 µmRz aufwies, einen Flächendruck von 65 kgf/cm² als kritischer Flächendruck für Verschleiß aufwies. Somit kann ein Teststück mit einer Oberflächenrauhigkeit unter 55 µmRz seinen kritischen Flächendruck für Verschleiß auf einem Niveau nicht unter 40 kgf/cm² leicht aufrecht erhalten.

Wie oben beschrieben, wird durch die praktische Umsetzung der vorliegenden Erfindung ein Synchronisierring erhalten, der in vorteilhafter Weise stabile Reibungseigenschaften, eine ausgezeichnete Synchronisierfähigkeit mit und Ablösbarkeit von seinem Gegenstückkonus, und einen ausgezeichneten Ver schleißwiderstand aufweist, der keine Bearbeitung wie Abschleifen und spanabhebende Bearbeitung des flammgespritzten Überzugs auf seiner inneren Umfangsoberfläche erfordert und eine stabile Qualität besitzt.

Wenngleich grundlegende neue Merkmale der Erfindung, angewandt nur bei bevorzugten Ausführungsformen derselben, dargestellt und beschrieben worden sind, können natürlich verschiedenartige Umgestaltungen und Änderungen an diesen Ausführungsformen durch Fachleute durchgeführt werden, ohne vom Konzept der Erfindung abzuweichen. Die Erfindung soll also nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche begrenzt sein.

Claims

1. Synchronisierring, hergestellt aus einer Fe-basierten gesinterten Legie rung, mit einer inneren Umfangsoberfläche, wobei die innere Umfangs oberfläche angepaßt ist, um ablösbar durch synchronisiertes Gleiten mit einem drehenden Gegenstückelement desselben in Angriff zu treten, wobei mindestens die innere Umfangsoberfläche einer Wasserdampf behandlung unterzogen worden ist, um auf ihr einen Eisenoxidfilm zu bilden.

2. Synchronisierring nach Anspruch 1, bei dem der Eisenoxidfilm eine Oberflächenrauhigkeit von nicht unter 20 µmRz, jedoch nicht über 55 µmRz, aufweist.

3. Synchronisierring nach Anspruch 1, bei dem der Eisenoxidfilm eine Oberflächenrauhigkeit von nicht unter 25 µmRz, jedoch nicht über 35 µmRz, aufweist.

4. Synchronisierring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Eisenoxidfilm eine Dicke von nicht unter 0,05 µm, jedoch nicht über 5 µm, aufweist.

5. Synchronisierring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Hauptkomponente des Eisenoxidfilms Fe₃O₄ ist.

6. Synchronisierring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem mindestens die innere Umfangsoberfläche einer Blasstrahlbehandlung, zusätzlich zu und in Kombination mit der Wasserdampfbehandlung, unterzogen wird, um darauf den Eisenoxidfilm zu bilden.