DE19841618A1 - Thermisch gespritzter, verschleißfester Komfort - Synchronisierungsbelag - Google Patents
Thermisch gespritzter, verschleißfester Komfort - SynchronisierungsbelagInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Synchronisierring mit einem einen Gleitbereich aufweisenden Ringkörper, wobei der Gleitbereich mit einer verschleißfesten tribologischen Beschichtung versehen ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die tribologische Beschichtung eine thermisch gespritzte Beschichtung ist, die mindestens etwa 40 Gew.-% Titandioxid enthält. Die Beschichtung ist verschleißfester als die üblichen Sinterfolien und komfortabler als Beschichtungen aus Molybdänsystemen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Synchronisierring mit
einem einen Gleitbereich aufweisenden Ringkörper, wobei der
Gleitbereich mit einer verschleißfesten tribologischen Beschich
tung versehen ist.
Gattungsgemäße Synchronisierringe sind zum Beispiel aus der DE 42 40 157 A1,
US 53 37 872 A, EP 00 70 952 A1 und US 49 95 924 be
kannt.
Die bekannten Synchronisierringe weisen tribologische Beschich
tungen aus verschleißfestem Material auf. Dabei kann es sich z. B. um Messingmaterial, Kupferlegierungen, Molybdänbeschichtungen
und dergleichen handeln. Messing- und Molybdänbeschichtungen wer
den im allgemeinen durch thermisches Spritzen auf dem Gleitbe
reich des Synchronisierrings aufgebracht. Kupferlegierungen, vor
zugsweise mit Zinn oder Zink, werden im Stand der Technik in Form
von Streusinterfolien, d. h. als Reibfolie aufgebracht. Die Reib
folie ist auf einer Platte befestigt, die wiederum auf dem Gleit
bereich des Synchronisierrings befestigt wird.
Problematisch bei den Molybdän- oder Messingbeschichtungen ist,
daß es sich um sehr harte Beschichtungen handelt, die wenig Kom
fort bieten, so daß die Getriebe schwer zu schalten sind. Außer
dem geht die Getriebeentwicklung in Richtung von pneumatisch/elektronisch
gesteuerten Getrieben, bei denen insbesondere bei
Nutzfahrzeugen hohe Unterschiede in der Geschwindigkeit zwischen
der Schiebemuffe und dem Synchronisierring auftreten können. Da
mit ist aber die Leistungsgrenze der bekannten Molybdänbeschich
tungen erreicht und die Schiebemuffe verschleißt sehr schnell.
Die Streusinterfolien aus porösen Kupferlegierungen bieten demge
genüber zwar ausreichenden Komfort beim Schalten, verschleißen
aber relativ schnell. Die separate Anbindung an den Gleitbereich
des Synchronisierrings stellt ein zusätzliches Problem dar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Synchroni
sierring der oben genannten Art bereitzustellen, der gleichzeitig
verschleißfest und komfortabel ist und auf möglichst einfache
Weise auf den Gleitbereich aufgebracht werden kann.
Die Lösung besteht darin, daß die tribologische Beschichtung eine
thermisch gespritzte Beschichtung ist, die mindestens etwa 40
Gew.-% Titandioxid enthält. Erfindungsgemäß ist also vorgesehen,
daß die Beschichtung einen verschleißfesten Festschmierstoff,
nämlich Titandioxid, enthält. Das thermische Spritzen erlaubt es
wiederum, durch Einstellung geeigneter Spritzparameter eine porö
se Gefügestruktur der Beschichtung herzustellen. Damit wird ohne
weitere Nacharbeitung die Darstellung von Ölverdrängungskanälen
möglich, welche eine verbesserte Benetzung durch den Schmiermit
telfilm bewirken. Daraus resultiert ein besonders vorteilhaftes
Komfort-Verhalten des erfindungsgemäßen Synchronisierrings.
Das Herstellungsverfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch
aus, das eine Spritzmasse verwendet wird, die etwa 40 Gew.-% Ti
tandioxid enthält. Die Beschichtung kann direkt auf den Gleitbe
reich aufgebracht werden, so daß eine gute Anbindung der Be
schichtung an den Synchronisierring gewährleistet ist. Eine Nach
bearbeitung ist nicht notwendig.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprü
chen. Das Titandioxid hat vorzugsweise eine Partikelgröße von
höchstens etwa 5 µm. Eine bevorzugte Ausführungsform der Beschich
tung sieht vor, daß sie Zinn, Zink, Kupfer und/oder Aluminium
enthält. Die Beschichtung kann eine Porosität von bis zu 30% auf
weisen.
Dementsprechend wird beim Aufbringen der Beschichtung vorzugswei
se eine Spritzmasse verwendet, die Zinn, Zink, Kupfer und/oder
Aluminium enthält. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform be
steht darin, daß die Beschichtung im Drahtlichtbogenspritzverfah
ren aufgebracht wird, wobei als Spritzmasse vorzugsweise ein
Fülldraht verwendet wird. Der Fülldraht weist eine Füllung auf,
die ausreichend Titandioxid enthält, so daß die resultierende Be
schichtung einen Titandioxid-Anteil von etwa 40 Gew.-% aufweist.
Die Hülle des Fülldrahts besteht vorzugsweise aus Kupfer oder
Aluminium. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß
eine Kombination von einem Fülldraht und einem Massivdraht, vor
zugsweise aus einer Kupfer-Aluminium-Legierung verwendet wird.
Statt des Drahtlichtbogenspritzverfahrens kann auch ein anderes
thermisches Spritzverfahren, z. Bsp. Plasmaspritzen oder Hochge
schwindigkeitsflammspritzen, verwendet werden.
Eine Nachbearbeitung der Beschichtung ist möglich, aber nicht
zwingend erforderlich. Es ist z. Bsp. möglich, die Beschichtung
mit einer Prägung, bspw. durch einen Stempel, zu versehen.
Der Fülldraht kann z. Bsp. aus einem Kupfer-Mantel und einer Fül
lung aus Zinn, Zink und Titandioxid bestehen. Die Mengen der ein
zelnen Bestandteile sind so aufeinander abgestimmt, daß die durch
das Drahtlichtbogenspritzen oder Hochgeschwindigkeitsflammsprit
zen resultierende Beschichtung die Zusammensetzung
Cu/5Sn8Zn40TiO2 aufweist. Eine weitere Variante besteht darin,
daß beim Drahtlichtbogenspritzen eine Kombination aus einem Füll
draht und einem Massivdraht verwendet wird, wobei der Fülldraht
die soeben beschriebene Zusammensetzung hat und der Massivdraht
aus CuAl8 besteht. Die poröse Gefügestruktur ergibt sich durch
Einstellung geeigneter Spritzparameter.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im fol
genden anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform ei
nes erfindungsgemäßen Synchronisierrings;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Fülldrahts.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Ausführungsform eines er
findungsgemäßen Synchronisierrings 1 weist eine Innengleitung
auf. Der Synchronisierring gleitet also auf einem Getriebekonus
entlang seines inneren Umfangs. Der Synchronisierring 1 weist ei
nen Ringkörper 2 und eine verschleißbeständige tribologische
Schicht 4 auf der Oberfläche des Innenumfangs 3 des Ringkörpers 2
auf. Der Ringkörper 2 ist aus Metall oder Metallegierung, z. Bsp.
Eisen, Kupfer oder Aluminium oder deren Legierungen, hergestellt.
Die verschleißbeständige tribologische Schicht 4 enthält erfin
dungsgemäß etwa 40 Gew.-% Titandioxid mit einer Partikelgröße von
höchstens etwa 5 µm. Die Schicht 4 enthält ferner Zinn, Zink, Kup
fer und/oder Aluminium in variablen Anteilen. Die Beschichtung
weist eine Porosität bis zu etwa 30%, vorzugsweise etwa 20%, auf.
Zur Herstellung der Schicht 4 wurde die Oberfläche des Innenum
fangs 3 des Ringkörpers 2 zunächst aufgerauht, z. Bsp. sandge
strahlt und entfettet. Dann wurde die Schicht 4 durch das an sich
bekannte Drahtlichtbogen-Spritzverfahren unter Verwendung eines
oder zweier Fülldrähte aufgebracht. Bei Verwendung nur eines
Fülldrahtes bestand der zweite Draht aus CuAl8. Nach dem Aufbrin
gen wurde die Schicht 4 mit Hilfe eines Stempels geprägt (nicht
dargestellt).
Ein Fülldraht 10 ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Er weist
eine Hülle 11 aus Aluminium oder CuAl8 und eine Füllung 12 auf,
die etwa 40 Gew.-% Titandioxid mit einer Partikelgröße von etwa
5 µm enthält.
Claims (12)
1. Synchronisierring (1) mit einem einen Gleitbereich (3) auf
weisenden Ringkörper (2), wobei der Gleitbereich (3) mit einer
verschleißfesten tribologischen Beschichtung (4) versehen, ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die tribologische Beschichtung (4) eine thermisch gespritzte
Beschichtung ist, die mindestens etwa 40 Gew.-% Titandioxid ent
hält.
2. Synchronisierring nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Titandioxid eine Partikelgröße von höchstens etwa 5 µm
aufweist.
3. Synchronisierring nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die thermisch gespritzte Beschichtung (4) ferner Zinn
und/oder Zink und/oder Kupfer und/oder Aluminium enthält.
4. Synchronisierring nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die thermisch gespritzte Beschichtung eine Porosität von bis
zu etwa 30% aufweist.
5. Verfahren zum Aufbringen einer verschleißfesten tribologi
schen Beschichtung (4) auf dem Gleitbereich (3) eines Synchroni
sierrings (1),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beschichtung (4) thermisch gespritzt wird, wobei eine
Spritzmasse verwendet wird, die etwa 40 Gew.-% Titandioxid ent
hält.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Spritzmasse verwendet wird, die ferner Zinn und/oder
Zink und/oder Kupfer und/oder Aluminium enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beschichtung (4) im Drahtlichtbogen-Spritzverfahren auf
gebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Spritzmasse ein Fülldraht verwendet wird, der eine Titan
dioxid und ggf. Zinn und/oder Zink und/oder Kupfer und/oder Alu
minium enthaltende Füllung aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Fülldraht mit einer Hülle aus Kupfer und/oder Aluminium
verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Spritzmasse neben einem Fülldraht auch ein Massivdraht,
vorzugsweise aus CuAl8, verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gleitbereich (3) vor dem Aufbringen der Beschichtung (4)
aufgerauht, vorzugsweise sandgestrahlt und entfettet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beschichtung (4) nach dem Aufbringen geprägt wird.
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DE19841618C2 (de) | 2000-12-14 |
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