DE3524412A1 - Verfahren zur oberflaechenbehandlung rotationssymmetrischer laufflaechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehand­ lung rotationssymmetrischer Laufflächen von Maschinenteilen, insbesondere von kegeligen Reibflächen eines Synchronringes in einem Stufengetriebe, bei dem die Lauffläche mit einer Hartstoff-Schicht, insbesondere Molybdän-Schicht, versehen und die Schicht plan bearbeitet wird, wobei in der plan bearbeiteten Schicht Hohlräume zur Aufnahme eines Gleit­ mittels vorgesehen sind.

Es ist bekannt, bei der Herstellung von Synchronringen für Kraftfahrzeuggetriebe die kegelige Reibfläche des Innenkonus des Synchronringes mit einer Molybdän-Schicht zu versehen, beispielsweise durch Plasmasprühen. Da sich beim Plasmasprü­ hen keine hinreichende Maßgenauigkeit erzielen läßt, ist es erforderlich, die Molybdän-Schicht nachzubearbeiten, was üblicherweise durch Planschleifen bzw. Läppen erfolgt.

Bei dem bekannten Verfahren sind zunächst sowohl der Innen­ konus als auch der Außenkonus vollkommen plan geschliffen. Bei den üblichen Anwendungen bringt dies jedoch den Nachteil mit sich, daß sich ein Gleitmittel, insbesondere Öl, nicht ausreichend zwischen den Flächen ausbreiten kann. Es ist daher bekannt, die plan geschliffene Fläche eines der Konus­ se mit Nuten zu versehen, in denen sich Öl ansammeln kann.

Das bekannte Verfahren ist jedoch immer noch mit Nachteilen behaftet. Zum einen ist das Anbringen der Nuten an einem der Konusse relativ aufwendig und daher mit Herstellungskosten verbunden. Zum anderen wird bei dem vollständigen Plan­ schleifen die Molybdän-Schicht in ihrer Dicke deutlich vermindert, so daß entweder von Anfang an eine relativ dicke und damit teure Molybdän-Schicht aufgetragen oder eine Einbuße an mechanischer Stabilität in Kauf genommen werden muß.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzu­ bilden, daß ohne Einsatz dickerer Molybdän-Schichten und ohne gesonderten Bearbeitungsvorgang Hohlräume für ein Gleitmittel zur Verfügung gestellt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schicht beim Bearbeiten um eine Höhe abgetragen wird, die geringer als die Rauhtiefe der Oberfläche der Schicht ist, wobei vorzugsweise zum Bearbeiten ein Werkzeug verwendet wird, das an seiner Oberfläche mit Diamantstaub versehen ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird damit voll­ kommen gelöst.

Das gezielt geringfügige Bearbeiten der Oberfläche der Schicht hat nämlich zum einen den Vorteil, daß die Molyb­ dän-Schicht durch das Bearbeiten nur ganz geringfügig in ihrer Dicke vermindert wird. Zum anderen verbleiben durch die Bearbeitung, deren Höhe geringer als die Rauhtiefe ist, von selbst Hohlräume für das Gleitmittel, und zwar in Ge­ stalt der Täler der unebenen Molybdän-Oberfläche. Ein geson­ derter Bearbeitungsvorgang ist dann nicht mehr erforderlich.

Das Vorsehen eines Bearbeitungswerkzeuges mit einer mit Diamantstaub oder Diamantsplittern besetzten Oberfläche hat den Vorteil, daß bei entsprechend hohen Bearbeitungs-Dreh­ zahlen die Spitzen der unebenen Molybdän-Schicht ähnlich wie bei einem Zerspanungsvorgang abgeschert werden. Es entsteht dann im Bereiche der abgescherten Spitzen eine besonders ebene Oberfläche.

Insgesamt hat die Erfindung damit den überraschenden Vor­ teil, daß bei Einsparung eines Arbeitsganges bei unveränder­ ter Qualität Maschinenteile, insbesondere Synchronringe, zu Kosten hergestellt werden können, die gegenüber dem Stand der Technik deutlich vermindert sind. Bei Synchronringen von Stufengetrieben hat das erfindungsgemäße Verfahren den wesentlichen Vorteil, daß auf jegliches Einfahren oder Einlaufen der Getriebe verzichtet werden kann, weil die für das Gleitmittel erforderlichen Hohlräume bereits in weitge­ hend homogener Verteilung über die Lauffläche vorhanden sind. Es wird also mit anderen Worten durch das erfindungs­ gemäße Verfahren das Einlaufen der Stufengetriebe bereits in die Produktion vorgezogen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Maschinenteil beim Bearbeiten radial schwimmend gelagert.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß sich das Bearbeitungs­ werkzeug optimal im Maschinenteil zentrieren kann und damit ein gleichmäßiger Abtrag der Molybdän-Oberfläche entsteht.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend erläuterten und die nachstehend noch geschilderten Merkmale jeweils für sich alleine und auch in anderen Kombinationen verwendet werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu ver­ lassen.

Es versteht sich ferner, daß die Erfindung nur beispielhaft für Synchronringe dargestellt wird, selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren darüber hinaus auch bei anderen rotationssymmetrischen Maschinenteilen, insbesondere Wellen und Lagern, mit Vorteil eingesetzt werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Bearbeitungsstation zur Erläuterung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2a und 2b in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt II von Fig. 1 bei zwei unterschiedlichen Verfahrens­ abschnitten, jeweils in Schnittdarstellung.

In Fig. 1 bezeichnet 10 insgesamt einen Synchronring eines Stufengetriebes. Der Synchronring 10 verfügt in bekannter Weise über einen Innenkonus 11, der mit einer Hartstoff- Schicht 12, insbesondere einer Molybdän-Schicht, versehen ist. Das Anbringen und das Vorsehen dieser Schicht 12, beispielsweise im Plasma-Sprühverfahren, ist an sich bekannt und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Zur Bearbeitung der Schicht 12 ist ein gesamthaft mit 15 bezeichnetes Werkzeug vorgesehen, das auf einem Dorn 16 angeordnet und um dessen Achse drehbar gelagert ist. Das Werkzeug 15 verfügt über einen kegelförmigen Kopf 17 mit einem Kegelmantel 18, der dem Innenkonus 11 des Synchronrin­ ges 10 angepaßt ist.

Der Kegelmantel 18 ist mit Diamantstaub 19 bzw. Diamant­ splittern versehen. Der Diamantstaub 19 bzw. die Diamant­ splitter können auf den Kopf 17 bevorzugt galvanisch aufge­ bracht sein.

Mit Federn 20, die am Synchronring 10 angreifen und an ihrem anderen Ende raumfest sind, ist angedeutet, daß der Syn­ chronring 10 bei der Darstellung gemäß Fig. 1 radial schwim­ mend aufgehängt ist.

Das Werkzeug 15 wird mit sehr hohen Drehzahlen angetrieben. Geringfügige Rotations-Ungenauigkeiten werden durch die Federn 20 ausgeglichen, so daß sich der Synchronring 10 mit seinem Innenkonus 11 von selbst auf dem Kegelmantel 18 des Werkzeuges 15 zentriert.

Fig. 2a zeigt in stark vergrößerter und vereinfachter Dar­ stellung die Oberfläche der Molybdän-Schicht 12. Man er­ kennt, daß die Schicht 12 an ihrer Oberfläche Spitzen 25 und Täler 26 aufweist. Die mittlere Rauhtiefe der Oberfläche der Schicht 12 ist mit 27 bezeichnet.

Die Bearbeitung gemäß Fig. 1 wird nun so vorgenommen, daß die Schicht 12 auf einer Höhe 28 abgetragen wird, die klei­ ner als die Rauhtiefe 27 ist.

Nach dieser Bearbeitung ergibt sich eine Konfiguration, wie sie Fig. 2b zeigt. Man erkennt, daß entlang einer durch den Kegelmantel 18 definierten Kegelfläche 18 a von den Spitzen 25 nur noch Plateaus 30 verblieben sind, zwischen denen sich diejenige Täler 26 befinden, die tiefer als die Höhe 28 sind.

Auf diese Weise erzielt man im Bereich der Plateaus 30 eine sehr ebene Lauffläche, während dazwischen in den verbleiben­ den Tälern 26 ausreichende Hohlräume verbleiben, um dort Gleitmittel, beispielsweise Öl, zu speichern.

Man erkennt aus Fig. 2b auch deutlich, daß die Restdicke 29 der Schicht 12 sehr groß ist, insbesondere, wenn man sich vor Augen hält, daß die Darstellung gemäß Fig. 2a und 2b nicht maßstäblich ist, weil selbstverständlich die Rauhtie­ fe 27 wesentliche kleiner als die Gesamtdicke der Schicht 12 ist.

Claims (2)

1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung rotationssymme­ trischer Laufflächen von Maschinenteilen, insbesondere von kegeligen Reibflächen eines Synchronringes (10) in einem Stufengetriebe, bei dem die Lauffläche mit einer Hartstoff-Schicht (12), insbesondere Molybdän-Schicht, versehen und die Schicht (12) plan bearbeitet wird, wobei in der plan bearbeiteten Schicht (12) Hohlräume zur Aufnahme eines Gleitmittels vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (12) beim Bearbeiten um eine Höhe (28) abgetragen wird, die geringer als die Rauhtiefe (27) der Oberfläche der Schicht (12) ist, wobei vorzugsweise zum Bearbeiten ein Werkzeug verwendet wird, das an seiner Oberfläche mit Diamantstaub (19) versehen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinenteil beim Bearbeiten radial schwimmend gelagert ist.