DE3705657C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Reibringes mit einer konisch oder zylindrisch gekrümmten Reibfläche, wobei der Reibring aus einem Stützring und einem mit diesem verbundenen Reibbelag besteht, und wobei der Reibbelag aus einer Vielzahl von Reibkörpern gebildet ist, die über den Umfang des Stützringes verteilt in radial nach außen offene Ausnehmungen des Stützringes formschlüssig eingepreßt sind.

Die Erfindung betrifft ferner einen nach dem vorstehend genannten Verfahren hergestellten Reibring.

Ein Verfahren und ein Reibring dieser Art sind aus der AT-AS 1 07 755 bekannt.

Die bekannten Reibringe sind als Kreisringausschnitte gestaltet und bestehen aus einem metallischen, im Radialschnitt kreisbogenförmigen Grundkörper, der an den Rändern des Bogens mit jeweils einer radial vorstehenden Leiste versehen ist. Auf die äußere Oberfläche des Grundkörpers kann ein im Radialschnitt ebenfalls kreisbogenförmiges Blech mittels Schrauben befestigt werden, das kreisförmige radiale Bohrungen aufweist. Vor dem Aufschrauben des Blechs werden durch die radialen Bohrungen hindurch Reibkörper von zylindrischer Gestalt eingesteckt und zwar von der nach dem Montieren des Blechs inneren Seite her, wobei die Reibkörper auf der inneren Seite des Blechs konisch oder zylindrisch verdickt ausgebildet sind und damit formschlüssig in dem Blech gehalten werden. Die bekannten Reibringe können darüberhinaus auch so gestaltet sein, daß die Reibkörper in entsprechende Ausnehmungen des Grundkörpers eingetrieben sind oder in schwalbenschwanzartigen Führungen als flächige Elemente gehalten sind. Bei den bekannten Reibringen ist es somit erforderlich, die Reibkörper entweder durch relativ aufwendige und kompliziert zu montierende Hilfseinrichtungen formschlüssig zu halten oder aber durch Eintreiben einzeln kraftschlüssig zu befestigen. Beide Maßnahmen sind mit einem erheblichen Aufwand beim Herstellen der Reibringe verbunden.

Bei den bekannten Reibringen bestehen die im wesentlichen zylindrischen Reibkörper aus einem Faser- oder Drahtmaterial, das zunächst als Halbzeug zu einer Art Seil verarbeitet und dann imprägniert und gehärtet wird. Die auf diese Weise gewonnenen strangartigen Stücke werden dann auf die gewünschte Länge zerschnitten, wodurch die zylindrischen Reibkörper entstehen. Sowiet bei den bekannten Reibringen formschlüssige Halterungen für die Reibkörper vorgesehen sind, ist es somit noch erforderlich, das bereits imprägnierte und gehärtete Material nach dem Abschneiden der zylindrischen Reibkörper von den stangartigen Stücken umzuformen, weil die Abschnitte der strangartigen Stücke eine streng zylindrische Form haben und daher für eine formschlüssige Halterung nicht geeignet sind.

Darüber hinaus ist es bekannt, für Reibbeläge Sintermaterialien, beispielsweise Streusinter-Materialien zu verwenden.

Die bei Sinterkörpern auftretenden Werkstoffporen bringen beim Einsatz von solchen Werkstoffen für Reibbeläge Vorteile mit sich, die bei Reibscheiben mit einer ebenen Reibfläche einfach ausgenützt werden können, weil das aus verschiedenen Komponenten bestehende Sinterpulver genau dosiert auf den Scheibenkörper aufgebracht und in einer Reihe von Verfahrensschritten gesintert und verdichtet werden kann, wobei sich beim Sintern eine gute Verbindung zwischen dem Reibbelag und dem Scheibenkörper ergibt.

Reibringe, wie sie bei Synchronisiereinrichtungen von Schaltgetrieben, Reibkupplungen oder Reibbremsen Verwendung finden, werden üblicherweise jedoch nicht mit Reibbelägen aus einem Sinterwerkstoff versehen, weil bereits das Auftragen des Sinterpulvers auf die zylindrische oder konische Reibfläche Schwierigkeiten bereitet und ein Verdichten der aufgebrachten Pulverschicht über eine axiale Druckstempelbewegung nicht möglich ist.

Um trotzdem Reibringe mit einem Streusinter-Reibbelag auszurüsten zu können, ist es aus der DE-PS 34 17 813 bekannt, den Reibbelag in einer herkömmlichen Weise auf ein ebenes Trägerblech aufzusintern und dann dieses Trägerblech nach einem Biegen entsprechend der geometrischen Form der Reibfläche des Reibringes mit dem Stützring durch ein Punktschweißen zu verbinden. Nachteilig bei diesen bekannten Reibringen ist allerdings, daß durch das Punktschweißen eine ungleichmäßige Wärmebelastung des Stützringes mit der Gefahr von Wärmespannungen auftritt, daß aufgrund der Federwirkung des Trägerbleches zwischen den Schweißstellen ein genaues Nacharbeiten des Reibbelages nicht möglich ist und daß in der Praxis wegen der bei vorgegebenen Stützringabmessungen um die Dicke des Trägerbleches verminderten Stärke des Sinterwerkstoffes keine engen Fertigungstoleranzen eingehalten werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Reibring der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß dieser Reibring mit einfachen Mitteln mit einem Reibbelag aus einem Sinterwerkstoff versehen werden kann, ohne daß komplizierte Montagearbeiten ausgeführt oder ein gesonderter Träger für den Reibbelag vorgesehen werden muß.

Gemäß dem eingenga genannten Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zunächst formbeständig aus einem verdichteten Sinterpulver durch ein Vorsintern oder ein Abbinden mittels eines Bindemittels hergestellten Reibkörper nach dem Einpressen in die Ausnehmungen des Stützringes gesintert werden.

Gemäß dem eingangs genannten Reibring, der nach dem vorstehend genannten Verfahren hergestellt wurde, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe entweder dadurch gelöst, daß die Ausnehmungen zur Aufnahme der Reibkörper axial verlaufen oder daß die Ausnehmungen aus radialenDurchtrittsbohrungen im Stützring bestehen.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Reibringes können zunächst formbeständige Reibkörper aus einem verdichteten Sinterpulver durch ein Vorsintern oder ein Abbinden mittels eines Bindemittels hergestellt und dann nach einem Einpressen in die Ausnehmungen des Stützringes gesintert werden. Die Sinterung der in den Stützring eingesetzten Reibkörper bringt eine gute Verbindung zwischen dem Reibkörper und dem Stützring mit sich. Die Reibkörper müssen aber zu formbeständigen, selbst­ tragenden Körpern vorgefertigt werden, um in die Ausnehmungen des Stützringes eingepreßt werden zu können. Zu diesem Zweck können die Reibkörper vorgesintert werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Teilchen des Sinterpulvers mittels eines Bindemittels zu binden, das dann nach Einsetzen der Reibkörper in den Stützring beim Sintervorgang herausgebrannt wird.

Da auch der erfindungsgemäße Reibbelag in an sich bekannter Weise durch eine Vielzahl von Reibkörpern gebildet wird, braucht bei der Herstellung der Reibkörper keine Rücksicht auf die geometrische Form der Reibfläche des Reibringes genommen zu werden. Die Reibkörper können demnach in einfacher Weise vorgefertigt und in die Ausnehmungen des Stützringes formschlüssig eingepreßt werden. Die formschlüssige Aufnahme der Reibkörper in den Ausnehmungen des Stützringes vereinfacht die Positionierung der Reibkörper und unterstützt deren Halterung im Stützring, was die Fertigung solcher Reibringe mit engen Toleranzen erlaubt, zumal die Reibkörper selbst mit engen Toleranzen hergestellt und nach dem Einpressen in die Ausnehmungen des Stützringes genau nachbearbeitet werden können.

Die erfindungsgemäßen Reibringe haben ferner den ebenfalls an sich bekannten Vorteil, daß sich zwischen den einzelnen Reibkörpern von selbst Nuten für eine Schmiermittelableitung ergeben und daß sich demnach das Einprägen von Nuten in den Reibbelag aus dem Sinterwerkstoff erübrigt.

Da der über den Stützring aus den Ausnehmungen vorragende Teil der Reibkörper den Reibbelag bildet, braucht der Stützring nicht die geometrische Form der Reibfläche aufzuweisen. Die Reibkörper können in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung nämlich nach dem Einpressen in den Stützring im Bereich der Reibfläche beliebig nachgearbeitet werden. Dies gilt insbesondere für kegelförmige Reibflächen, die unabhängig von der Konusform des Stützringes durch ein Nacharbeiten der aus den Ausnehmungen des Stützringes vorragenden Teile der Reibkörper entlang einer zum Stützring koaxialen Kegelfläche geformt werden können.

Weiterhin ist bevorzugt, wenn die Halterung der Reibkörper in den Ausnehmungen des Stützringes durch ein Anstauchen der Reibkörper im Sinnen einer Nietverbindung sichergestellt wird. Das verdrängte Material der Reibkörper übergreift dabei den Ausnehmungsrand.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Reibringe besteht eine Reibringausbildung darin, daß die Ausnehmungen zur Aufnahme der Reibkörper im Stützring axial verlaufen. Damit wird eine einfache, spanabhebende Herstellung der Ausnehmungen gewährleistet, wobei sich der Reibbelag über die axiale Länge des Stützringes erstrecken kann. Die axial verlaufenden Ausnehmungen führen selbst bei einer Aneinanderreihung der Ausnehmungen mit geringem Abstand zu keiner unzulässigen Schwächung des tragenden Querschnittes des Stützringes.

Um bei einer vorgegebenen Größe der Reibfläche die notwendige Anzahl der Reibkörper begrenzen zu können, können bei einer Weiterbildung der Erfindung die Ausnehmungen zur Aufnahme der Reibkörper als hinterschnittene Axialnuten ausgebildet sein, in die die Reibkörper, die eine dem Nutenquerschnitt entsprechende Querschnittsform aufweisen, in axialer Richtung eingepreßt werden und mit ihrem über die axialen Nuten vorragenden, vergleichsweise großflächigen Teil den Reibbelag bilden.

Die axialen Ausnehmungen können aber auch bei Ausführungsbeispielen der Erfindung durch entsprechende Bohrungen im Stützring gebildet werden, was die Herstellung besonders einfach macht. Ist der Abstand zwischen der die Reibfläche aufweisenden Ringfläche des Stützringes und der Achse der Axialbohrungen kleiner als der Bohrungsradius, so ergibt sich eine für das Einsetzen und die Halterung der Reibkörper vorteilhafte Hinterschneidung der Ausnehmungen.

Eine andere Möglichkeit der Ausnehmungsanordnung ergibt sich, wenn bei weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung die Ausnehmungen aus radialen Durchtrittsbohrungen im Stützring bestehen. Mit den radialen Durchtrittsbohrungen im Stützring ist zwar eine gewisse Schwächung des tragenden Querschnittes des Stützringes verbunden, doch wird eine besonders vorteilhafte Verankerung der Reibkörper im Stützring erzielt, weil die Reibkörper nietenähnlich befestigt werden können. Außerdem kann ein über den Bohrungsquerschnitt vergrößerter Kopf zur Bildung der Reibfläche vorgesehen werden, was eine bessere Werkstoffausnützung erlaubt. Die Anordnung radialer Durchtrittsbohrungen eignet sich vor allem für Stützringe mit einem Reibbelag sowohl an der Außen- als auch an der Innenfläche. Die in die Durchtrittsbohrungen eingesetzten Reibkörper können je beidseitig über die Durchtrittsbohrungen vorstehen und mit den vorstehenden Köpfen die beiden Reibbeläge bilden.

Bei zylindrischen Ausnehmungen zur Aufnahme der Reibkörper ergibt sich beim Einsetzen der Reibkörper die Gefahr einer ungewollten Verschiebung. Werden bei Ausführungsbeispielen der Erfindung die Ausnehmungen konisch ausgebildet, so wird die Handhabung der vorzugsweise gegengleichen Reibkörper beim Einsetzen in die Ausnehmungen erleichtert, weil die Reibkörper innerhalb der Ausnehmungen axial festgelgt sind.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Reibring ausschnittsweise in einer Draufsicht;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1;

Fig. 4 den Reibring nach Fig. 1 nach einer Nachbearbeitung der Reibfläche in einer Draufsicht;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Reibfläche des Reibringes nach Fig. 4;

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5;

Fig. 7 bis 9 drei verschiedene Ausführungsbeispiele einer Konstruktionsvariante eines erfindungsgemäßen Reibringes mit radial eingesetzten Reibkörpern jeweils ausschnittsweise in einem Axialschnitt;

Fig. 10 eine weitere Konstruktionsvariante eines erfindungsgemäßen Reibringes in einer Draufsicht;

Fig. 11 eine Ansicht des Reibringes nach Fig. 10 in Richtung auf den Reibbelag und

Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie XII-XII der Fig. 11.

Der als Synchronring für eine Synchronisiereinrichtung eines Schaltgetriebes ausgebildete Reibring besteht gemäß den Ausführungsbeispielen im wesentlichen aus einem mit Zähnen 1 versehenen Stützring 2, der über den Umfang verteilt gegen die Reibfläche offene Ausnehmungen 3 zur Aufnahme von vorgefertigten Reibkörpern 4 aufweist, die in die Ausnehmungen 3 eingepreßt sind. Diese Reibkörper bestehen aus einem Sinterwerkstoff und werden aus einem verdichteten Sinterpulter durch ein Vorsintern oder ein Abbinden mittels eines Bindemittels hergestellt, um nach dem Einpressen in die Ausnehmungen 3 einem abschließenden Sintervorgang unterworfen zu werden, bei dem eine entsprechende Verbindung zwischen dem Stützring 2 und den Reibkörpern 4 sichergestellt wird. Ist der Stützring ebenfalls aus einem Sinterwerkstoff zu fertigen, so können der Stützring und die Reibkörper gemeinsam fertiggesintert werden.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 6 ist der Stützring 2 mit axial zum Stützring verlaufenden Ausnehmungen 3 in Form von Axialbohrungen versehen, in die die zylindrischen Reibkörper 4 axial eingesetzt werden. Da der Abstand der die Reibkörper 4 aufweisenden Ringfläche 5 des Stützringes 2 von den Achsen der Axialbohrungen kleiner als der Bohrungsradius ist, bildet der Bohrungsteil im Stützring 2 eine hinterschnittene Nut zur Aufnahme der Reibkörper 4, die in den Ausnehmungen 3 formschlüssig gehalten werden. Der über die Ringfläche 5 vorragende Teil der Reibkörper 4 ergibt die Reibfläche des Reibringes. Um eine Reibfläche mit geringen Fertigungstoleranzen herstellen zu können, können die über die Ringfläche 5 vorragenden Teile der Reibkörper 4 nachbearbeitet werden, wie dies in den Fig. 4 bis 6 angedeutet ist. Die Reibkörper 4 bilden mit ihren nachgearbeiteten Flächen 6 die Reibfläche des Reibringes, und zwar in Form einer zum Stützring 2 koaxialen Kegelfläche.

Im Gegensatz zu dem Reibring nach den Fig. 1 bis 6 weisen die Reibringe nach den Fig. 7 bis 9 nicht axiale, sondern radiale Bohrungen für die Ausnehmungen 3 auf, wobei die Bohrungsachsen nicht senkrecht auf die Achse des Stützringes 2, sondern auf die kegelförmige Wand des Stützringes 2 stehen. Die Reibkörper 4 bilden daher mit ihren stirnseitig über die innere Ringfläche 5 bzw. die äußere Ringfläche 7 vorragenden Köpfe 8 den Reibbelag. Diese Köpfe können durch ein Anstauchen der in die Ausnehmungen 3 des Stützringes 2 eingesetzten Reibkörpers 4 gebildet werden, wobei das verdrängte Material den Ausnehmungsrand übergreift. Gemäß der Fig. 7 bilden die Reibkörper 4 beidseitig vorstehende Reibköpfe 8, nach den Fig. 8 und 9 wird durch einen einseitigen Kopf 8 eine Reibfläche entweder auf der äußeren Ringfläche 7 oder auf der inneren Ringfläche 5 erhalten. Selbstverständlich können auch bei einer solchen Ausbildung die vorragenden Köpfe 8 zur Kalibrierung der Reibfläche nachgearbeitet werden.

In den Fig. 10 bis 12 wird ein Stützring 2 gezeigt, der schwalbenschwanzförmig hinterschnittene Axialnuten zur Aufnahme der gegengleich ausgebildeten Reibkörper 4 aufweist. Die Reibkörper 4 werden demnach als in der Grundform rechteckige Plättchen vorgefertigt. Wie insbesondere der Fig. 12 entnommen werden kann, sind die die Axialnuten bildenden Ausnehmungen 3 zylindrisch, während die Ringfläche 5 konisch verläuft. Die über die axiale Länge unterschiedlich gegenüber der Ringfläche 5 vorragenden Reibkörper 4 können wieder entsprechend der Ringfläche 5 nachgearbeitet werden, was allerdings nicht zwingend erforderlich ist, weil die Ringfläche 5 nicht parallel zur Reibfläche verlaufen muß.

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen eines Reibringes mit einer konischen oder zylindrisch gekrümmten Reibfläche, wobei der Reibring aus einem Stützring (2) und einem mit diesem verbundenen Reibbelag besteht, und wobei der Reibbelag aus einer Vielzahl von Reibkörpern (4) gebildet ist, die über den Umfang des Stützringes (2) verteilt in radial nach außen offene Ausnehmungen (3) des Stützringes (2) formschlüssig eingepreßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zunächst formbeständig aus einem verdichteten Sinterpulver durch ein Vorsintern oder ein Abbinden mittels eines Bindemittels hergestellten Reibkörper (4) nach dem Einpressen in die Ausnehmungen (3) des Stützringes (2) gesintert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus den Ausnehmungen (3) des Stützringes (2) vorragende Teil der Reibkörper (4) entlang einer zum Stützring (2) koaxialen Kegelfläche nachgearbeitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkörper (4) beim Einpressen in die Ausnehmungen (3) des Stützringes (2) im Sinne eines Übergreifens des Ausnehmungsrandes angestaucht werden.

4. Reibring, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (3) zur Aufnahme der Reibkörper (4) axial verlaufen.

5. Reibring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (3) zur Aufnahme der Reibkörper (4) als hinterschnittene Axialnuten ausgebildet sind.

6. Reibring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (3) durch Axialbohrungen gebildet sind.

7. Reibring hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (3) aus radialen Durchtrittsbohrungen im Stützring (2) bestehen.

8. Reibring nach Ansppruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (3) konisch ausgebildet sind.