KR101407663B1

KR101407663B1 - 동기화 링 조립체 및 동기화 링의 마찰 라이닝을 형성하기 위한 방법

Info

Publication number: KR101407663B1
Application number: KR1020127010555A
Authority: KR
Inventors: 위르겐 뮌스터; 헤르만 굼메르트; 한스-위르겐 레히테른
Original assignee: 오토 푹스 카게
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2014-06-17
Also published as: JP5252604B2; EP2459895B1; BR112012005392A2; CN102575723A; CN102575723B; ES2399377T3; EP2459895A1; KR20120085790A; JP2013506092A; WO2011035806A1

Abstract

동기화 링 조립체(1)는 두 개 이상의 동기화 링(2, 3, 4)을 포함한다. 두 개 이상의 동기화 링은 각각 마찰 표면(7, 8; 15, 16)을 가지며, 이 마찰 표면은 서로 작동적으로 연결되게 배치되어 마찰 페어링을 형성하도록 한다. 두 개의 동기화 링들 중 하나 또는 두개가 강 재료로 제조되고 나머지 동기화 링이 황동 재료로 제조된다. 황동-재료의 동기화 링은 더 단단한 입자(P)가 더 연한 결정질의 베이스 재료 내로 통합된다. 강-재료 동기화 링(3)의 마찰 페어링의 마찰 표면(8, 15)은 마찰 라이닝(13, 14)에 의해 형성되고, 이 마찰 표면은 다른 마찰 표면에 대해 상보적이고, 상기 마찰 라이닝은 그 안에 통합된 필러 입자를 구비한 유기 바인더로 이루어진다. 서로에 대해 동심으로 배치된 두 개의 마찰 라이닝(13, 14)을 가지는 동기화 링(3)의 마찰 라이닝을 형성하기 위한 방법은 사출-성형가능하고 및/또는 이송-성형가능한 플라스틱 화합물이 이용되며, 이 화합물은 코팅되는 링 섹션(9)의 일 측부로부터 플라스틱 사출-성형 또는 이송-성형 방법에 의해 도포되며, 마찰 라이닝 화합물이 캐스팅 측부로부터 마찰 표면(13, 14)을 형성하기 위해 제공되는 링 섹션 표면 상으로 링 섹션(9) 내의 통공(11, 12)을 통하여 안내되는 것으로 한정한다.

Description

동기화 링 조립체 및 동기화 링의 마찰 라이닝을 형성하기 위한 방법 {SYNCHRONIZING RING ASSEMBLY AND METHOD FOR FORMING THE FRICTION LININGS OF A SYNCHRONIZING RING}

본 발명은 두 개 이상의 동기화 링(synchronizing ring)을 포함하는 동기화 링 조립체에 관한 것으로, 각각의 동기화 링은 마찰 페어링(friction pairing)을 형성하도록 서로 작동적으로 연결되게 배치될 수 있으며, 두 개 이상의 동기화 링 중 하나는 강(steel) 재료로 제조되고 나머지 동기화 링은 황동 재료로 제조된다. 본 발명은 또한 서로에 대해 동심으로 배치되는 두 개의 마찰 라이닝을 가지는 동기화 링의 마찰 라이닝을 형성하기 위한 방법에 관한 것이다.

동기화된 멀티속도 또는 기어 전환 장치 기어링에서, 기어 전환 동안 강제-잠금 방식으로 서로 연결되도록 하는 샤프트는 강제-잠금 연결이 설정되기 전에 샤프트의 회전 속도에 대해 동기화된다. 이를 위해, 이러한 타입의 기어링의 개별 속도는 단독으로 또는 다중으로 동기화된다. 동기화 링은 동기화를 발생시키기 위해 이용된다. 동기화 링은 각각의 경우 예를 들면 원하는 동기화를 발생시키기 위해, 방탈 휠(escapement wheel) 상의 대항체(counterbody)로서 작용하는 마찰 표면을 가진다. 다중 동기화를 위해, 개별 동기화 링은 서로에 대해 작용한다. 이를 위해, 대항체-예를 들면, 다중 동기화에서, 동기화 링-는 또한 마찰 표면을 가진다. 양 부재는 축방향으로 서로에 대해 변위가능하다. 동기화는 마찰 페어링을 형성하는 두 개의 마찰 표면을 가압함으로써, 특히 마찰 록크(frictional lock)를 설정함으로써, 이루어진다. 이 같은 동기화 링 조립체의 개별 부재가 오일 환경 내에 존재하기 때문에, 원하는 마찰 로크를 생성하도록 마찰 페어링의 마찰 표면들 사이에 존재하는 오일 막이 관통되어 파열되어야 한다. 이를 위해, 마찰 페어링의 하나 이상의 마찰 표면은 통상적으로 오일 그루브를 가지며, 이 오일 그루브는 일반적으로 축방향으로 연장된다. 게다가, 황동 재료의 동기화 링에 대해, 나사산형성 표면을 가지는 마찰 표면이 공지되어 있다.

3개의 동기화 링을 가지는 동기화 링 조립체는 DE 20 2005 035 941 B3호에서 설명된다. 외측 동기화 링, 중간 링, 및 내측 동기화 링으로 이루어지는 이러한 동기화 링 조립체는 외측 동기화 링 및 중간 링이 각각 강 재료로 제조되고, 내측 동기화 링은 구리 재료, 예를 들면, 황동 재료로 제조되는 것을 특징으로 한다. 황동 재료의 동기화 링의 마찰 표면은 마찰 표면을 형성하기 위한 마찰 나사산부 또는 마찰 라이닝을 가질 수 있으며, 이에 의해 황동 재료의 동기화 링은 한편으로 중간 링의 상보적 마찰 표면에 대해 작용하고, 다른 한편으로 내부 상의 방탈 휠에 대해 작용한다.

마찰 페어링의 두 개의 마찰 표면은 동기화가 적절히 달성되는 것을 허용하도록 특정 마찰 계수를 가져야 한다. 이를 위해, 강 재료 링의 마찰 표면은 그라인딩되고 연마(hone)되어야 한다. 이러한 기계가공 단계들은 마찰 표면이 소정의 잔류 거칠기(residual roughness)를 가지는 방식으로 수행되어야 한다. 황동 재료의 마찰 표면에 비해 강 재료 마찰 표면의 더 큰 경도(hardness)에 의해, 황동 재료의 동기화 링을 위한 마찰 표면에는 종종 마찰 라이닝이 제공된다. 이 같은 동기화 링 조립체의 수명에 걸쳐, 이 같은 마찰 페어링의 마찰의 계수는 마찰 표면들의 상호 매끈화(smoothing)에 의해 감소될 수 있으며, 그 결과 동기화를 달성하기 위해 더 높은 축방향 압력이 마찰 페어링 상에 가해져야 한다. 황동 동기화 링이 마찰 표면으로서 나사산부를 가지며, 상보적 마찰 표면이 강 재료의 동기화 링에 의해 제공되는 마찰 페어링에 대해, 상호 경사지는 옆면(flank)과 함께 나사산 높이에서의 감소는 또한 황동 재료의 동기화 링의 마찰 표면의 마모 동안 접촉 표면을 변경한다. 이는 또한 동기화 프로세스에 효력이 있다.

두 개의 외측 동기화 링 사이에 중간 링을 가지는 동기화 링 조립체에서, 중간 링은, 황동 재료로 제조되는 경우, 마찰 표면을 형성하기 위하여 양 측면이 마찰 라이닝으로 코팅된다. 이러한 타입의 마찰 라이닝은 일반적으로 동기화 링의 적절히 미리처리된 마찰 라이닝 표면으로 접착 본딩 개별 마찰 섹션에 의해 도포된다. 각각 상이한 마찰 페어링과 관련된 마찰 라이닝에 의해 제공된 두 개의 마찰 표면들을 가지는 이 같은 중간 링을 생산하기 위한 제조상의 노력은 따라서 이에 대응하여 높아진다.

설명된 종래 기술을 기초로 하여, 본 발명의 목적은 따라서 이 같은 동기화 링 조립체의 수명에 걸쳐, 동기화 링 조립체 내에 포함되는 하나 이상의 마찰 페어링이 일정하게 남아 있는 마찰 계수를 가질 뿐만 아니라 수명에 걸쳐 동일한 동기화 작용을 가지는 방식으로 도입부에서 언급된 타입의 동기화 링 조립체를 개량하는 것이다.

본 발명의 목적은 또한 두 개의 측면 마찰 라이닝의 적용이 단순화되는 방식으로 도입부에서 언급된 타입의 방법을 개량하는 것이다.

동기화 링 조립체와 관련된 목적은 도입부에서 언급된 포괄적인 동기화 링 조립체에 의해 달성되며, 여기에서 축방향으로 연장하는 오일 그루브가 선택적으로 존재하는 것을 제외하고, 황동 재료의 동기화 링의 마찰 표면이 매끄럽고, 황동 재료의 동기화 링이, 적어도 마찰 표면을 형성하는 황동 재료의 동기화 링의 섹션에서, 더 큰 경도를 가지는 입자들이 더 적은 경도를 가지는 결정질의 베이스 재료(crystalline base material)로 결합되는 구조를 가지며, 다른 마찰 표면에 대해 상보적인 강 재료의 동기화 링의 마찰 페어링의 마찰 표면이 그 안에 결합되는 필러 입자들을 가지는 유기 바인더(organic binder)로 이루어지는 마찰 라이닝에 의해 형성되며, 필러 입자는 바인더보다 더 큰 경도를 가진다.

이러한 동기화 링 조립체에서, 동기화 링 조립체의 수명에 걸쳐, 마찰 계수와 관련되는 마찰 표면의 표면 특성이 미리한정된 허용 한계 한도 내에서 변경하지 않는 방식으로 마찰 페어링의 두 개의 마찰 표면이 황동 재료의 동기화 링과 강 재료의 동기화 링 사이에 제공된다. 그 이유는 각각의 마찰 표면을 형성하는 마찰 페어링을 형성하는, 두 개의 마찰 표면의 섹션의 재료 특성에 있다. 이러한 동기화 링 조립체의 하나 이상의 마찰 페어링에서, 두 개의 마찰 표면의 재료 특성이 더 큰 경도를 가지는 입자가 더 연한 베이스 재료 내로 결합되도록 하는 것이다. 이를 위해, 필러로서 그 안에 결합된 더 큰 경도를 가지는 유기 바인더 함유 입자로 이루어지는, 유기 마찰 라이닝은 강 재료의 동기화 링을 위한 마찰 라이닝으로서 사용된다. 이러한 입자들은 바람직하게는 짧은 섬유, 특히 탄소 섬유이다. 이러한 마찰 라이닝의 마찰 표면과 협동하는 황동 재료의 동기화 링의 마찰 표면은 더 작은 경도를 가지는 결정질의 베이스 재료로 결합되는 더 큰 경도를 가지는 입자를 가진다. 이러한 타입의 황동 합금이 이용되는 것이 바람직하고, 황동 재료의 동기화 링은 적절하게 적용된 프로세스를 이용하여 이러한 타입의 황동 합금으로부터 생산되어, 제조 프로세스 동안, 규화물, 예를 들면 Mn-Fe 규화물 및/또는 Ni-Co 규화물이 더 큰 경도를 가지는 입자로서 형성되도록 한다. 짧은 섬유 필러와 같은, 이러한 입자들은 강 재료의 동기화 링의 라이닝의 베이스 재료 내로 확산된다. 황동 합금 내에 포함되고 기본 화합물보다 더 큰 경도를 가지는 입자들, 예를 들면 상술된 규화물은 황동 재료의 동기화 링의 마찰 표면과 협동하는, 마찰 라이닝에 의해 형성된 강 재료의 동기화 링의 마찰 표면의 바인더보다 더 단단하다. 원칙적으로, 마찰 라이닝 내로 결합되는 더 단단한 필러 입자는 또한 황동 재료의 동기화 링의 마찰 표면을 형성하기 위해 사용된 황동 합금의 매트릭스보다 더 큰 경도를 가진다. 두 개의 동기화 링의 회전 속도를 일치시키기 위한 마찰 페어링의 작동 동안, 마찰의 계수가 결합된 더 단단한 입자에 의해 심지어 증가된 마모로 변화되지 않는다. 대신, 더 단단한 입자는 이미 발생된 마찰 표면 상의 마모와 관계없이, 마찰 표면의 거칠기가 일정하게 유지된다. 거칠기는 결합된 더 단단한 입자와 이러한 입자들을 둘러싸고 입자 보다 더 연한 베이스 재료 사이의 경도에서의 대비(contrast)로부터 초래된다. 더 단단한 입자가 마찰 표면의 표면 위 뿐만 아니라 마찰 층의 깊이에 걸쳐서도 분포되기 때문에, 마찰 표면의 상술된 특성이 이 같은 마찰 페어링의 수명에 걸쳐 유지된다.

방법과 관련된 목적은 청구항 13의 특징부를 가지는 방법에 의해 본 발명에 따라 달성된다.

3개의 동기화 링을 가지는 동기화 링 조립체는 유용하게는 동기화 링 조립체가 두 개의 황동 재료의 동기화 링 및 하나의 강 재료의 동기화 링을 포함하는 방식으로 함께 놓이며, 강 재료의 동기화 링은 중간 링이 된다. 이러한 동기화 링 조립체의 두 개의 마찰 페어링은 상술된 바와 같은 설계를 가진다. 이는 외측 황동 재료 링과 내측 황동 재료 링의 마찰 표면 사이에서 돌출하는 링 섹션 상에, 강 재료의 중간 링이 두 개의 마찰 표면들을 형성하기 위한 양 측부 상에 마찰 라이닝을 갖는 것을 암시한다. 두 개의 마찰 라이닝은 바람직하게는 사출 성형(moulding) 또는 이송 성형 프로세스에서 마찰 라이닝을 지지하기 위해 제공되는 이러한 중간 링의 링 섹션 표면으로 도포된다. 이러한 동기화 링은 링 섹션에 개구를 가져서, 스프루(sprue)가 단지 하나의 측면으로부터 달성가능하다. 이에 대해 공구 설계가 대응하여 더 간단하게 된다. 개구는 유동가능하지만 아직 경화되지 않은, 공급된 마찰 라이닝 화합물이 공구 내의 개구에 의해 제공되는 링 섹션의 양 측면 상의 경로를 이용하여 공구의 공동 내로 유동할 수 있는 것을 보장한다. 중간 링이 링 섹션의 자유 단부에서의 컷아웃(cutout)의 형태로 개구를 가질 때, 스프루는 이의 단부면으로부터 발생될 수 있다. 이 같은 스프루에 대해, 잔류 스프루 마크가 마찰 표면 상에 존재하지 않는 것이 유용하다. 비록 개구와 접하는 링 섹션의 웨브가 공구 벽에 맞닿을 때 사출 성형 또는 이송 프레스 공구에서의 단부면에서 동기화 링을 밀봉하는 것이 더 용이하지만, 개구가 없는 링 섹션의 자유 단부면으로부터의 스프루가 또한 가능하다.

본 발명은 하나의 전형적인 실시예를 기초로하고 첨부된 도면들을 참조하여 아래에서 설명되며, 도면은 아래와 같다.

도 1은 예시적으로 도시된 동기화 링 조립체의 개별 동기화 링의 횡단면도이며,
도 2는 황동 재료로 제조된 외측 동기화 링의 마찰 표면의 부분 절개도이며,
도 3은 동기화 링 조립체로서 조립된 도 1의 동기화 링을 보여주며, 그리고
도 4는 도 3의 동기화 링 조립체의 중간 링의 내측 마찰 라이닝을 통한 단면의 확대 상세도이다.

도시된 전형적인 실시예에서, 동기화 링 조립체(1)는 3개의 개별 동기화 링(2, 3, 4)으로 이루어진다. 동기화 링(2)은 내측 동기화 링이다. 동기화 링(3)은 중간 링이다. 동기화 링(4)은 동기화 링 조립체(1) 내의 외측 동기화 링이다. 내측 동기화 링(2) 및 외측 동기화 링(4)은 황동 재료로, 특히 도시된 전형적인 실시예에서 단조 프로세스에 의해 제조된다. 동기화 링(2)의 내측 원추형 측 표면(5)은 사출 성형 프로세스에서 마찰 라이닝(6)으로 코팅된다. 대비하면, 황동 재료의 동기화 링(2)의 외측 마찰 표면(7)은 코팅되지 않는다. 마찰 표면(7)은 동기화 링 조립체(1)의 제 1 마찰 페어링의 하나의 마찰 표면을 형성한다. 마찰 표면(7)은 강 재료의 동기화 링(3)의 제 1 마찰 표면(8)과 협동한다. 강 재료의 동기화 링(3)은 강판으로 제조된 딥-드로잉 성형 물품이다. 강 재료의 동기화 링(3)은 원추형 링 섹션(9)을 가지며, 원추형 링 섹션으로 플랜지 섹션(10)이 원추형 링 섹션의 테이퍼링 단부에서 방사상 내측으로 돌출하는 방식으로 일체로 성형된다. 주변에 걸쳐 볼 때, 플랜지 섹션(10)의 방사상 연장부는 비 균일하다. 링 섹션(9)은 개구(11, 12)를 가진다. 링 섹션(9) 내의 개구(11)는 동기화 링(2)과 직면하는 자유 단부에 위치된다. 개구(11)는 횡단면도에서 확인할 수 있다. 개구(12)는 개략적으로 링 섹션(9)의 중간 세그먼트로 도입된다. 개구(11, 12)는 서로로부터 동일한 각도 거리에서 링 섹션(9)의 주변을 따라 위치된다. 설명의 목적을 위해, 수 개의 부가 원주위 분포 개구(11, 12)는 도 1에서 점선에 의해 표시된다. 링 섹션(9)은 양 측면 상에 마찰 라이닝(13, 14)으로 코팅된다. 내측 마찰 라이닝(13)은 동기화 링(2)을 구비한 상술된 제 1 마찰 페어링의 마찰 표면(8)을 형성한다. 외측 마찰 라이닝(14)은 외츠 마찰 표면(15)을 형성하고, 이어서 제 2 마찰 페어링을 형성하기 위해 외측 동기화 링(4)의 코팅되지 않은 마찰 표면(16)과 협동한다. 강 재료의 동기화 링은 또한 소결 또는 터닝(turning)과 같은, 소정의 다른 방식으로 생산될 수 있다.

강 재료의 동기화 링 내의 개구(11, 12)의 목적은 스프루가 마찰 라이닝(13, 14)을 위한 일 측면으로부터 달성되는 것을 허용하는데, 마찰 라이닝은 사출 성형 프로세스에서 링 섹션(9)의 상호 동심의 측 표면으로 도포된다. 개구(11, 12)는 공급된 마찰 라이닝 화합물(compound)이 적절한 사출 성형 공구의 공동 내부로 적절히 유동하여 그 내부에 확산될 수 있다. 따라서, 개구(11, 12)는 마찰 라이닝 화합물의 확산을 위한 경로로서 이용되며, 그 결과 사출 성형 공구가 대응하여 더 간단한 설계를 가질 수 있다. 또한, 이는 마찰 표면(8, 15)을 형성하도록 공구 벽을 이용하는 옵션을 제공한다. 따라서, 마무리 작업이 기본적으로 필요하지 않다. 도 4를 참조하여 아래에서 설명되는 바와 같이, 동기화 링(3)의 종방향 연장부를 따르는 오일 그루브는 마찰 표면(8, 15) 내로 도입된다. 사용되는 사출 성형 공구는 오일 그루브를 형성하기 위해 제공된 위치에서 대응하는 웨브를 가진다. 마찰 표면의 구조화는 이에 따라 마찰 라이닝의 제조 동안 오일 홈을 경유하여 수행된다. 다른 측면에서, 마찰 표면(8, 15)은 매끄럽다. 스프루가 축방향으로 링 섹션(9)의 자유 단부면으로부터 달성될 때, 스프루 마크는 마찰 표면들 중 하나의 마찰 표면(8 또는 15) 상에 존재하지 않으며, 스프루는 예를 들면 별모양 스프루에 의해 달성가능하다. 그러나, 외부 측면으로부터 스프루 특히, 별모양 스프루가 또한 가능하다.

개구(11, 12)는 또한 마찰 라이닝(13, 14)을 형성하는 마찰 라이닝 화합물과 링 섹션(9), 즉 동기화 링(3) 사이에 형상-조립 연결(positive-fit connection)을 설정하기 위해 이용된다. 개구(12)의 결과로서, 마찰 라이닝 화합물은 형상-조립 방식으로 회전 방향으로 그리고 축 방향으로 링 섹션(9)에 클램핑된다. 개구(11)의 결과로서, 마찰 라이닝 화합물은 형상-조립 방식으로 회전 방향으로 링 섹션(9)에 클램핑된다. 도시된 전형적인 실시예에서, 수축부(constriction; 17)는 플랜지 섹션(10)과 링 섹션(9) 사이의 내측 변화부에 형성된다. 수축부(17)는 또한 마찰 라이닝 화합물로 채워진다. 또한, 외측 마찰 라이닝(14)이 링 섹션(9)과 플랜지 섹션(10) 사이의 변화부로 연장하여, 링 섹션(9) 뒤에서 결합하는 것이 보장된다. 이러한 두 개의 수단의 결과로서, 마찰 라이닝 화합물, 즉 마찰 라이닝 화합물에 의해 형성된 마찰 라이닝(13, 14)은 형상-조립 방식으로 축방향으로 강 재료의 동기화 링(3)으로 부가적으로 클램핑된다. 이는 링 섹션(9) 내로 도입된 개구(12)가 축방향으로 작용하는 형상-조립 연결을 설정하기 위해 절대적으로 필요한 것이 아니라는 것을 명확히 보여준다.

개구(11, 12) 내에 존재하는 마찰 화합물을 경유하여 두 개의 마찰 라이닝(13, 14)의 연결은 동기화 링(3)의 링 섹션(9)으로의 마찰 라이닝 화합물의 기계적 연결을 보장한다. 이는 개구(11) 내에 존재하는 마찰 라이닝 재료를 경유하여 마찰 라이닝(13, 14)의 연결에 대해 특히 사실이어서, 이러한 자유 단부로부터 마찰 라이닝의 층간박리를 효과적으로 방지한다.

내측 동기화 링의 마찰 라이닝(6) 및 마찰 라이닝(13, 14)을 도포하기 위한 사출 성형 또는 이송 성형의 실제 절차는 바람직하게는 DE 10 2007 041 218.7호에서 설명된 방법을 이용하여 수행되는데; 이러한 종래의 특허 출원에 대한 명확한 인용에 의해, 또한 충분한 참조가 본 발명의 설명의 주요 구성에 대한 본 발명의 공개된 내용에 대해 이루어진다.

마찰 라이닝(13, 14)을 형성하기 위한 마찰 라이닝 화합물은 본질적으로 유기물이다. 마찰 라이닝 화합물은 유기 바인더, 특히 필러로서 짧은 섬유를 포함하는, 예를 들면 열경화성 플라스틱을 포함한다. 짧은 섬유는 기본 화합물보다 더 큰 경도를 가진다. 통상적으로 그라인딩에 의해 생산되는 짧은 탄소 섬유는 보통 필러로서 이용된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 짧은 탄소 섬유는 0.1 mm의 평균 길이를 가진다. 황동 재료의 동기화 링(2)의 마찰 라이닝(6)은 대응하는 성분을 가진다. 다른 선택적으로 존재하는 필러와 함께 필러 입자로서 짧은 섬유의 이용은 사출 성형 또는 이송 성형 프로세스에서 마찰 라이닝을 도포함으로써 유용하다. 짧은 섬유가 필러 입자로서 적용될 때, 원칙적으로 다른 길이의 섬유가 또한 이용될 수 있다.

황동 재료의 동기화 링(4)의 마찰 표면(16)은 도 2에서 부분 절개되어 상세하게 도시된다. 이 부분 절개도는 검게 표시된 입자(P)가 결정질의 매트릭스(베이스 재료)로 존재하며, 이의 결정질 구조는 개별 결정체(K)의 도시로부터 명백하다. 입자(P)의 경도는 기본 화합물을 형성하는 결정체(K)의 경도 보다 크다. 도시된 예시적인 실시예에서, 입자는 Mn-Fe 규화물이며, 이 규화물은 도 2로부터 명백한 바와 같이, 매트릭스 내에 확산된 형태로 결합된다. 이 같은 그레인(grain) 구조는 타입 CuZn37Mn3Al2PbSi의 황동 합금을 이용함으로써 달성되었으며, 동기화 링(4)의 도시된 구조를 생산하기 위해 입자(P)(본 경우에서 Mn-Fe 규화물)가 침전 상태로서 형성되는 방식으로 프로세싱되었다. 표면적 내의 규화물의 비율이 2% 보다 크며, 특히 3% 보다 크며, 바람직하게는 10% 보다 크지 않은 것이 제공된다. 도시된 전형적인 실시예에서, 입자(P)는 표면적의 약 3.9%를 점유한다. 사용된 황동 합금에 따라, Mn-Fe 규화물에 부가하여 또는 이에 대신하여, Ni-Co 규화물과 같은 다른 규화물이 형성될 수 있다.

도 3은 다른 것 내측에 하나가 적절히 배치되는 동기화 링(2, 3, 4)을 가지는 동기화 링 조립체(1)를 보여준다. 이러한 도시는 내측 동기화 링(2)(황동 재료)의 외측 마찰 표면(7)과 중간 링(3)(강 재료)의 외측 마찰 표면(8)이 제 1 마찰 페어링을 형성하고, 외측 동기화 링(4)(황동 재료)의 마찰 표면(16)과 함께 중간 링(3)의 마찰 표면(15)은 제 2 마찰 페어링을 형성한다는 것을 명확히 보여준다. 동기화 링 조립체(1)가 스미쓰 동기화(Smith synchronization)로서 설계되는 것이 명백하다. 링 섹션(9)의 자유 단부 측면으로부터 강 재료의 동기화 링(3)의 마찰 라이닝(13, 14)을 형성하기 위한 마찰 라이닝 화합물의 스프루의 경우, 단부면(18)에 존재할 수 있는 스프루 마크는 간섭되지 않으며, 따라서 또한 캐스팅 프로세스 후 제거되지 않아도 된다는 것이 또한 도 3으로부터 명백하다.

동기화 링 조립체(1)에서, 각각의 마찰 페어링의 두 개의 마찰 표면(7, 8 및 15, 16)은 이들의 구조적 특성에 대해 동일한 설계를 가진다. 마찰 페어링의 양 마찰 표면들은 더 적은 경도를 가지는 기본 화합물, 및 기본 화합물의 경도보다 큰 경도를 가지고 기본 화합물 내에 결합되는 입자로 이루어진다. 입자 및/또는 마찰 표면을 형성하는 입자들의 비율의 선택에 의해, 마찰의 계수는 간단한 수단을 이용하여 조정될 수 있다. 따라서, 마찰의 계수는 넓은 범위에 걸쳐 설정될 수 있다. 또한, 마찰 페어링의 두 개의 마찰 표면이 설명된 특성에 의해 "셀프-샤프닝(self-sharpening)" 방식으로 작동되는데, 이는 서로에 대한 마찰 표면의 회전 운동 동안, 심지어 마찰 표면의 피할 수 없는 마모로, 더 단단한 입자가 각각의 다른 마찰 표면에 의해 규칙적으로 작동되기 때문이다(work out). 따라서 마찰의 계수는 동기화 링, 즉 동기화 조립체(1)의 수명에 걸쳐 일정하게 된다. 특히, 동기화 링 조립체(1)의 이용 동안, 하나의 마찰 표면이 나머지를 매끄럽게 하여, 하나 또는 두 개의 마찰 페어링의 마찰의 계수를 연속적으로 감소시키는 것과 관련이 없다.

도 4는 동기화 링(3)의 내측 마찰 라이닝(13)의 확대 상세도를 보여준다. 오일이 뚫고 지나가는 구조를 형성하도록, 라이닝(13)의 표면은 미세구조로 구조화된다. 원칙적으로, 이러한 미세구조는 마무리 작업 없이 상술된 방법에 따라 생산될 수 있다. 상술된 미세구조가 제거될 수 있는 마무리 단계로 처리되는 경우 더 날카로운 에지가 형성되는 것이 허용될 수 있다. 이 같은 경우, 미세구조는 소정의 디폴트 형상이 주어지며 예를 들면 터닝 작업에 의해 후속적으로 제거된다. 도 4는 후속하는 제거가능한 기계가공 단계 없이, 우측으로부터 제 2 마찰 부재(19) 상의 본래의 연장선을 보여준다. 이 같은 과정에서 마찰 부재를 형성하기 위한 마찰 라이닝에 주어진 형상은 정밀성이 떨어지는 외형을 가지며, 따라서 에지에서 더 큰 반경이 제공될 수 있다는 것이 이해된다. 마지막으로, 이러한 실시예에서, 에지의 예리함은 마찰 라이닝을 제거하기 위한 후속하는 기계가공 단계까지 조정되지 않는다.

미세구조화는 개별 마찰 부재(19)에 의해 형성되는데, 링 섹션(9) 반대쪽의 개별 마찰 부재의 상부 측면은 매끄럽고, 마찰 부재(19)와 연결되는 측 표면은 마찰 라이닝(13)의 마찰 표면(8)을 형성한다. 마찰 부재(19)는 서로로부터 동일한 각도 거리에서 주변을 따라 분포된다. 마찰 라이닝(13)이 내측 라이닝이기 때문에, 마찰 부재(19)의 상부 측면은 오목한 곡률을 가지며 특히 내측 동기화 링(2)의 마찰 표면(7)의 곡률에 대응하는 반경을 가진다. 마찰 부재(13)의 상부 측면을 형성하는 에지의 목적은 동기화 링(2)과의 동기화를 설정하는 프로세스 동안 마찰 표면들(7, 8) 사이에 존재하는 오일 막을 휘젓는 것이다. 마찰 라이닝(13)의 두께는 도시된 전형적인 실시예에서 0.8 mm이다. 마찰 부재의 폭은 0.3 mm이다. 동기화 링(3)의 외측 마찰 라이닝(14)의 마찰 표면(15)은 오일을 벗기기 위한 미세 구조로 유사하게 구조화된다.

특히 동기화 링의 두 개의 마찰 라이닝 및 마찰 표면을 형성하기 위한 동기화 링의 구조를 구비한, 이러한 동기화 링이 큰 지출 없이 제조가능하다는 것이 강 재료의 동기화 링의 설명으로부터 명백하다.

실시예들이 상세한 설명에서 특별히 언급된 구조적 구성만을 인용하지 않고; 차리리 예에 의해 언급된 마찰 라이닝을 위한 필러 대신, 동일한 특성을 가지는 다른 필러가 사용될 수 있다는 것이 본 발명의 상세한 설명으로부터 명백하다. 또한, 언급된 규화물 대신, 다른 침전 상태가 다른 함유물로서 생산될 수 있다.

더욱이, 포함된 마찰 표면의 특성을 변경하지 않고, 마찰 페어링을 위해 설명된 균일한 마모의 특성이 또한 다른 마찰 페어링에 대해 적합하다는 것이 명백하다.

1 동기화 링 조립체
2 동기화 링(황동 재료)
3 동기화 링(강 재료)
4 동기화 링(황동 재료)
5 측 표면
6 마찰 라이닝
7 마찰 표면
8 마찰 표면
9 링 섹션
10 플랜지 섹션
11 개구
12 개구
13 마찰 라이닝
14 마찰 라이닝
15 마찰 표면
16 마찰 표면
17 수축부
18 단부면
19 마찰 부재
K 결정
P 입자

Claims

두 개 이상의 동기화 링(2, 3, 4)으로서, 상기 두 개 이상의 동기화 링(2, 3, 4)은 마찰 페어링(friction pairing)을 형성하도록 서로 작동적으로 연결되게 배치될 수 있는 마찰 표면(7, 8; 15, 16)을 각각 가지며, 상기 두 개 이상의 동기화 링 중 하나의 동기화 링(3)은 강 재료로 제조되고 나머지 동기화 링(2, 4)은 황동 재료로 제조되는, 동기화 링 조립체에 있어서,
상기 황동 재료의 동기화 링(2, 4)의 마찰 표면(7, 16)은 매끄럽게 형성되되, 축방향으로 연장되는 오일 그루브를 선택적으로 갖고,
상기 황동 재료의 동기화 링(2, 4)은, 적어도 상기 마찰 표면(7, 16)을 형성하는 상기 황동 재료의 동기화 링의 섹션에서, 구조물을 가지는데, 상기 구조물 내에서 더 큰 경도를 가지는 입자(P)가 더 작은 경도를 가지는 결정질의 베이스 재료 내로 통합되며,
상기 강 재료의 동기화 링(3)의 마찰 페어링의 마찰 표면(8, 15)은 다른 마찰 표면(7, 16)과 상보적이고 마찰 라이닝(13, 14)에 의해 형성되며, 상기 마찰 라이닝은 상기 마찰 라이닝 내로 통합된 필러 입자를 가지는 유기 바인더로 이루어지며, 상기 필러 입자는 상기 유기 바인더 보다 더 큰 경도를 가지는 것을 특징으로 하는,
동기화 링 조립체.
제 1 항에 있어서,
상기 필러 입자는 섬유인 것을 특징으로 하는,
동기화 링 조립체.
제 2 항에 있어서,
상기 섬유는 0.1 mm의 평균 길이를 가지는 것을 특징으로 하는,
동기화 링 조립체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
더 작은 경도를 가지는 베이스 재료 내로 통합되는 더 큰 경도를 가지는 상기 입자(P)는 상기 황동 재료의 동기화 링(2, 4)의 마찰 표면(7, 16)의 2%를 초과하여 점유하는 것을 특징으로 하는,
동기화 링 조립체.
제 4 항에 있어서,
더 작은 경도를 가지는 상기 베이스 재료 내로 통합되는 더 큰 경도를 가지는 상기 입자(P)는 상기 마찰 표면(7, 16)의 10%이하를 점유하는 것을 특징으로 하는,
동기화 링 조립체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
더 작은 경도를 가지는 상기 베이스 재료 내로 통합되는 더 큰 경도를 가지는 입자(P)는 규화물인 것을 특징으로 하는,
동기화 링 조립체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동기화 링 조립체(1)는 3개의 동기화 링(2, 3, 4)을 포함하며, 강 재료의 동기화 링(3)은 중간 링이고, 나머지 동기화 링(2, 4)은 또한 황동 재료의 동기화 링이며,
상기 황동 재료의 동기화 링의 마찰 표면(7, 16)은 매끄럽게 형성되되, 축방향으로 연장되는 오일 그루브를 선택적으로 갖고,
상기 황동 재료의 동기화 링(2, 4)은, 적어도 상기 마찰 표면(7, 16)을 형성하는 상기 황동 재료의 동기화 링의 섹션에서, 구조물을 가지며, 상기 구조물 내에서 더 큰 경도를 가지는 입자(P)가 더 작은 경도를 가지는 결정질의 베이스 재료 내로 통합되고,
상기 강 재료의 동기화 링(3)은 다른 마찰 페어링의 마찰 표면(7, 16)에 대해 상보적이고 마찰 라이닝(13, 14)에 의해 형성되는 마찰 표면을 가지며, 상기 마찰 라이닝(13, 14)은 상기 마찰 라이닝(13, 14) 내로 통합된 필러 입자를 가지는 유기 바인더로 이루어지며, 상기 필러 입자는 상기 바인더 보다 더 큰 경도를 가지는 것을 특징으로 하는,
동기화 링 조립체.
제 7 항에 있어서,
상기 강 재료의 동기화 링(3)은 상기 동기화 링의 링 섹션(9)의 영역에 개구(11, 12)를 가지며, 상기 링 섹션은 상기 황동 재료의 동기화 링(2, 4) 사이로 돌출하고 두 개의 마찰 페어링에 대해 상기 마찰 라이닝(13, 14)을 지지하는 것을 특징으로 하는,
동기화 링 조립체.
제 8 항에 있어서,
상기 개구(11)는 상기 링 섹션(9)의 자유 단부에 제공되는 컷아웃(cut out)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는,
동기화 링 조립체.
제 8 항에 있어서,
상기 개구(12)는 상기 링 섹션(9) 내부에 위치되는 것을 특징으로 하는,
동기화 링 조립체.
제 8 항에 있어서,
상기 강 재료의 동기화 링(3)은 상기 링 섹션(9)과 상기 링 섹션에 방사상으로 연장되도록 일체로 성형되는 섹션(10) 사이에서 내부 변화부의 구역에 수축부(17)를 가지는 것을 특징으로 하는,
동기화 링 조립체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강 재료의 동기화 링(3)은 딥-드로잉되는 링 부재인 것을 특징으로 하는,
동기화 링 조립체.
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